高鐵站前超大型廣場及地下空間

建造關(guān)鍵技術(shù)2014年4月申報單位：完成單位：

目錄1成果來源及工程背景2成果主要內(nèi)容3成果查新報告4應用效益證明5工程質(zhì)量證明6

成果證明材料1

成果來源及工程背景2.1成果來源及用途“高鐵站前超大型廣場及地下空間建造關(guān)鍵技術(shù)”依托西站片區(qū)場站一體化工程研究總結(jié)而來，由、共同完成，適用于城市廣場及地下空間的設(shè)計施工。2014年3月30日，建筑工程總公司組織了成果鑒定，成果總體達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。2.2工程概況西站北綜合體南綜合體長途客運樞紐東廣場高層辦公樓工程位置及周圍環(huán)境西站片區(qū)場站一體化工程是西站交通樞紐的配套工程，包含地鐵、公交、商業(yè)、辦公、酒店等設(shè)施?？偨ㄖ娣e42萬平方米。

本工程于2010年9月開工，2013年9月竣工。2.3工程特點（1）基坑面積大、開挖深度深。基坑平面尺寸達470×346m，大面積開挖深度13m、局部深度達21m。（2）基坑變形控制要求嚴，地下水保護要求高。基坑西部約80m處有300km/h級高速鐵路通過，設(shè)計中提出了“零沉降”要求，即在基坑施工中，不允許對高鐵路基處的地下水位有任何影響。（3）地下工程單層面積大，超長超寬混凝土構(gòu)件抗裂要求高。地下工程單層面積達14萬平方米，地下室外墻單側(cè)長度達470m，控制混凝土收縮及溫度變化產(chǎn)生的裂縫，是設(shè)計、施工中重點研究解決的問題。（4）站前廣場面積大，觀感要求高。站前廣場總面積達9萬平方米,對廣場的設(shè)計施工提出了很高的要求。（5）地下空間大，通風空調(diào)要求高。地下空間超過100萬立方米，地下商業(yè)及地鐵帶來的巨大人流，對通風空調(diào)工程提出了巨大挑戰(zhàn)。2

成果主要內(nèi)容“高鐵站前超大型廣場及地下空間建造關(guān)鍵技術(shù)”的主要內(nèi)容包括：（1）富水地層大型深基坑變形控制關(guān)鍵技術(shù)

（2）超長地下室外墻U型凹槽伸縮補償抗裂設(shè)計施工技術(shù)

（3）超大面積混凝土樓蓋預應力施工技術(shù)

（4）大坡度混凝土底板單側(cè)支模體系施工技術(shù)

（5）超大型廣場石材地面建造技術(shù)

（6）超大地下空間通風空調(diào)工程技術(shù)（1）富水地層大型深基坑變形控制關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容：通過有限元數(shù)值模擬，評估基坑施工引起的地下水位變化和基坑變形，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計合理的降水和支護方案。

