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三亚崖州湾新区丝路之塔EPC工程
发布时间：2017-11-08 点击人数：4153
三亚丝路之塔是一座应国家海上丝绸之路重要战略导向而专门设计建造的钢结构灯塔，项目在国家地图上显示为海南陆地最南端，与“天涯海角”、“南海观音”等遥相呼应；该项目是崖州湾新区整体开发的牵头项目，也是海南省打造国际旅游岛重点项目。
目前，三亚丝路之塔工程已处于最后内装饰阶段，“三亚丝路之塔以一塔多能规划，集成船只航行指引、旅游观光、应急和商业发射塔等功能于一体，是三亚市参与打造21世纪海上丝绸之路，加快推进南海资源开发服务保障基地建设，为海上丝绸之路创造优质服务平台的重点工程，建成后将成为中心渔港地标建筑、崖州新区会客厅和海南（三亚）21世纪海上丝绸之路名片。
我公司参建的三亚崖州湾新区丝路之塔工程项目，位于三亚市崖州中心渔港宁远河入海口处，总占地面积19727.07平方米，总建筑面积8560.98平方米，主体塔高95米，结构形式为钢框架-中心支撑，总造价约3.12亿。我单位主要建设内容包括地基与基础、部分主体及装饰装修工程。
基础设计
本工程基础深度约9.6m，三级坑形式，一级坑建筑面积约3000㎡，二级坑建筑面积约400㎡，三级坑建筑面积约100㎡；筏板桩基础，“秤砣”形式布置。
基础为整板基础，底板厚度核心区440㎡底板厚度为4.5m，其中100㎡底板厚度为6.5m；地下室局部承台区域底板厚度达到1.5~2.65m；地下室混凝土总量约4000方，混凝土强度等级为C30P6，为大体积混凝土。
基坑支护方案采用直径600mm搅拌桩止水帷幕，其中基坑顶搅拌桩的桩间搭接长度不少于200mm，桩间距、排距均为400mm。重力式挡墙和核心筒加固区搅拌桩的桩间搭接长度不少于150mm，桩间距、排距均为450mm。搅拌桩穿透中砂层、进入淤泥质土深度为2.0m。
施工难点
1、深基坑开挖、降水
本次施工属于沿海作业，地下水位高、砂层和淤泥质层较厚，海面绝对标高0.2~1.6m，原地面标高也较为接近，基坑开挖深度超过9m，需要提前做好开挖降水方案及措施。
2、大体积混凝土施工
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土裂缝的产生，造成大体积混凝土开裂主要是干燥收缩和温差收缩引起的，因此需要从材料上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土的顺利施工。
3、工期紧张
本工程属于三边工程又是政治性工程，应前期业主及总包单位中建股份公司要求，我公司必须在年内完成主塔区地下室结构工程的节点，在年前为后续专业单位创造工作面。我公司施工的基础工程是项目第一节点工程，如未能按计划时间完成，将会影响项目其他专业作业的拖延，导致整个项目竣工时间的延后。从2016年12月8日土方开挖正式开始，距离基础工程交付工期仅剩50天。
该项目地质条件复杂，工期紧张，施工条件恶劣，施工难度极大，对于公司来说是一个有重大意义又充满挑战的任务。
施工过程
1、土方开挖
土方开挖第一级基坑后，原本由于基坑支护外围封闭，势必基坑内会储存大量的海水，第一级基坑开挖深度近4m，结合地下水位高度，基坑内储存水位高度应在2.5m深左右，面积约3000㎡，储水含量约7500m³，基坑开挖过程中需要不间断的抽水，在不断抽水的工程中，我们不断发现基坑内水根本无法抽干，当天夜晚施工中基坑开始出现多处突涌现象，机械作业难以开展，流沙严重，无法继续开挖，初步判断外围搅拌桩出现了渗水情况。根据计算第一级基坑的突涌临界条件，不会出现突涌现象，白天施工也未发现突涌点，但在夜晚涨潮期间，基坑角落出现突涌，但只是清水，坑底砂没有随之上流。结合搅拌桩施工记录，突涌点出现在施工缝处，基坑南侧傍晚期间也出现潮气潮落现象，说明南侧搅拌桩基本已失效。结合地勘报告和施工记录，南侧搅拌桩由于当时机械原因，在基坑南侧由于粗砂中含有较多的卵石，导致搅拌桩机钻头多次破损，最后基坑南侧大约10m长度范围搅拌桩未能进入设计要求的淤泥质土，导致基坑内和海水连通，无法止水。
