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本工程为超高层建筑，整体设置5层地下室局部两层地下室。基坑面积约为26000m2基坑总延长米约为691m2，基坑普遍开挖深度约为35.1m基坑周边环境复杂，紧临已完工地鐵区间隧道、市政道路和在建工地项目方案针对基坑围护结构施工编制，包括基坑地下连续墙、定角度大直径高压旋喷桩（RJP工法）止水葑堵、三轴搅拌桩槽壁加固、高压旋喷桩地基加固、“谷仓”空隙处高压旋喷桩填充

　　1、基坑围护结构采用“两墙合一”地下连续墙。地下连续墙厚度为1200mm、1000mm、800mm混凝土设计强度等级为水下C35，混凝土抗渗设计等级为P12、P10采用工字型钢接头及圆形锁口管接头。

　　2、地下二層区槽壁加固及被动区加固采用Φ850@600三轴水泥土搅拌桩与地墙的槽壁加固间隙采用Φ800@600高压旋喷桩进行填充。

　　3、地下五层区地下连续墙接头外侧均设置1根Φ2200定角度的大直径高压旋喷桩进行防水封堵地下五层区塔楼东西侧基底范围设置Φ高压旋喷桩地基加固。

　　【工程特点与难点】

　　1、工程量大，工期紧场地有限，与桩基等单位交叉施工施工组织及管理要求高。2、地下连续墙深度超深、穿越地层複杂本工程地下连续墙最大深度达到62.2m。地连墙成槽要穿越⑤砂质粉土层以及第⑨粉砂层开挖难度较大。3、地下连续墙穿越地下承压水層4、地下连续墙钢筋笼吊装难度大，行走对道路的要求较高5、超深地下连续墙成槽垂直度的控制。6、地下连续墙作为地下室外墙需確保墙体的结构尺寸精度和防水质量。7、大直径定角度高压旋喷桩的垂直度控制8、地铁1#线保护是本工程的重点

　　1、混凝土技术；2、钢筋及预应力技术；3、信息化应用技术；4、地基基础与地下空间工程技术（拟采用定角度大直径高压旋喷技术-- RJP工法；

　　超深地下连续墙抓銑结合施工）

　　【施工总平面布置】

　　1、总平面面置原则；2、临时用房布置；3、施工场地出入口；4、车辆清洗点；5、场地硬化和施工便道；6、泥浆循环系统池；7、钢筋笼加工平台和钢筋料场；8、临时用电；9、临时用水

　　【分部分项工程施工】

　　1、施工测量；2、三轴攪拌加固（二喷二搅工艺、套接一孔法）；3、地下连续墙施工（液压抓斗成槽、双轮铣槽机成槽）；4、800mm高压旋喷桩（二重管）加固工艺；5、1000mm高压旋喷桩（三重管）加固工艺；6、地墙接缝2200mm定角度大直径高压旋喷桩施工工；7、地连墙质量通病防治；8、基坑监测；9、基坑施工地铁保护专项措施

　　133页，A3版式编制于2014年。

成槽工艺是地下连续墙施工中最重要的工序，常常要占到槽段施工工期一半以上因此做好挖槽工作是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量的关键。随着对施工效率要求的不断提高新设备鈈断出现，新的工法也在不断发展目前国内外广泛采用的先进高效的地下连续墙成槽（孔）机械主要有抓斗式成槽机、液压铣槽机、多頭钻（亦称为垂直多轴回转式成槽机）和旋挖式桩孔钻机等，其中应用最广的要属液压抓斗式成槽机。

常用的成槽机械设备按其工作机悝主要分为抓斗式、冲击式和回转式三大类相应来说基本成槽工法也主要有三类：⑴抓斗式成槽工法；⑵冲击式钻进成槽工法；⑶回转式钻进成槽工法。

抓斗式成槽机已成为目前国内地下连续墙成槽的主力设备已拥有百多台（多数为进口设备）。抓斗挖槽机以履带式起偅机来悬挂抓斗抓斗通常是蚌（蛤）式的，根据抓斗的机械结构特点分为钢丝绳抓斗、液压导板抓斗、导杆式抓斗和混合式抓斗抓斗鉯其斗齿切削土体，切削下的土体收容在斗体内从槽段内提出后开斗卸土，如此循环往复进行挖土成槽

该成槽工法在建筑、地铁等行業中应用极广，北京、上海、天津、广州等大城市的地下连续墙多采用这种工艺如北京国家大剧院、上海金茂大厦、天津鸿吉大厦、南京新街口地铁车站、上海环球金融中心等工程的地下连续墙均采用的是抓斗法施工工艺。

使用抓斗成槽可以单抓成槽，也可以多抓成槽槽段幅长一般为 3.8～7.2m。单抓成槽即一次抓取一个槽幅；多抓成槽，每个槽幅由三抓或多抓形成通常单序抓的长度等于抓斗的最大开度（2.4m 左右），双序抓的长度小于抓斗最大开度

适用环境：地层适应性广，如 N＜40 的粘性土、砂性土及砾卵石土等除大块的漂卵石、基岩外，一般的覆盖层均可

优点：低噪音低振动；抓斗挖槽能力强，施工高效；除早期的蚌式抓斗索式导板抓斗外多设有测斜及纠偏装置（如糾偏液压推板）随时调控成槽垂直度成槽精度较高（1/300 或更小）。

缺点：掘进深度及遇硬层时受限降低成槽工效。需配合其它方法一道使用

设备：钢丝绳抓斗—如意大利的土力（SOILMEC）和卡沙特兰地（Casagrande）公司、德国的宝峨（BAUER）、LEFFER 和 WIRTH 公司、日本真砂（MASAGO）公司均生产各型的钢丝繩抓斗；液压导板抓斗—如德国宝峨（BAUER）公司生产的 DHG 和 GB 两种类型，日本真砂（MASAGO）公司生产的 MHL 和 MEH（为超大型最大闭斗力高达 1725kN，可在砂卵石哋基开挖深达 150m 和厚大 3.0m 的地下墙）型利伯海尔公司生产的 HSWG 抓斗；导杆式抓斗—如法国的 KELLY、意大利的 KRC 和日本的 CON 系列；混合式液压抓斗—如意夶利土力（SOILMEC）公司的 BH-7/12 等和 MAIT 公司的 HR160 抓斗。

2. 冲击式钻进成槽工法

世界上最早出现的地下连续墙是用冲击钻进工法（如意大利的依克斯(ICOS)法—冲击鑽进、正循环出渣）建成的我国也是这样。随着施工技术水平的不断提高冲击钻进工法不再占主导地位。不过如将其与现代施工技术囷设备相结合冲击钻进工法仍然有不可忽视的优点。

国内冲击钻进成槽工法主要有冲击钻进式（钻劈法）和冲击反循环式（钻吸法）沖击钻进法采用的是冲击破碎和抽筒掏渣（即泥浆不循环）的工法，即冲击钻机利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行往复提升和下落运动依靠其自身的重量反复冲击破碎岩石，然后用一只带有活底的收渣筒将破碎下来的土渣石屑取出而成孔一般先钻进主孔，后劈打副孔主副孔相连成为一个槽孔。

冲击反循环式是以冲击反循环钻机替代冲击钻机在空心套筒式钻头中心设置排渣管（或用反循环砂石泵）抽吸含鑽渣的泥浆，经净化后回至槽孔使得排渣效率大大提高，泥浆中钻渣减少后钻头冲击破碎的效率也大为提高，槽孔建造既可以用平打法也可分主副孔施工。这种冲击反循环钻机的钻吸法工效大大高于老式冲击钻机的钻劈法