創(chuàng)新點：（1）設(shè)計了“止水帷幕+帷幕內(nèi)降水+帷幕外回灌”的降水方案，采用分階段降水方法。其中“底板下盲井盲溝埋管真空泵降水”保證了底板下連續(xù)降水。（2）設(shè)計了“土釘墻、土釘及預應力錨索”等多種支護方案，實現(xiàn)了預期變形控制目標?；悠矫鎴D地下水滲流流有限元分分析采用FLAC3D軟件，建立立了基坑及及周邊范圍圍內(nèi)地下水水滲流模型型，分析計計算了止水水帷幕不同同深度、不不同降水時時間降水漏漏斗曲線，，為評估基基坑周邊不不同距離地地下水位降降低量、地地面沉降量量提供了理理論依據(jù)。。模型平面布布置圖模型縱斷面面圖以靠近東側(cè)側(cè)6號地鐵線的的站前廣場場基坑止水水帷幕為邊邊界（x=0），西側(cè)邊邊界取200m（基坑外側(cè)側(cè)），東側(cè)側(cè)邊界取100m（基坑內(nèi)側(cè)側(cè)）。南北北方向取30m。垂直方向向以地表為為z=0，底邊界z=-45m。序號工況止水帷幕降水井深度(m)疏干井深度(m)回灌井深度(m)深度(m)滲透系數(shù)(cm/s)1工況A不設(shè)止水帷幕1818無2工況B181e-61818無3工況C201e-61818無4工況D241e-61818無5工況E301e-61818無滲流計算工況降水漏斗曲曲線（無止止水帷幕））降水漏斗曲曲線（止水水帷幕24m深）比較各種工況，考考慮施工速速度，選擇擇止水帷幕幕深24m降水240天作為設(shè)計計基礎(chǔ)，此時基坑外側(cè)降降水影響范范圍約50～60m，可以保證證基坑降水水基本不會會影響到80m外的京滬高高鐵路基處處水位。降水方案設(shè)設(shè)計施工根據(jù)分析結(jié)結(jié)果，止水水帷幕按25m深設(shè)計，降降水方案采采用“止水水帷幕+帷幕內(nèi)降水水+帷幕外回灌灌”。經(jīng)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測，，基坑外圍圍水位開始始下降較快快，在止水水帷幕閉合合、采取回回灌措施后后，水位緩緩慢上升并并趨于穩(wěn)定定。降水沒沒有影響到到高鐵路基基地下水位位，實現(xiàn)了了“零沉降降”?；幼冃蜗尴拊治鰬肍LAC3D軟件，采用用平面應變變模型，對對不同支護護條件下的的基坑變形形進行有限限元分析。。分析研究結(jié)結(jié)論1）地表沉降降?；娱_開挖引起的的地表沉降降值為-4.00～-6.00mm，出現(xiàn)在離離基坑邊緣緣約16～20m的位置?；娱_挖卸卸荷對基坑坑最大影響響范圍在60m之內(nèi)。2）坡面變形形。整個坡坡面變形呈呈現(xiàn)上小下下大，最大大變形出現(xiàn)現(xiàn)中下部。。最大水平平位移分別別為30～60mm。均小于0.4%H允許變形值值。基坑支護設(shè)設(shè)計施工根據(jù)分析結(jié)結(jié)果，土釘釘墻、土釘釘墻加預應應力錨索的的組合方案案，完全能能夠滿足基基坑變形要要求。實際際監(jiān)測結(jié)果果顯示，基基坑坡頂沉沉降最大值值為18mm，周邊道路路及路面最最大沉降14mm，皆未達到到預警值。。（2）超長地下下室外墻U型凹槽伸縮縮補償抗裂裂設(shè)計施工工技術(shù)研究內(nèi)容:不同條件下下墻體凹槽有有限元受力力變形分析析；根據(jù)分分析結(jié)果選選取合適的的凹槽形式式、尺寸和和間距，進進行凹槽設(shè)設(shè)計；凹槽槽施工。創(chuàng)新點：(1)設(shè)計了U型凹槽與后后澆帶間隔隔布置的抗抗裂方案；；（2）針對U型凹槽的的特點，，開發(fā)了了免拆除除聚苯板板內(nèi)模板板及相應應的防水水、開口口處理施施工方法法。凹槽受力力變形分分析采用通用用有限元元軟件ansys,對墻體凹凹槽進行行受力變變形分析析。整個結(jié)構(gòu)構(gòu)模型的的尺寸為為450m×270m，梁、柱柱采用BEAM188梁單元，，板、墻墻采用SHELL63面單元。?？