2、井点、深井降水
由于工期紧，止水注浆已不能满足需求，参考地质不同的渗透系数，决定采用深井降水。深井降水采用波纹管，旋挖机成孔埋设，内置污水泵，共在基坑已开挖面设置6个，不间断抽水，但基坑降水效果不明显。出于成本考虑，并结合沿海施工经验，决定采用井点降水，加大抽排面积和抽水量，共设置了50套，一套安装6~8根井点管（4m），一套清水泵（0.75KW），每小时抽排10m³/套。对于局部渗水量较大的区域，增加一排或两排降水井，直到满足抽排量大于渗透量方能起到降水效果。
3、集水井及承台
降水井布置后，基坑表面降水效果明显，根据深井降水井水位观测得知，降水深度达到0.5~1m，满足垫层浇筑和防水施工要求。
本工程深集水井和深承台较多，深度基本在1.5m~2.5m之间，第一级基坑地质为中砂和淤泥质土层，由于水位一直居高不下，与海水连通，开挖后，出现流沙现象，最深只能开挖500mm，根本没有办法继续开挖，最后在处于工期和成本的考虑下，采用拉森钢板桩作为支护（6m），采用460液压震动锤施工，形成闭合支护形式。
钢板桩支护形成封闭后，及时进行挖流沙，但由于局部钢板桩位于基坑坡脚，且钢板桩悬臂长度超长，侧压力较大，导致局部钢板桩变形严重。
开挖完成后，傍晚时分水位持续上涨，出现突涌现象，我方采用柴油泵（300m³/小时）连续抽排，抽除后及时采用袋装水泥封底，并浇筑封底混凝土，给下道砖胎模砌筑提供工作面。
考虑到砖胎模自身稳定性较差，砂浆强度增长较慢，工期紧，故采用600mm厚砖胎模并内配钢筋+圈梁压顶形成整体，方可及时周转钢板桩，节约成本。
个别承台垫层浇筑完成后，承台周边回填，仍出现涌水点，采取承台内设置井点降水，给钢筋施工提供工作面。
4、二级基坑
在一级坑大面积开挖后，积极和设计进行沟通，支护初步按双排钢板桩+W型钢支撑形式，边施工边进行设计（施工指导设计）；考虑到基坑变形和排水要求，钢板桩沿结构边外扩800mm。
5、三级基坑
三级基坑开挖深度2m，由于之前已进行旋喷桩被动区加固，但由于开挖较早，强度未达到开挖条件，特别是在淤泥质土区域，强度增长最慢，故又临时采取6m拉森钢板桩形式方形围堰，其他方法基本同二级基坑。
6、大体积混凝土施工
塔楼核心区范围砼厚度达到6.5m、4.5m，因此采用循环冷却水的方法来控制此范围内大体积混凝土的温度，降低中心混凝土的温度，达到控制砼内外温差在25℃以内的目的。
因整个塔楼区域底板均为大体积混凝土，提前一个星期就与混凝土公司提交了浇筑计划，并与其签订责任书，同时也要求混凝土生产厂家派调度到施工现场，加强与搅拌站的联系，确保混凝土供应连续、稳定。
为避免出现施工冷缝，使用3台天泵同时进行混凝土浇筑。底板砼浇筑时，按照从低到高的原则，先浇筑塔楼核心区域混凝土，然后分区浇筑底板砼。大体积混凝土采用分层浇筑的方法，每层厚度约500mm，并任其斜向流动，层层推移，必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。
于2017年1月17日晚开始浇筑，历时2天24小时不停换班制完成4000方大体积混凝土的浇筑。
浇筑开始就安排专人用混凝土测温仪每2小时轮流测温一次，浇筑完成后每4小时测一次，直至混凝土浇筑体表面以内40mm~80mm位置的温度与环境温度的差值小于15℃时。
大体积混凝土中，养护和浇筑同养重要，此次混凝土的覆盖养护材料没用采用常规的塑料薄膜，而是采用土工布毛毡，该材料保温保湿性强，可减少混凝土表面的温差，防止混凝土表面脱水，加上定时进行表面洒水，极样程度避免了表面裂缝产生。