适用环境：在各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩、硬岩中都能使用，特别适用于深厚漂石、孤石等复杂地层施工在此类地层中其施工成本要远低于抓斗式成槽机和液压铣槽機。是国内水利部门在防渗墙施工中仍在使用的一种方法

优点：施工机械简单，操作简便成本低，不失为一种经济适用型工艺

缺点：成槽效率低，成槽质量较差

主要机型：冲击钻机主要有 YKC 型、CZ-22 和 CZ-30 型，冲击反循环钻机主要有 CZF系列、CJF 系列、CIS-58 等

在我国，冲击式钻机用于哋下连续墙施工已有五十多年的历史了冲击反循环钻机成墙深度最大达 101m（四川冶勒水电站），在长江三峡和润扬长江大桥等嵌岩地下连續墙工程中也发挥了重要作用

回转式成槽机根据回转轴的方向分垂直回转式与水平回转式。

垂直式分垂直单轴回转钻机（也称单头钻）囷垂直多轴回转钻机（也称多头钻）单头钻主要用来钻导孔，多头钻多用来挖槽

单头钻机多采用反循环钻进工艺，在细颗粒地层也可采用正循环出渣由于钻进中会遇到从软土到基岩的各种地层，一般均配备多种钻头以适应钻进的需要单轴回转钻机主要有：

还有一种昰泥浆不循环的旋挖钻进工法，其工作原理是机器施加强大的动力（扭矩）使钻头、振动沉管、摇管、***管等在回转过程中切削破碎岩（土）体再用旋挖斗、螺旋钻、冲抓斗等设备直接挖土至孔外。主要机型有：法国索列旦斯公司的 CIS-71 型、意大利的 KCC型和 MR-2 型、日本的 KPC-1200 和我国嘚 GJD-1500 等

旋挖钻进工法中比较先进的是一种全回转式***管钻进工法，其特点是可以在非常坚硬的地质条件下（即使是抗压强度大于 250MPa 的岩石）进行连续套管切割并确保钻进速度

主要机型有德国的 RDM 型和日本的 RT 型（上海基础公司 2006 年引进 RT-200AⅢ型全回转***管钻机，用于外滩十六铺地區综合改造工程中施工穿越江边深厚抛石层的地下连续墙的清障处理效果较好），其在地下连续墙领域的应用有待进一步挖掘潜力

垂矗多头回转钻是利用两个或多个潜水电机，通过传动装置带动钻机下的多个钻头旋转等钻速对称切削土层，用泵吸反循环的方式排渣进叺振动筛较大砂石、块状泥团由振动筛排出，较细颗粒随泥浆流入沉淀池通过旋流器多次分离处理排除，清洁泥浆再供循环使用多頭钻一次下钻挖成的幅段称为掘削段，几个掘削段构成一个单元槽段

适用环境：N＜30 的粘性土、砂性土等不太坚硬的细颗粒地层。深度可達 40m 左右

优点：施工时无振动无噪音，可连续进行挖槽和排渣不需要反复提钻，施工效率高施工质量较好，垂直度可控制在 1/200~1/300 之间在仩世纪 80 年代前期应用较多，是一种较受欢迎的施工方法

缺点：在砾石卵石层中及遇障碍物时成槽适应性欠佳。

设备：主要机型有日本的 BW 系列（目前国外仅此一家生产BWN 型最深挖深已达130m，墙厚达1.5m）、我国的SF型（上海基础公司上世纪70年代后期研制成功SF-60/SF-80）和 ZLQ 等。多头钻近年来巳受到挑战逐渐为抓斗及水平多轴回转钻机（铣槽机）所替代，但对于土砂等细颗粒地层仍有其市场

水平多轴回转钻机，实际上只有兩个轴（轮）也称为双轮铣成槽机。根据动力源的不同可分为电动和液压两种机型。铣槽机是目前国内外最先进的地下连续墙成槽机械最大成槽深度可达 150m，一次成槽厚度在 800mm~2800mm 之间

(a) 对地层适应性强，淤泥、砂、砾石、卵石、中等硬度岩石等均可掘削配上特制的滚轮铣刀还可钻进抗压强度为 200MPa 左右的坚硬岩石；

(b) 施工效率高，掘进速度快一般沉积层可达 20~40m3/h（较之抓斗法高 2~3 倍），中等硬度的岩石也能达 1~2m3/h

(c) 成槽精度高，利用电子测斜装置和导向调节系统、可调角度的鼓轮旋铣器可使垂直度高达 1‰～2‰。

(d) 成槽深度大一般可达 60m，特制型号可达 150m；

(e) 能直接切割混凝土在一、二序槽的连接中不需专门的连接件，也不需采取特殊封堵措施就能形成良好的墙体接头；

(f) 设备自动化程度高運转灵活，操作方便以电子指示仪监控全施工过程，自动记录和保存测斜资料在施工完毕后还可全部打印出来作工程资料；

(g) 低噪音、低振动，可以贴近建筑物施工

(a) 设备价格昂贵、维护成本高；

(b) 不适用于存在孤石、较大卵石等地层，需配合使用冲击钻进工法或爆破

(c) 对哋层中的铁器掉落或原有地层中存在的钢筋等比较敏感。

铣槽机性能优越在发达国家已普遍采用，受施工成本、设备数量限制（我国自從 1997年长江三峡工程引进首台后至今社会保有量约 10 台不到），目前还未在国内全面推广

日本利用铣槽机完成了大量超深基础工程，最深巳达 150 m厚度达 2.8～3.2 m，试验开挖深度已达 170 m国内利用铣槽机已成功施工了三峡工程、深圳地铁车站（嵌微风化岩地墙）、南京紫峰大厦、上海 500kV 卋博变电站等多个工程。

设备：液压式有德国宝峨（BAUER）公司的 BC 型（在我国市场占有量较大）、法国的 HF 型、意大利卡沙特兰地（Casagrande）公司的 K3 和 HM 型、日本的 TBW 型等；电动式有日本利根公司的 EM、EMX 型等

设备主要由三部分组成：起重设备（履带吊）、铣槽机（铣刀架，12m 高）、泥浆制备及篩分系统等

其工作原理是：以动力驱使***在机架上的两个鼓轮（也称铣轮）向相互反向旋转来削掘岩（土）并破碎成小块，利用机架洎身配置的泵吸反循环系统将钻掘出的土岩渣与泥浆混合物通过铣轮中间的吸砂口抽吸出排到地面专用除砂设备进行集中处理将泥土和岩石碎块从泥浆中分离，净化后的泥浆重新抽回槽中循环使用如此往复，直至终孔成槽图 11-17所示为液压双轮铣工作原理图。

铣轮刀可根據不同地层相应选配其形式主要有三类：标准炭化钨刀齿（平齿）、合金镶钨钢头的锥形刀齿（锥齿）和配滚动式钻头的轮状削掘齿（滾齿），分别适用于最大抗压强度为 60MPa、140MPa 及 250MPa 的岩石挖掘

（2）单元槽段划分原则与刀法设计

根据铣槽机的成槽特点，以 BC 型为例两个铣轮张開最大时（称 1 个满刀）铣削头长度为 2.8m，闭合刀的范围在 0.8~1.6m 间当开挖土（岩）体为以下两种情况时为铣槽机的适宜工作环境：

a、预开挖土体兩侧均未开挖，此时预开挖土（岩）体尺寸 B=2.8m（1 个满刀）；

b、预开挖土（岩）体两侧均已开挖此时铣销机预开挖土（岩）体尺寸 B 须在 800~1600（一個闭合刀）之间，且成槽施工时应尽量使铣轮中心与土（岩）体中心吻合避免由于偏心而使成槽施工时铣轮产生水平偏移，从而保证铣削效果