紤]的的凹槽形形式為V型，取三三種不同同的凹槽槽截面尺尺寸，其其寬和高高分別為為500mm×500mm、1000mm××1000mm、1500mm××1500mm。分析結(jié)果果顯示：：（1）凹槽間間距對降降低墻體體應力有有很大影影響，當當間距超超過50m時，應力力降低很很小，設(shè)設(shè)置凹槽槽不能起起到多大大作用；；但當間間距在27m時，應力力降低約約達40%，效果明明顯。（2）U型凹槽同同V型凹槽相相比，凹凹槽處應應力集中中的程度度會有所所減小，，但是墻墻體應力力值稍大大一點。。凹槽間間距對凹凹槽本身身應力大大小及分分布沒有有明顯的的影響。。U型凹槽抗抗裂設(shè)計計技術(shù)根據(jù)有限限元分析析結(jié)果，，考慮到到施工方方便，采采用U型凹槽，，U型凹槽的的設(shè)置間間距為45m，與后澆帶帶（間距距54m）間隔布布置，凹槽凈寬寬100mm，其側(cè)墻凸凸出地下下室外墻墻750mm。凹槽本本身配筋筋需加密密，以實實現(xiàn)其伸伸縮補償償功能而而防止自自身開裂裂。U型凹槽構(gòu)構(gòu)造U型凹槽施施工技術(shù)術(shù)凹槽處模模板示意意圖凹槽處防防水處理理：首先，做做好混凝凝土的澆澆筑與養(yǎng)養(yǎng)護工作作。其次，做做好凹槽槽處外壁壁的防水水層施工工。在地地下室外外墻防水水層施工工時，將將凹槽處處作為特特殊部位位，采取取加強措措施。本本工程地地下室外外墻采用用1.5mm自粘卷材材+2.0mm自粘卷材材的外防防水方法法。施工工中，將將凹槽凸凸出壁及及兩側(cè)各各250mm內(nèi)增加一一道1.5mm附加層。。凹槽在室室內(nèi)開口口部分的處理：：凹槽在室室內(nèi)開口口部分，，就是一一道豎直直伸縮縫縫，按照照伸縮縫縫處理即即可。（3）超大面面積混凝凝土樓蓋蓋預應力力設(shè)計施施工技術(shù)術(shù)研究內(nèi)容容：溫度度及混凝凝土收縮縮徐變作作用下結(jié)結(jié)構(gòu)的應應力分布布研究；；預應力力方案研研究與設(shè)設(shè)計施工工。創(chuàng)新點：（1）在整體體結(jié)構(gòu)有有限元分分析基礎(chǔ)礎(chǔ)上，選選用了主主梁有粘粘結(jié)預應應力、次次梁無粘粘結(jié)預應應力設(shè)計計方案。。（2）施工中中開發(fā)了了預應力力筋端頭頭多種形形式的錨錨固方式式，方便便了預應應力施工工，保證證了施工工質(zhì)量。。大面積樓樓蓋應力力分析采用ansys對結(jié)構(gòu)在在溫度作作用下進進行了整整體分析析，整個個分析過過程都是是在彈性性范圍內(nèi)內(nèi)進行，，樓板和和墻采用用shell63單元模擬擬，梁和和柱采用用beam188單。整個個模型單單元總數(shù)數(shù)為221047個，節(jié)點點數(shù)為126133個。季節(jié)溫差差根據(jù)計計算出的的不同區(qū)區(qū)域的溫溫差取值值，混凝土收收縮等效效溫差取取-10℃，徐變等等效溫差差取+3℃。具體的的降溫取取值見下下圖。地下一層層溫度荷荷載地下二層層溫度荷荷載分析結(jié)果果顯示：：地下一層層板內(nèi)的的應力大大多數(shù)均均在1.333MPa以內(nèi)，而而地下二二層板的的應力則則大多均均在2.667MPa以內(nèi)。地下二層層的約束束相比地地下一層層強許多多，溫度度作用效效應較大大。特別別是下沉沉廣場區(qū)區(qū)域，由由于直接接暴露在在室外，，溫差較較大，需需要特別別關(guān)注。。預應力樓蓋設(shè)計計研究根據(jù)整體體分析結(jié)結(jié)果，本本工程地地下2層、地下下1層頂板采采用部分分預應力力梁樓蓋蓋，其中中框架梁梁為有粘粘結(jié)預應應力，次次梁為無無粘結(jié)預預應力。。預應力力筋數(shù)目目以全截截面1MPa的壓應力力為依據(jù)據(jù)進行計計算?？