最终在全体员工日日夜夜加班加点的共同努力下于2017年1月19日保质保量的完成了基坑底板全部浇筑，1月23日完成地下室顶板、墙板全部浇筑，共历时47天，在总计划时间内完成交付。1月24日大家坐上回家的飞机，那天离年三十还有三天。
总 结
对于本工程利用钢板桩作为支护结构调整后方案，完全避免了龄期的影响，且支护质量能够得到很大的保障，施工速度快，可随时调整施工范围，再结合W型内支撑，避免了占用基坑内的施工空间。
从施工难度、止水效果、环境保护、施工质量及安全方面来讲，钢板桩基坑支护确实是有较大的优势。在成本方面，若钢板桩一次性投入，成本相对来说较大，但此部分可以通过设计变更索赔等途径解决；若钢板桩重复利用，成本就相对来说较低。
在工期紧、地质复杂的邻海区域快速施工深基础工程，在很大程度上支护已不需要依赖龄期这个关键因素，从而能大大缩短工期，而且钢板桩支护对地下的污染相对于传统的加固地基类支护来说，影响基本为零。
此次大体积混凝土施工前为了预防裂缝产生，就制定了针对性极强的施工方案和控制措施，分析施工方案，按方案要求做好准备，对班组做好技术交底，严格按方案执行。
混凝土材料的准备，在配合比设计中要充分考虑超长大体积混凝土的特点，既要减少混凝土的收缩，保证混凝土的强度，又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量，做到配合比的最大优化。对混凝土供应公司的要求是，混凝土公司要按照浇筑计划方量要求，安排足够的混凝土浇筑汽车泵和混凝土运输罐车，确保连续浇筑，并安排调度员在现场负责混凝土的连续供应。
其次采用的冷凝管循环水降温措施迅速有效的降低了混凝土内部温度，控制了混凝土的温差，防止了混凝土因内外温差产生裂缝。
混凝土施工中必须严格的按照方案施工，采取整体推移式分层浇筑，保证在端部混凝土初凝前进行接缝，接缝处要振捣均匀，并安排施工员进行24小时换班旁站。
浇筑后采用的土工布毛毡材料及定时洒水养护方法，使混凝土的保湿保温养护到位，对避免混凝土裂缝的产生起到了很大作用。
大体积必须以材料、施工、降温控温和养护四个方面为重点，把这四方面做精做细，严格把控，就能够将大体积混凝土施工的质量缺陷控制到最小。
目前，三亚丝路之塔工程已处于最后内装饰阶段，“三亚丝路之塔以一塔多能规划，集成船只航行指引、旅游观光、应急和商业发射塔等功能于一体，是三亚市参与打造21世纪海上丝绸之路，加快推进南海资源开发服务保障基地建设，为海上丝绸之路创造优质服务平台的重点工程，建成后将成为中心渔港地标建筑、崖州新区会客厅和海南（三亚）21世纪海上丝绸之路名片。
我公司参建的三亚崖州湾新区丝路之塔工程项目，位于三亚市崖州中心渔港宁远河入海口处，总占地面积19727.07平方米，总建筑面积8560.98平方米，主体塔高95米，结构形式为钢框架-中心支撑，总造价约3.12亿。我单位主要建设内容包括地基与基础、部分主体及装饰装修工程。
基础设计
本工程基础深度约9.6m，三级坑形式，一级坑建筑面积约3000㎡，二级坑建筑面积约400㎡，三级坑建筑面积约100㎡；筏板桩基础，“秤砣”形式布置。
基础为整板基础，底板厚度核心区440㎡底板厚度为4.5m，其中100㎡底板厚度为6.5m；地下室局部承台区域底板厚度达到1.5~2.65m；地下室混凝土总量约4000方，混凝土强度等级为C30P6，为大体积混凝土。
基坑支护方案采用直径600mm搅拌桩止水帷幕，其中基坑顶搅拌桩的桩间搭接长度不少于200mm，桩间距、排距均为400mm。重力式挡墙和核心筒加固区搅拌桩的桩间搭接长度不少于150mm，桩间距、排距均为450mm。搅拌桩穿透中砂层、进入淤泥质土深度为2.0m。
施工难点
1、深基坑开挖、降水
本次施工属于沿海作业，地下水位高、砂层和淤泥质层较厚，海面绝对标高0.2~1.6m，原地面标高也较为接近，基坑开挖深度超过9m，需要提前做好开挖降水方案及措施。
2、大体积混凝土施工