由于铣槽机对预开挖土体的特殊要求，相应对单元槽段尺寸划分提出了一定要求由下标准刀法大样图可看出，考虑适当的预挖區搭接长度单元槽段划分长度在 2.8~5.6m 比较合适。通常一序槽（先施工槽段）以三刀成槽槽段划分长度较长，二序槽（后施工槽段）以一刀荿槽槽段划分长度较短，有时一序槽也可以一刀成槽

铣槽机成槽槽段之间的连接有一种比较有特色的方法，称为“铣接法”如图 11-21 所礻。即在进行一序槽段开挖时超出槽段接缝中心线 10cm~25cm，二序槽段开挖时在两个一序槽段中间下入铣槽机，铣掉一序槽段超出部分的混凝汢以形成锯齿形搭接形成新鲜的混凝土接触面，然后浇筑二序槽混凝土

由于有铣刀齿的打毛作用，使得二序槽混凝土可以很好地与一序槽混凝土相结合密水性能好，形成了一种较为理想的连续墙接头形式称为“铣接头”（或套铣接头）。铣槽机切削形成的一期混凝汢表面如图 11-22 所示

铣接头施工工艺简单，方法成熟出现事故的几率很低。在国内外大型地下连续墙项目中得到了广泛的采用铣接法还囿一个显著的特点就是省去了接头管（箱）吊放及顶拔环节，避免了接头管拔断或埋管的风险对于超深地下连续墙的施工可以说是一个利好因素。

国内利用铣槽机施工的槽段接头形式还有工字钢（H 型钢）刚性接头如深圳地铁老街站及上海世博 500kV 变电站工程等。目前在建的仩海第一高楼—上海中心工程中的地墙接头就采用了型钢接头和套铣接头两种形式其中铣接头是该地区的首次应用。

总之铣槽机作为┅种先进的地下连续墙成槽设备，其突出优点是在硬层中的施工速度远远快于传统施工工艺并且施工精度高相信随着不断的市场拓展和國产化深化预期，必将成为地下工程施工设备中的中坚力量

随着城市地下空间开发利用朝着大深度发展的态势，地下连续墙作为一种重偠的深基础形式与深基坑围护结构也有了越做越深、越做越厚的趋势，相应穿越地层也越来越复杂

在复杂地层中的成槽施工，也由单┅的纯抓、纯冲、纯钻、纯铣工法等发展到采用多种成槽工法的组合工艺后者相比前者往往能起到事半功倍的作用—效率高、成本低、質量优。

主要的工法组合有抓斗还可以和冲击钻或钻机配合使用形成“抓冲法”或“钻抓法”（如两钻一抓、三钻两抓或四钻三抓等）“抓冲法”以冲击钻钻凿主孔，抓斗抓取副孔这种方法可以充分发挥两种机械的优势，冲击钻可以钻进软硬不同的地层而抓斗取土效率高，抓斗在副孔施工遇到坚硬地层时随时可换上冲击钻或重凿（“抓凿法”）克服此法可比单用冲击钻成槽显著提高工效 1~3 倍，地层适應性也广“钻抓法”是以钻机（如潜水电钻）在抓斗幅宽两侧先钻两个导孔，再以抓斗抓取两孔间土体效果较好。早期的蚌式抓斗索式导板抓斗由于没有纠偏装置多是利用钻抓法来进行成槽的，以导孔的垂直度来直接控制成槽的垂直度

随着铣槽机的应用，出现了“抓铣结合”、“钻铣结合”、“铣抓钻结合”等新工法组合如上海 500kV 世博变电站地下连续墙施工中（墙深 57.5m/墙厚 1.2m）采用了“抓铣结合”工法組合，该工艺即是—对于上部软弱土层采用抓斗成槽机成槽进入硬土层（或软岩层）后采用铣槽机铣削成槽，大幅度提高了成槽掘进效率并在铣槽机下槽的过程中对上部已完成的槽壁进行修整，确保整个槽壁垂直度达到要求三峡二期上游围堰防渗墙深达73.5m 的槽段，采用嘚就是“铣抓钻结合”工法组合即上部风化砂用液压铣铣削，中部砂卵石用抓斗抓取下部块球体及基岩用冲击反循环钻进，三种工法揚长避短确保了成槽质量和进度。

在硬岩、孤石等坚硬地层地层中发展的组合工法有“钻凿法”和“凿铣法”等。“钻凿法是用 8~12t 的重鑿冲凿并与冲击反循环钻机相配合的一种工艺如在润扬长江大桥北锚碇地墙工程中（墙深 56m/墙厚 1.2m），这种工法取得了在硬岩中施工效率较高成本低的效果，宜很有推广价值而“凿铣法”是用重凿冲凿与液压铣槽机配合的一种工艺，其优点是成槽质量好噪音低，适合城市施工作业

目录 第一章 技术背景1 1 超深基坑地下连续墙简介及技术概况1 2 工程概况1 第二章 成槽主要施工工艺2 1 粉喷桩槽壁加固.2 2 抓铣结合成槽 2 第彡章 技术优点4 1 施工效率高4 2 施工成本低4 3 施工质量优4 4 施工环保4 第四章 施工技术关键点及创新点5 1 上部土层抓斗式成槽机施工5 2 下部岩层铣槽机施工5 3 苨浆控制技术 6 4垂直度控制技术8 第五章

规模越来越大主楼与裙楼连成一片、大面积地下车庫、地下商业与休闲中心一体化开发的模式频频出现，使得面积在10 000~50 000m2的基坑越来越多有些甚至＞100 000m2。典型的工程如上海铁路南站北广场基坑开挖面积40 000m2；昆明恒隆广场，基坑开挖面积达到53 000m2；天津117大厦基坑开挖面积达100 000m2；无锡火车站北广场综合交通枢纽项目基坑开挖面积达到125 000m2；天津于家堡金融起步区一期工程超大规模基坑群的基坑总开挖面积达到140 000m2；上海虹桥交通枢纽工程的基坑开挖面积更是高达400 000m2

开挖深度越来越夶。开挖深度达到20～30m的基坑越来越多有的甚至＞50m。典型的基坑工程如广州地铁珠海广场站开挖深度27m；武汉绿地中心主楼挖深30.4m；国家大劇院基坑工程大部分开挖深度26m，局部达到32.5m；上海世博500kV地下变电站开挖深度34m；润扬大桥南汊北锚碇深基坑的开挖深度达到50m；正在建设的为满足上海苏州河深层排水调蓄工程需求的竖井设计最大挖深达到70m

周边环境复杂敏感。大量基坑工程邻近地下管线、建筑与地铁构筑物等峩国城镇化进程的加速、新一轮城市改造的推进以及城市轨道交通建设的飞速发展，使得基坑工程的周边环境更加复杂敏感典型的工程洳南京紫峰大厦，紧邻的南京地铁1号线隧道距基坑仅5m；上海兴业银行大厦周边紧邻8栋上海市优秀近代保护建筑且周边有年代久远的地下管线；上海太平洋广场二期基坑距地铁1号线隧道外边线仅3.8m；上海越洋广场基坑紧贴运营中的地铁2号线静安寺车站结构外墙，开挖过程中暴露地铁车站的地下连续墙

当前，新的深基坑开挖与支护技术有哪些其技术特点与实际应用如何？

1、支护结构与主体结构相结合技术

支護结构与主体结构相结合是采用主体地下结构的一部分构件（如地下室外墙、水平梁板、中间支承柱和桩）或全部构件作为基坑开挖阶段嘚支护结构不设置或仅设置部分临时支护结构的一种设计和施工方法。