蚣芰侯A預應力筋筋端頭構(gòu)造框架梁邊邊跨段固固定端錨錨固形式式（錨固固于邊柱柱內(nèi)）框架梁中中間跨段段固定端端錨固形形式（錨錨固在框框架梁內(nèi)內(nèi)）框架中間間梁柱節(jié)節(jié)點處張張拉端加加腋框架邊梁梁柱節(jié)點點處張拉拉端加腋腋框架邊柱柱處張拉拉端加腋腋次梁無粘粘結(jié)預應應力筋端端頭構(gòu)造次梁無粘粘結(jié)預應應力筋端端頭形式式，主要要采用梁梁內(nèi)固定定端+梁頂預留槽張張拉端形式。。將固定端直直接埋設(shè)在框框架梁內(nèi)，在在次梁頂部預預留張拉槽，，。張拉完成成后采用C40微膨脹細石混混凝土封堵。。（4）超厚大坡度混混凝土底板單單側(cè)支模體系系施工技術(shù)在本工程地下室底板與與預留地鐵1#線處底板高差達7m，設(shè)計中采用用了45°斜板過渡，，因而形成了了兩道各寬度約10m的陡坡過渡段段，厚度1.5m。給混凝土施施工帶來了較較大困難。采用木模板+木方次楞+雙鋼管主楞作作為混凝土上上表面的模板板支撐體系，，混凝土浮力力由帶直彎鉤鉤的對拉螺桿桿傳遞給同樁樁頭鋼筋焊接接的槽鋼。大坡度混凝土土底板單面模模板體系設(shè)計計大坡度混凝土土底板單面模模板體系（5）超大型廣場場石材地面建建造技術(shù)研究內(nèi)容：超超大型廣場外外觀形象設(shè)計計技術(shù)、施工工技術(shù)。創(chuàng)新點：（1）綜合了縫隙式式線型排水溝溝、下沉式檢檢查井、廣場場設(shè)施預先定定位技術(shù)，開開發(fā)了超大型型廣場石材地地面外觀設(shè)計計技術(shù)；（2）開發(fā)了地面面石材密鋪切切縫施工技術(shù)術(shù)及施工設(shè)備備“軌道式切切割機”。超大型廣場石石材地面外觀觀設(shè)計技術(shù)綜合了縫隙式式線型排水溝溝、下沉式檢檢查井、廣場場設(shè)施預先定定位技術(shù)，從從設(shè)計上保證證廣場外觀的的整體性、協(xié)協(xié)調(diào)性、美觀觀性?？p隙式線型排排水溝施工詳詳圖縫隙式線型排排水溝縫隙式線型排排水溝施工后后效果圖下沉式檢查井井施工后效果果圖下沉式檢查井井廣場公共設(shè)施施預先設(shè)計定位廣場位置、各各種變化部位位、各種特殊殊位置及所有有廣場公共藝藝術(shù)設(shè)施在定定位上均確定定了唯一精確確的坐標并在在總平面豎向向圖上明確標標識。廣場公共設(shè)施施預先設(shè)計定位圖石材地面密鋪鋪切縫施工技技術(shù)在鋪砌地面石石材時，各塊塊石材之間不不留縫隙，待待鋪砌完成后后，再沿接縫縫用切割機切切出一條寬約約5mm縫，最后用細細砂填縫。切切縫時采用新新開發(fā)的實用用新型專利成成果軌道式切切割機，切割割機沿軌道運運動，保證切切縫寬窄均勻勻、線條順直直。工字鋼導軌水管金鋼砂砌割機機導軌提升控制制螺桿機軌道式石材切切縫機（實用新型專專利：ZL201320500273.3）石材地面密鋪鋪切縫施工施工效果：線線條順直施工效果：寬寬窄均勻施工效果：拼拼縫整齊（6）超大地下空空間通風空調(diào)調(diào)工程技術(shù)研究內(nèi)容：地地下大空間通通風空調(diào)與節(jié)節(jié)能創(chuàng)新點:(1)設(shè)計了大功率高壓雙雙工況主機冰冰蓄冷空調(diào)系系統(tǒng)，解決了了地下大空間間通風空調(diào)問問題；（2）設(shè)計應用了了多種通風空空調(diào)系統(tǒng)自動動控制技術(shù)，，節(jié)省了能源源。大功率高壓雙雙工況主機冰冰蓄冷空調(diào)系系統(tǒng)采用2臺1800RT高壓10KV離心式雙工況況機組，另置置1臺800RT常壓380V離心式冷水機機組作為基載載機組，基載載機組配置變變頻器以滿足足部分負荷需需要。系統(tǒng)最最大供冷量達達20350KW。蓄冷裝置總總蓄冷量50000KW﹒h。系統(tǒng)采用四種種運行模式：：（1）雙工況主機機單獨供冷，，最大供冷量量12656KW；（2）雙工況主機機蓄冰，最大大供冷量8374KW；（3）蓄冰裝置單單獨融冰供冷冷，最大供冷冷量