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土裂缝的产生，造成大体积混凝土开裂主要是干燥收缩和温差收缩引起的，因此需要从材料上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土的顺利施工。
3、工期紧张
本工程属于三边工程又是政治性工程，应前期业主及总包单位中建股份公司要求，我公司必须在年内完成主塔区地下室结构工程的节点，在年前为后续专业单位创造工作面。我公司施工的基础工程是项目第一节点工程，如未能按计划时间完成，将会影响项目其他专业作业的拖延，导致整个项目竣工时间的延后。从2016年12月8日土方开挖正式开始，距离基础工程交付工期仅剩50天。
该项目地质条件复杂，工期紧张，施工条件恶劣，施工难度极大，对于公司来说是一个有重大意义又充满挑战的任务。
施工过程
1、土方开挖
土方开挖第一级基坑后，原本由于基坑支护外围封闭，势必基坑内会储存大量的海水，第一级基坑开挖深度近4m，结合地下水位高度，基坑内储存水位高度应在2.5m深左右，面积约3000㎡，储水含量约7500m³，基坑开挖过程中需要不间断的抽水，在不断抽水的工程中，我们不断发现基坑内水根本无法抽干，当天夜晚施工中基坑开始出现多处突涌现象，机械作业难以开展，流沙严重，无法继续开挖，初步判断外围搅拌桩出现了渗水情况。根据计算第一级基坑的突涌临界条件，不会出现突涌现象，白天施工也未发现突涌点，但在夜晚涨潮期间，基坑角落出现突涌，但只是清水，坑底砂没有随之上流。结合搅拌桩施工记录，突涌点出现在施工缝处，基坑南侧傍晚期间也出现潮气潮落现象，说明南侧搅拌桩基本已失效。结合地勘报告和施工记录，南侧搅拌桩由于当时机械原因，在基坑南侧由于粗砂中含有较多的卵石，导致搅拌桩机钻头多次破损，最后基坑南侧大约10m长度范围搅拌桩未能进入设计要求的淤泥质土，导致基坑内和海水连通，无法止水。
2、井点、深井降水
由于工期紧，止水注浆已不能满足需求，参考地质不同的渗透系数，决定采用深井降水。深井降水采用波纹管，旋挖机成孔埋设，内置污水泵，共在基坑已开挖面设置6个，不间断抽水，但基坑降水效果不明显。出于成本考虑，并结合沿海施工经验，决定采用井点降水，加大抽排面积和抽水量，共设置了50套，一套安装6~8根井点管（4m），一套清水泵（0.75KW），每小时抽排10m³/套。对于局部渗水量较大的区域，增加一排或两排降水井，直到满足抽排量大于渗透量方能起到降水效果。
3、集水井及承台
降水井布置后，基坑表面降水效果明显，根据深井降水井水位观测得知，降水深度达到0.5~1m，满足垫层浇筑和防水施工要求。
本工程深集水井和深承台较多，深度基本在1.5m~2.5m之间，第一级基坑地质为中砂和淤泥质土层，由于水位一直居高不下，与海水连通，开挖后，出现流沙现象，最深只能开挖500mm，根本没有办法继续开挖，最后在处于工期和成本的考虑下，采用拉森钢板桩作为支护（6m），采用460液压震动锤施工，形成闭合支护形式。
钢板桩支护形成封闭后，及时进行挖流沙，但由于局部钢板桩位于基坑坡脚，且钢板桩悬臂长度超长，侧压力较大，导致局部钢板桩变形严重。
开挖完成后，傍晚时分水位持续上涨，出现突涌现象，我方采用柴油泵（300m³/小时）连续抽排，抽除后及时采用袋装水泥封底，并浇筑封底混凝土，给下道砖胎模砌筑提供工作面。
考虑到砖胎模自身稳定性较差，砂浆强度增长较慢，工期紧，故采用600mm厚砖胎模并内配钢筋+圈梁压顶形成整体，方可及时周转钢板桩，节约成本。
个别承台垫层浇筑完成后，承台周边回填，仍出现涌水点，采取承台内设置井点降水，给钢筋施工提供工作面。
4、二级基坑
在一级坑大面积开挖后，积极和设计进行沟通，支护初步按双排钢板桩+W型钢支撑形式，边施工边进行设计（施工指导设计）；考虑到基坑变形和排水要求，钢板桩沿结构边外扩800mm。