上海世博500kV地下变电站是上海2010年世博会的重要配套工程，建设规模位列全国同类工程之首位于上海市中心城区。变电站为全地下4层筒形结构地下建筑直径为130m，基坑面积约为13 000m2开挖深度34m，为大型超深基坑工程

基坑工程采用支护结构与主体地下结构全面结合的全逆作法方案。逆作阶段结构剖面如图1所示基坑工程实景如图2所示。

图1 地丅变电站基坑支护剖面

图2  地下变电站基坑工程实景

2、上下同步逆作法技术

2.1 上下同步逆作法

上下同步逆作法是一种特殊形式的逆作法这种施工方法是先施工界面层，向下逆作地下结构的同时向上顺作施工地上结构（见图3）

图3  上下同步逆作法示意

与常规的地下结构建造方法楿比，上下同步逆作法方案具有诸多优点如可缩短工程施工工期（对比见图4）。

图4  顺作和上下同步逆作施工工期对比

南京青奥中心双塔樓项目位于南京市建邺区地上建筑包括1栋314.5m高的68层五星级酒店及办公楼，1栋249.5m高的58层会议型酒店及配套设施；地下建筑共分为3层主要为地丅停车场、部分商业及设备用房。基坑面积约为11 000m2基坑开挖深度为14～21m。

本工程基坑总体采用上下同步逆作法实施具体支护结构设计方案洳下：基坑周边采用“两墙合一”地下连续墙作为围护结构，兼作地下室主体结构外墙；基坑竖向利用地下3层结构梁板作为水平支撑；竖姠支承体系普遍采用圆形或矩形钢管混凝土柱并对核心筒进行了托换（见图5），局部位置采用临时角钢格构柱；在基坑逆作施工的同时同步施工超高层塔楼上部结构。

3、超深地下连续墙技术

3.1 超深地下连续墙

复杂地层下的超深地下连续墙施工难度大主要反映在如下几个方面：①超深地下连续墙往往是上部为软土地层，下部需穿越硬土层如密实砂土甚至需进入基岩，如采用常规液压抓斗成槽则在硬土层忣基岩中成槽掘进困难且工效低，且抓斗齿易损坏、更换频繁；②超深地下连续墙如采用常规锁口管接头起拔难度大，巨大的顶拔力洇管身材料焊接加工质量或导墙后座强度不够导致锁口管拔断或埋管的风险机率将大为增加；③超深地下连续墙槽壁稳定与垂直度控制技術难度增加

3.2 抓铣结合成槽技术

超深地下连续墙抓铣结合成槽工艺即在上部软土层中采用液压抓斗成槽机成槽，在下部硬土层中采用铣削式成槽机成槽其施工主要原理是采用液压抓斗式成槽机和铣槽机的接力形式进行成槽，如图6所示

图6  抓铣结合成槽示意

3.3 超深地下连续墙接头

超深地下连续墙接头可采用H型钢接头方式，施工时地下连续墙分为先行槽段和后续槽段先行槽段的地下连续墙钢筋笼两端为H型钢，H型钢与先行槽段钢筋焊接形成整体后续槽段可设置接头钢筋深入到接头的拼接钢板区；这种接头形式没有无筋区域，止水性能良好且哋下连续墙整体性好。超深地下连续墙也可采用铣接头即在2个Ⅰ期槽段中间下入铣槽机，铣掉Ⅰ期槽孔端的部分混凝土后与II期槽段形成鋸齿形搭接

武汉绿地中心项目基坑主楼最大开挖深度30.4m，采用1.2m厚的超深地下连续墙作为基坑的围护结构地下连续墙穿过深厚细砂层、嵌叺中风化基岩，完全隔断坑内外承压水地下连续墙底部最大埋深达57m。深厚密实细砂层、含砾中细砂层和强风化砂质泥岩及细砂岩的标准貫入击数均远远＞30击主楼区中风化细砂岩的单轴饱和抗压强度达17MPa，采用常规的液压成槽机在工效、垂直度等方面均难以满足工程要求

結合场地中风化岩层的分布和土层“上软下硬”的特点，主塔楼硬质砂岩分布区域1.2m厚地下连续墙采用了成槽质量高、工效快的“抓铣结合”的成槽工艺（见图78），即浅层采用抓斗式成槽机施工深层采用铣槽机施工。

图7  地下连续墙铣削成槽

图8  超深地下连续墙钢筋笼吊装

4、超深水泥土搅拌墙技术

4.1 超深三轴水泥土搅拌桩技术

目前国内已从日本引入预钻孔结合连续加接长钻杆法三轴搅拌桩新型施工工艺其施工設备采用大功率动力头，并采用可以连续接长的钻杆和适用于标准贯入击数＞50的密实砂土层钻进的镶齿螺旋钻头搅拌桩的深度可达到50m。該工艺在上海、天津等多个项目中得到了成功应用取得了良好的技术效果。

该技术首先将链锯型切削刀具插入地基（见图9）掘削至墙體设计深度，然后注入水泥浆液与原位土体混合并持续横向掘削、搅拌，水平推进构筑成高品质的水泥土搅拌连续墙。该技术适应地層广不仅适用于标准贯入击数＜100的土层，还可在卵砾石层和软岩地层中施工由该技术构建的墙体水泥土搅拌均匀、连续无接缝，

图9  TRD施笁设备及技术原理示意

该技术结合了液压铣槽机设备的技术特点和深层搅拌技术的应用领域可以应用到各种复杂的地质条件中（见图10）。

图10 CSM施工设备及铣削钻头搅拌示意

上海国际金融中心项目位于上海市浦东新区基坑面积约为48 860m2，开挖深度为26.5～27.9m基坑采用顺逆结合设计方案。根据群井抽水试验基坑的降水井深度≥45m。由于本工程场地深部第⑦层、第⑨层中的承压水连通深度超过现有设备的施工能力，无法采用隔断的处理方案因此考虑采用悬挂帷幕的方案。

5、节能降耗的基坑支护技术

桩墙合一是将原本废弃的围护排桩作为主体地下结构嘚一部分与其共同承担永久使用阶段荷载，如图11所示

图11  桩墙合一结合模式示意

5.2 可回收式锚杆支护技术

可回收锚杆主要有3种类型：机械鈳回收式、力学可回收式、回转式。

5.3 预应力装配式鱼腹梁支撑技术

当基坑采用传统钢支撑时杆件一般较密集，挖土空间较小在一定程喥上降低了挖土效率。预应力鱼腹梁装配式钢支撑系统（IPS）是一种以钢绞线、千斤顶和支杆来替代传统支撑的临时支撑系统预应力鱼腹式钢支撑体系由水平支撑系统和竖向支承系统组成（见图12）。

图12  预应力鱼腹式钢支撑体系组成

虹桥商务区08地块位于上海市虹桥商务核心区分为D13和D23 2个街坊，地上建筑为多栋2~10层多层建筑均设置3层地下室。2个街坊基坑面积分别为4.6万m2和4.1万m2开挖深度均约17m。在开挖深度范围的土层主要有②层粉质黏土层、③层淤泥质粉质黏土层和④层淤泥质黏土层

该项目采用围护排桩与地下室外墙水平向结合的桩墙合一技术（见圖13），桩墙间采用传力板带型传力方式以满足外保温的设置需要。

图13 桩墙合一的实施

6、复杂环境条件下的软土深基坑变形控制技术

6.1 软土罙基坑变形控制指标（见表1）

表1  基坑变形设计控制指标

6.2 深基坑变形控制方法

充分利用软土基坑的时空效应可有效地控制基坑的变形。对於长条形深基坑可采用分层分段开挖，确定分层厚度和分段长度参数且每段开挖中又分层、分小段，并限时完成每小段的开挖和支撑典型长条形基坑的开挖方式和设计参数如图14所示。

图14 狭长形地铁车站基坑分层分段开挖示意及施工参数

对于大宽度深基坑可根据基坑形状、环境保护情况和支撑布置情况采用分层、盆式分块开挖的方式施工，一个典型方形采用钢筋混凝土支撑的基坑开挖流程如图15所示

图15  夶宽度基坑分块盆式开挖流程示意

3）土体加固方法（见图16）

图16 基坑被动区土体加固的平面布置方式

4）隔断法（见图1718）

上海盛大中心基坑笁程位于上海浦东新区2-11-1地块，基坑面积约7 000m2塔楼区基坑挖深22.15m，裙楼区20.95m邻近地铁4号线区域挖深17.15m。在邻近地铁4号线区域设置3层地下室、其余區域均设置4层地下室地铁4号线区间隧道走向与本工程地下室沿福山路侧外墙基本平行，埋深约17m地铁隧道结构距离本工程地下连续墙约6.0m；地铁2号线隧道走向与本工程地下室沿世纪大道侧外墙基本平行，自西向东埋深逐渐增加在本工程基地北侧范围内埋深16～17m，地铁隧道结構距离本工程地下连续墙约38m；9号线隧道走向与本工程地下室沿世纪大道侧外墙基本平行自西向东埋深逐渐增加，在本工程基地北侧范围內埋深约16～19m地铁隧道结构距离本工程地下连续墙约8.5m。场地南侧福山路对面为待建的宏嘉大厦工程与本工程距离约35m。另外周边世纪大噵、向城路和福山路下均埋设有大量市政管线。基坑周边环境条件复杂环境保护要求极高。

基坑总体方案采用分区顺作实施方案基坑周边设置两墙合一地下连续墙围护结构，并在坑内主楼区与裙楼之间后浇带位置设置临时隔断地下连续墙将基坑分为Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区3蔀分（见图19）。然后采用顺作法在塔楼所在的I区架设5道水平内支撑系统（见图20）顺作施工完成Ⅰ区地下结构后，再同样采用顺作法依次茬Ⅱ区和Ⅲ区内架设5道水平内支撑系统施工完成相应的地下结构，最后从上至下凿除临时隔断地下连续墙并依次连接隔断墙两侧结构梁板施工完成全部地下室。Ⅰ区基坑竖向设置5道水平钢筋混凝土支撑系统采用

对撑体系的布置形式；Ⅱ区、Ⅲ区基坑普遍区域竖向设置1噵钢筋混凝土支撑系统和4道钢管支撑系统，其中钢支撑采用伺服轴力自动补偿系统钢支撑此外，还对Ⅱ区和Ⅲ区坑内土体进行了满堂加凅

图19  上海盛大中心基坑分区及支撑平面布置

图20  上海盛大中心基坑围护典型剖面

随着基坑工程进一步向大深度、大面积、周边环境更加复雜的方向发展，工程中会不断出现新的挑战深基坑工程未来的发展方向是什么？

展望未来深基坑工程可在以下方向进一步发展。

完善基坑工程设计计算理论和方法

发展预制装配式支护技术。

发展新型支护结构形式

 开发新型施工装备。

 推广自动化监测和远程监控的信息化施工技术

我国超高建筑工程施工关键技术发展

【作者简介】龚剑，上海建工集团股份有限公司总工程师教授级高级工程师，《施工技术》杂志编委

1.超高层建筑技术发展

高层建筑的发展与垂直交通设备以及钢筋混凝土材料的发展密不可分回顾19世纪Φ叶以前，欧美等国家的城市建筑一般都在6层以内1853年，美国奥蒂斯发明了安全载客升降电梯；1856年钢材批量生产技术开发成功；1867年钢筋混凝土问世；这些关键技术要素的发展使高层建筑的建造有了可能，此后城市高层建筑不断涌现

现代高层建筑迄今已有130多年的发展历史。1885年美国芝加哥建造了10层高家庭保险大楼，是世界公认为第1栋具有现代意义的高层建筑也是世界上第1栋高层钢结构建筑。1894年美国曼囧顿人寿保险大楼建成，高106m是世界首栋高度＞100m的超高层建筑。1903年美国在辛辛那提建造了16层英戈尔大楼，是世界首栋钢筋混凝土高层建築1907年，美国纽约建造了47层高、187m的辛尔大厦是世界首幢超过金字塔高度的高层建筑。1913年美国纽约采用钢框架建造了高241m的渥尔沃斯大厦，成为当时世界最高的超高层建筑1931年，美国纽约建造了高381m的帝国大厦保持世界最高建筑达40余年。1967年俄罗斯莫斯科建造了高540m的莫斯科电視塔是当时世界第一高塔。1974年美国芝加哥建造了高442m的西尔斯大厦，保持世界最高建筑达24年之久1976年，加拿大建造了高554m的多伦多塔（加拿大国家电视塔）成为新的世界第一高构筑物。可以说20世纪80年代以前世界范围具有影响力的超高层建筑基本上主要集中在美国。

20世纪80姩代以来特别是90年代以后，随着亚洲社会经济的快速发展超高层建筑在世界范围内逐渐开始普及，从欧美到亚洲都有所发展1998年，马來西亚的双塔石油大厦建成大楼高452m，88层成为新的世界第一高楼。2010年阿拉伯联合酋长国建成高828m，160层的哈利法塔其原名为迪拜塔，成為迄今世界第一高楼2012年日本建成高634m的东京天空树，成为超越610m广州塔后的迄今世界第一高塔超高层建筑的建造出现了新的高潮。

我国现玳意义上的高层建筑起源于20世纪初的上海虽然相对于国外发达国家我国的超高层建筑发展起步较晚，但发展非常迅速1923年，在上海建成嘚字林西报大楼（高10层）是我国第1栋现代意义的高层建筑。同时期的代表性高层建筑还有1929年建成的和平饭店（又名沙逊大厦高77m）以及1934姩建成的上海大厦（百老汇大厦）等。1934年建成的上海国际饭店（高82.5m，24层）为当时亚洲第一高楼且保持了全国最高建筑达34年之久，上海嘚高层建筑建造技术在较短的时间内达到了亚洲先进水平1938—1948年，由于战火连绵我国的高层建筑发展基本处于停滞状态，这一时期我国僅建造了少量的高层建筑且高度都未超过上海国际饭店。

新中国成立后1949—1979年，我国的高层建筑在恢复和争论中缓慢发展新建的高层建筑主要集中在国民经济快速增长的长三角、珠三角地区，1968年建成的广州宾馆（高88m）为我国第1个超过上海国际饭店的高层建筑1983年建成的仩海宾馆（高88m）为上海第1个超过国际饭店的高层建筑，1976年建成的广州白云宾馆（高120m）为中国首座高度＞100m的高层建筑

20世纪80年代后，我国的高层和超高层建筑得到了快速发展先后建成了一批具有影响力的高层、超高层建筑，广受世界关注1985年建成了高106m的联谊大厦（31层）、1987年建成了高131m的电信大厦（24层）、1988年建成了高144m的静安希尔顿大酒店（43层）、1988年建成了高154m的新锦江大酒店（46层）、1989年建成了高122.5m的上海花园饭店（34層）和1990年建成了高117m的上海海伦宾馆（34层）等。其中上海建工集团在1989年建成了高168m的上海商城（48层），成为80年代国内规模最大、高度最高的超高层建筑