5、三级基坑
三级基坑开挖深度2m，由于之前已进行旋喷桩被动区加固，但由于开挖较早，强度未达到开挖条件，特别是在淤泥质土区域，强度增长最慢，故又临时采取6m拉森钢板桩形式方形围堰，其他方法基本同二级基坑。
6、大体积混凝土施工
塔楼核心区范围砼厚度达到6.5m、4.5m，因此采用循环冷却水的方法来控制此范围内大体积混凝土的温度，降低中心混凝土的温度，达到控制砼内外温差在25℃以内的目的。
因整个塔楼区域底板均为大体积混凝土，提前一个星期就与混凝土公司提交了浇筑计划，并与其签订责任书，同时也要求混凝土生产厂家派调度到施工现场，加强与搅拌站的联系，确保混凝土供应连续、稳定。
为避免出现施工冷缝，使用3台天泵同时进行混凝土浇筑。底板砼浇筑时，按照从低到高的原则，先浇筑塔楼核心区域混凝土，然后分区浇筑底板砼。大体积混凝土采用分层浇筑的方法，每层厚度约500mm，并任其斜向流动，层层推移，必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。
于2017年1月17日晚开始浇筑，历时2天24小时不停换班制完成4000方大体积混凝土的浇筑。
浇筑开始就安排专人用混凝土测温仪每2小时轮流测温一次，浇筑完成后每4小时测一次，直至混凝土浇筑体表面以内40mm~80mm位置的温度与环境温度的差值小于15℃时。
大体积混凝土中，养护和浇筑同养重要，此次混凝土的覆盖养护材料没用采用常规的塑料薄膜，而是采用土工布毛毡，该材料保温保湿性强，可减少混凝土表面的温差，防止混凝土表面脱水，加上定时进行表面洒水，极样程度避免了表面裂缝产生。
最终在全体员工日日夜夜加班加点的共同努力下于2017年1月19日保质保量的完成了基坑底板全部浇筑，1月23日完成地下室顶板、墙板全部浇筑，共历时47天，在总计划时间内完成交付。1月24日大家坐上回家的飞机，那天离年三十还有三天。
总 结
对于本工程利用钢板桩作为支护结构调整后方案，完全避免了龄期的影响，且支护质量能够得到很大的保障，施工速度快，可随时调整施工范围，再结合W型内支撑，避免了占用基坑内的施工空间。
从施工难度、止水效果、环境保护、施工质量及安全方面来讲，钢板桩基坑支护确实是有较大的优势。在成本方面，若钢板桩一次性投入，成本相对来说较大，但此部分可以通过设计变更索赔等途径解决；若钢板桩重复利用，成本就相对来说较低。
在工期紧、地质复杂的邻海区域快速施工深基础工程，在很大程度上支护已不需要依赖龄期这个关键因素，从而能大大缩短工期，而且钢板桩支护对地下的污染相对于传统的加固地基类支护来说，影响基本为零。
此次大体积混凝土施工前为了预防裂缝产生，就制定了针对性极强的施工方案和控制措施，分析施工方案，按方案要求做好准备，对班组做好技术交底，严格按方案执行。
混凝土材料的准备，在配合比设计中要充分考虑超长大体积混凝土的特点，既要减少混凝土的收缩，保证混凝土的强度，又要降低混凝土内部水泥水化反应产生的巨大热量，做到配合比的最大优化。对混凝土供应公司的要求是，混凝土公司要按照浇筑计划方量要求，安排足够的混凝土浇筑汽车泵和混凝土运输罐车，确保连续浇筑，并安排调度员在现场负责混凝土的连续供应。
其次采用的冷凝管循环水降温措施迅速有效的降低了混凝土内部温度，控制了混凝土的温差，防止了混凝土因内外温差产生裂缝。
混凝土施工中必须严格的按照方案施工，采取整体推移式分层浇筑，保证在端部混凝土初凝前进行接缝，接缝处要振捣均匀，并安排施工员进行24小时换班旁站。
浇筑后采用的土工布毛毡材料及定时洒水养护方法，使混凝土的保湿保温养护到位，对避免混凝土裂缝的产生起到了很大作用。
大体积必须以材料、施工、降温控温和养护四个方面为重点，把这四方面做精做细，严格把控，就能够将大体积混凝土施工的质量缺陷控制到最小。
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