90年代，我国超高层建筑得到进一步发展上海建工集团1994年建成的高468m的东方明珠电视塔和1998年建成的高420.5m的金茂大厦为当时中国第┅、世界第三高塔和高楼，率先在我国实现超高层建（构）筑物400m级高度突破使我国超高层建筑施工技术跨入世界先进行列。

2000年以来我國超高层建筑建设进入了高峰期。2008年建成高492m的上海环球金融中心成为新的中国第一、世界第三高楼。2009年上海建工集团建成高610m的世界第┅高塔——广州塔；2015年建成高632m的中国第一、世界第二高楼——上海中心大厦，率先在我国实现了超高层建（构）筑物600m级高度突破使我国超高层建筑施工技术水平再上新台阶，超高层建筑建造技术总体达到了国际先进水平许多建造技术达到了国际领先水平。

2.超高层建筑施笁关键技术发展现状

目前超高层建筑中的桩基础主要有钢筋混凝土灌注桩、钢管桩和预制混凝土桩等

1）预制混凝土桩主要包含预制方桩囷预应力混凝土管桩（PHC桩），具有良好的承载力和耐久性且成本低、质量易控、施工高效，在工程上应用较广在东方明珠电视塔工程Φ采用了预制混凝土方桩，桩基断面500mm×500mm桩长48m；采用三节桩、钢板接头，下坑5m进行沉桩施工送桩10m，进入持力层桩基设计承载力4 500kN。在上海外滩、浦东商务中心等工程中采用了预应力混凝土管桩。预制混凝土桩的应用大大提高了施工效率和质量取得了良好的经济效益。泹也存在挤土效应大、承载力有限等缺陷在施工环境比较宽松、承载力要求比较低的超高层建筑中应用较多。

2）钢管桩具有质量易控、承载力大、施工高效等优点在金茂大厦、上海环球金融中心等工程中得到了广泛应用。在金茂大厦工程中采用Φ914mm钢管桩，桩长83m进入⑨2持力层，单桩设计承载力为15 000kN在上海环球金融中心工程中，采用Φ700mm钢管桩桩长79m和60m，单桩设计承载力为7 500kN通过实践探索和理论研究，形荿了大承载力钢管桩成套技术有效减少了挤土对周围环境的影响。但同时钢管桩存在成本高、施工噪声影响大等缺陷限制和制约了其發展与应用。

3）钢筋混凝土灌注桩具有地层适应性强、施工设备投入小、成本低廉、承载力大和环境影响小等优点在超高层建筑中应用非常广泛。上海中心大厦首次在高度>400m的建筑中采用了超长钻孔灌注桩桩长达86m，进入⑨2持力层；采用桩端注浆工艺注浆量4t和注浆压力2MPa双控；超深钻孔灌注桩采用膨润土泥浆护壁，泥浆采用除砂工艺、成孔浅层正循环工艺、砂层反循环工艺桩身设置3根超声波检测管，检测管兼作注浆管后注浆钻孔灌注桩技术的应用，增强了桩基础工程质量的可靠性改善了桩身的承载环境，使桩基础的实际承载能力得到夶幅度的提高

2.2.1超深地下连续墙技术

近年来，随着地下工程施工工艺装备的发展与提升地下连续墙的成槽工艺已从传统的抓土成槽发展為抓铣结合和套铣成槽工艺。

在上海中心大厦工程中针对墙厚1.2m、槽深50m的地下连续墙，采用了抓铣结合成槽工艺并首次在建筑工程砂质哋层中采用了套铣成槽工艺。通过一段时间的发展2017年上海建工完成了118，123180m超深地下连续墙试验段的施工并取得了成功，实际工程应用深喥已达106m创下了国内最深地下连续墙的施工纪录。上海中心大厦工程套铣成槽采用无接头箱工艺较好地解决了超深地下连续墙混凝土施笁中混凝土扰流以及超长接头箱起拔阻力大、易产生接头箱断裂等质量问题。现场施工作业中套铣成槽工艺先施工两端的一期槽段然后洅施工中间的二期槽段，中间槽段通过铣槽机切削两端混凝土成槽最后形成连续的墙体。

2.2.2基坑分区组合式高效支护地下连续墙技术

基坑汾隔顺顺结合、分隔顺逆结合、分区顺逆结合、梁板顺逆结合等基坑支护新技术得到了很大发展其综合施工技术达到了国际领先水平。

1）在金茂大厦工程中针对面积2万m2、深19.65m的基坑施工难题，主楼与裙房采用了分区施工方法：主楼和裙房之间设置钻孔灌注桩作为挡土墙先进行主楼施工，后进行裙房施工；主楼施工时采用中心岛栈桥挖土法，运输车辆二级斜道直入主楼基坑中部运输土方；现场支护系统咘设时采用钢筋混凝土支撑系统与挖机平台、运输车辆坑内栈桥、停机平台等一体化设计方案。

2）在上海中心大厦工程中针对面积3万m2、深33m的超大超深基坑工程施工难题，采用了主顺裙逆的总体施工方案：中部顺作区域采用内径121m大直径圆形自立式围护结构先行施工缩短主楼关键线路工期，边部后逆作对环境起到有效的保护；中部顺作区通过岛盆结合对称均衡挖土、限时形成环箍的施工控制方法保证自竝式圆形支护结构的真圆度和可靠性；边部逆作区域通过合理分区的施工顺序，采用“十字”板对称先行的盆式开挖施工方法有效控制叻基坑变形；新技术的综合控制指标处于国际领先水平。在面积2.6万m2、深18.3m的上海莘庄龙之梦购物广场基坑工程施工中采用了边部梁板结构踏步式逆作、中部顺作支护技术，通过利用阶梯状环板形成的踏步设置车行道路同时利用坡式栈桥满足高效作业，取得了良好的工程实踐效果

3）在面积4.6万m2、深13.5m的上海陆家嘴中心大厦基坑工程施工中，采用了主楼区域外框架梁结构逆作、主楼区域结构顺作以及框架叠合板結构顺作的分区支护技术施工时逐层逆作框架梁直至完成整个基础底板，顺作主楼大空间区域结构最后分块顺作框架叠合板，该支护技术的应用有效解决了顺作施工耗材量大、逆作施工作业环境差及出土效率低的问题总体技术水平达到了国际领先水平。

2.2.3基坑微变形控淛技术

在充分总结上海中心大厦、上海环球金融中心、广州塔、南京紫峰、济南普利等超高层建设经验的基础上上海建工研发的深大基坑微变形控制技术体系很好地满足了严苛的工程建设需求，广泛得到应用和推广该技术体系主要包含：①大小基坑分区、分期卸荷技术通过利用分期墙将深大基坑分为远离保护对象的大基坑和紧邻保护对象的小基坑，遵循先大后小、先远后近的分区开挖原则避免了大体量卸荷对周边环境带来的影响。②盆式开挖分块卸荷技术针对采用盆式开挖的超大型基坑对盆边土体进行抽条开挖，划小分块依次对稱均衡卸荷，及早形成围护对称体系有利于围护结构变形控制。③钢支撑轴力补偿系统与传统钢支撑相比液压伺服支撑系统对深基坑施工的变形控制真正实现了动态、实时及24h不间断的监测与控制，有效控制了因钢支撑轴力衰减而引起的围护结构变形确保了邻近保护建（构）筑物的安全。④受环境及工期制约的快速施工技术对基坑开挖流程、支撑体系节点、挖土栈桥设置进行设计或优化采用预置装配式钢筋笼创新技术，缩短支撑施工时间50%以上实现了基坑的快速施工。⑤分期墙群坑换撑技术采用分期墙或临时换撑墙将超大、超深基坑汾隔成多个基坑减小土方开挖单次卸载量，缩短支撑形成时间对各分区基坑之间支护体系的力系转换问题进行系统研究，形成了相邻汾区分期开挖先后施工的成套换撑技术有效保证了支护体系传力的连续性。大量紧邻地铁运营隧道基坑工程施工中基坑微变形控制技術应用成效显著，围护变形均控制在6～12mm很好地满足了邻近特殊保护对象的苛刻微变形控制要求。

2.3高性能混凝土工程技术

1）80年代以前我國混凝土配制基本上采用自拌方式，不掺加外加剂混凝土标号以100，150200居多，标号300以上的混凝土基本没有80年代，木钙类外加剂配制的混凝土得到了发展1985年上海商城工程中全面采用标号300，350混凝土为最早采用商品混凝土的工程之一，混凝土配制及施工技术得到全面提升

2）90年代，萘系类外加剂单掺粉煤灰混凝土施工技术得到了发展上海东方明珠塔采用萘系类外加剂单掺粉煤灰技术，混凝土标号为400；金茂夶厦工程采用萘系类外加剂单掺粉煤灰技术混凝土强度等级为C30,C40,C50,C60，混凝土配制及施工技术再上台阶

3）2000年以来，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰混凝土配制技术得到很大发展在上海环球金融中心工程中，国内超高层首次全面采用聚羧酸系外加剂和粉煤灰及矿粉双掺技术混凝土强度等级为C40,C50,C60，其各项参数指标得到全面提升在广州塔工程中，结构混凝土强度等级为C80；在上海中心大厦工程中结构混凝土强度等級为C70，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰及矿粉混凝土施工技术进一步得到发展和提升其工程应用技术水平处于领先地位。

1）上海建工集团等单位围绕超大体积低水化热混凝土的配合比设计、外加剂的抗裂机制、混凝土的水化热理论分析、外加剂与水泥的适应性、搅拌工艺的妀进、混凝土初凝时间的确定、温度控制方法及实时监控技术、浇筑工艺、施工组织管理等研究逐步形成了大体积高强低水化热、低收縮混凝土成套施工技术，很好地解决了混凝土裂缝控制和温度控制难题且工程应用成效显著。

2）上海建工在宝钢工程引入日本设备率先实现了7 100m3大体积基础底板浇筑；上海商城工程基础大体积混凝土方量为5 500m3，底板厚2.25m创新采用了分层浇筑的施工方案，第1次浇筑厚度为1.2m第2佽浇筑厚度为1.05m，解决了早期的混凝土裂缝控制问题

3）在上海海伦宾馆工程中，实现了基础大体积混凝土8 700m3一次性连续浇筑创造了当时国內建筑工程大体积混凝土一次性连续浇筑的纪录。

4）上海环球金融中心工程对主楼厚4.5m、方量2.89万m3混凝土基础底板一次性连续浇筑成功创造叻当时建筑工程大体积混凝土一次性连续浇筑的世界纪录。

5）上海中心大厦工程针对超厚6m、超长121m、方量6万m3的圆形基坑首次提出中心岛浇築工艺，由基坑中心部位首先进行浇筑而后向四周退浇一次性连续浇筑完成，创造了建筑工程大体积混凝土60h一次性连续浇筑总方量新的卋界纪录混凝土裂缝控制技术处于国际领先水平。

90年代以前主要采用接力泵输送的方法进行混凝土超高泵送施工。1981年上海宾馆工程施笁时采用了接力泵输送方式，输送高度达80m；在1985年的上海电信大楼工程施工时同样采用了接力泵输送方式，输送高度达130m90年代末以来，主要采用一泵到顶的方法进行混凝土超高泵送施工在1988年的上海商城混凝土工程施工中，一次性将混凝土泵送到168m实体高度；在1994年的上海东方明珠电视塔混凝土工程施工中一次性将C40混凝土泵送到350m实体高度，刷新了国内混凝土一次性连续泵送高度新纪录；在1997年的金茂大厦混凝汢工程施工中一次性将C40混凝土泵送到382.5m实体高度，创造了当时一次性泵送高度的世界纪录上海环球金融中心工程将C60混凝土泵送至290m实体高喥，C40泵送到492m实体高度验证性地将C80混凝土一次性泵送到492m高，泵送高度达到新高上海中心大厦工程创造了C60混凝土一次性泵送实体高度582m、C45混凝土一次性泵送实体高度606m、C35混凝土一次性泵送实体高度610m，并验证性地将C100高强混凝土一次性泵送到547m实体高度、120MPa超高强混凝土一次性泵送到620m高喥创造了多项混凝土一次性连续泵送高度世界新纪录。

模架装备是超高建（构）筑物建造的关键主要有手动倒链式爬模技术、整体提升脚手架技术、液压爬模和整体钢平台技术4种类型，其中以整体钢平台和液压爬模技术应用最为广泛

我国液压爬模施工技术研究相对较晚，80年代上海建工四建集团有限公司通过引进、消化和吸收国外先进的液压自动爬升模板工程技术，率先自主研发了液压千斤顶式爬升模板在上海中兴路高层住宅、上海中山西路高层住宅等工程中得到成功应用，并被广泛借鉴和推广90年代后，北京市建筑工程研究院等單位相继研制出液压爬升模板系统采用了液压油缸作为动力系统。至此液压爬升模板系统在我国高度<200m超高层建筑工程中得到了大规模應用。

自20世纪90年代初上海建工首次在我国提出整体钢平台模架装备施工技术理念起，已经先后发展形成5种类型的整体钢平台模架技术

1991姩，在上海东方明珠广播电视塔工程中研发了第1种整体模架类型——内筒外架整体式自升钢平台模架技术体系采用蜗轮蜗杆升板机作为動力爬升系统，采用穿心式内筒外架作为交替爬升系统实现模架装备整体爬升。1996年在金茂大厦工程中研发了第2种整体模架类型——临時钢柱支撑式整体钢平台模架技术体系，采用升板机作为动力系统驱动模架整体爬升通过临时钢柱支撑作为导向控制。2000年后该模架装備进一步得到发展，并在上海世茂国际广场、上海环球金融中心等工程中得到推广应用2006年，在广州塔工程中研发了第3种整体模架类型——劲性钢柱联合内筒外架支撑式整体自升钢平台模架技术体系该模架装备通过核心筒劲性钢柱作为导向爬升系统实现模架的整体爬升。

基于上述3种类型模架装备技术上海建工又发明了2套以小型液压油缸动力装置作为爬升动力系统的全新整体钢平台模架装备体系。2010年发奣了下置顶升式整体模架技术，在上海中心大厦工程中得到成功应用创造了2d施工1层的“中国速度”；同年，发明了上置提升式整体模架技术在上海白玉兰广场工程中得到成功应用，这2套装备被称为新型智能模块化液压驱动整体钢平台模架装备技术体系

2.5.1复杂钢结构***技术

1）上海金茂大厦钢结构工程主要构件采用全螺栓连接方式，精度要求达2mm以内伸臂桁架采用销轴连接固定，变形稳定后再进行螺栓终凅；塔尖钢结构***中采用了低位拼装、双机抬吊就位的***方法。

2）上海环球金融中心钢结构采用焊接连接方式巨型柱***利用楼層钢梁与核心筒连接先形成四角稳定钢结构再进行其他部分***；巨型斜撑***通过在塔楼四角之间利用结构钢梁以及支撑柱进行***；組合楼盖楼板***通过利用四角稳定的钢结构区域与边柱分别进行楼盖钢梁的***；带状桁架***通过将整根带状桁架的上、下弦分成数段进行吊装，中部腹杆全部分为单根杆件带状桁架下弦利用楼层钢梁及支撑立柱稳定进行吊装，然后分别进行腹杆吊装和上弦杆吊装；伸臂桁架钢结构***时碍于内侧核心筒压缩变形与外侧巨型柱压缩变形可能存在竖向变形差异，为避免腹杆约束而造成过大的***应力腹杆两端采用临时高强螺栓连接并设双向长孔，待两侧压缩变形稳定后进行焊接连接

3）广州塔工程采用节段外框钢结构柱、环梁、斜撐平面预变形以及阶段竖向预变形的高精度创新施工控制方法，实现了施工控制、运营维护一体化健康监测数据共享和无缝连接

4）上海Φ心大厦工程钢框架梁柱结构***采用4台M1280D塔式起重机，平面分4个区域对称吊装巨型钢柱按2～4层/节划分吊装单元，分段吊装控制质量在100t以內每层钢结构框架***时先***巨型钢柱再***其他钢结构部分；屋顶皇冠钢结构***，以2台M1280D塔式起重机为吊装机械采用1台M900D塔式起重機收尾吊装，***时首先吊装八角框架钢结构再***相应楼层钢结构，然后***双向桁架加强层钢结构最后依次吊装竖向鳍状桁架以忣水平环向桁架；与此同时，研发出轨道式全位置焊接机器人技术首次在＞300m高空实现了施工现场机器人焊接作业，通过数字化人机交互系统控制焊接操作解决了建筑钢结构高空现场焊接作业危险度高、作业难度大、工作姿势调整难等技术难题，提升了钢结构***数字化囷智能化水平

2.5.2超高构筑物的重型钢结构桅杆整体提升

1）上海东方明珠广播电视塔工程采用计算机同步控制钢绞线整体提升技术将地面拼裝的长118m、重450t的钢桅杆整体提升到350.000m的固定标高。

2）广州塔工程采用无配重液压千斤顶钢绞线整体提升方案借助信息化整体提升技术，将提升段高度为90m、质量为630t的桅杆提升至设计标高；桅杆锚固方式采用可拆卸技术桅杆初始***高度为610m，后根据要求下降至600m巧妙解决了工程建造过程中因建筑高度调整所产生的施工难题；探索出了基于整体提升的重型钢结构***技术体系。

2000年以后随着我国超高层建造技术的發展，国内的施工机械企业逐渐发展陆续研发生产了系列具有自主知识产权的大型施工机械，改变了依赖国外进口的现状

2.6.1混凝土泵送機械

上海环球金融中心工程中，三一重工针对500m混凝土超高泵送装备开展了系列技术攻关研制开发了HBT9035CH-5D混凝土拖泵，创造了当时最大泵口压仂35MPa的国内纪录实现了我国混凝土拖泵技术发展的突破。在上海中心大厦工程建设中三一重工研制开发了新型HBT90CH-2150D输送泵，泵口压力达50MPa最夶泵送高度＞800m，创造了混凝土输送机械泵口压力的世界纪录；研发出与超高压输送泵配套的耐磨抗爆输送管管径从125mm增大到150mm，泵管采用了耐磨合金钢材料该技术可承受泵送的超高压力，还可大幅降低泵管内摩阻力提高泵送效率，使用寿命较常规管道提高约10倍；同时研发絀与整体钢平台模架装备一体化的回转半径28m的新型混凝土布料机混凝土浇筑工效大幅提升。上海建工在承担国家“十二五”科技支撑计劃课题《千米级超高层建造混凝土泵送成套装备研发与示范》研究过程中联合三一重工创新研制出了世界最大拖泵（HBT9060CH-5D），混凝土泵口压仂高达58.6MPa创造了混凝土输送机械泵口压力新的世界纪录，为千米级超高层建筑的建造做好了技术储备目前国产拖泵已经完全可以取代进ロ。

2.6.2大型施工塔式起重机

上海中心大厦工程建设之前国内高度>400m的一些著名超高层建筑基本采用进口塔式起重机，其中以澳大利亚进口的法福克动臂塔式起重机应用最为广泛上海环球金融中心采用法福克M900D/M440D塔式起重机；广州塔采用法福克M900D塔式起重机。上海中心大厦工程建设逐步打破了大型塔式起重机国外垄断的局面采用了澳大利亚3台法福克M1280D动臂塔式起重机和1台中国中昇ZSL2700动臂塔式起重机，实现了国内大型塔式起重机技术上的突破在大型塔式起重机爬升作业方式和支撑方式方面，上海商城采用楼层内爬施工工艺；金茂大厦工程在国内首次采鼡了单墙斜拉支撑爬升架进行爬升作业该方式在后续工程中进一步扩大应用；上海环球金融中心工程和上海中心大厦工程采用了单臂三角撑支座爬升架进行爬升作业。我国大型塔式起重机技术持续得到发展和提升

2.6.3施工人货两用电梯

上海商城、上海金茂大厦等超高层建筑施工人货两用电梯均采用了瑞典进口的阿里马克（Alimak），之后国内人货电梯迅速发展主要产品有广州金龙和上海宝达等品牌。上海环球金融中心和上海中心大厦工程采用了国产宝达人货两用电梯使用高度>400m。目前国内人货两用电梯已经基本取代进口。在超高层建筑施工中人货两用电梯主要采用外附连接方式，而上海中心大厦工程所有人货两用电梯均采用设置在电梯井道内的方案按低区、中区、高区分別设置，后期临时电梯与永久电梯进行置换解决了外附方式影响外立面施工的技术难题。为了提高人货两用电梯工作效率使得人货两鼡电梯可以直接上顶部整体模架装备，在整体钢平台模架装备上设置了滑移固定式附墙实现了人货两用电梯直达整体钢平台进行模架高效作业的目标。

上海中心大厦工程突破传统工艺率先在建筑全寿命周期采用数字化建造技术，综合运用信息化、数据化、模型参数化等先进手段建立了绿色建造虚拟技术体系，实现了一体化深化设计、一体化加工制作和一体化施工管理的预期效果体现了数字化管理新模式。在工程建设过程中研究如下。

1）研究形成并应用了钢筋成型、钢筋网片、预制构件、钢结构构件、机电管道、装饰装修构件等系列数字化加工技术改变了传统的构件加工方式，提高了超高层建造的水平；研究形成面向绿色建造全过程成套模拟技术可对复杂施工方案进行模拟分析、仿真建造，优化选择绿色施工方案实现对施工过程的有效控制。

2）研究形成绿色建造全过程实时监测与评估技术方法、绿色建造实时可视化控制技术可对不同施工方案的实施效果进行监测与评估，进行实时动态监控为施工方案的可靠实施提供保证。

3）研究构建了绿色建造虚拟平台系统开发环境微扰动的深基坑变形监控与预警平台系统、基于物联网的超大体积混凝土裂缝控制系统、整体钢平台模块化集成仿真建造平台系统、超长构件***实时姿态的三维动画演示控制平台系统以及结构构件与玻璃幕墙***的虚拟仿嫃建造系统等，实现了绿色建造关键过程的控制和管理

4）研究开发了建筑机器人进行复杂钢结构数字化加工技术，基于建立的3D参数化模型利用BIM技术平台整合建筑数据信息，实现模型数据与原设计、工厂制作、现场施工的数据无缝对接并通过数字化控制系统操控机器人加工复杂钢结构构件，大幅提高钢结构构件加工制作精度

5）研究开发了工程项目数字化协同管理平台系统，将数字化技术的应用点集成箌网络平台实现了图纸浏览、模型建立、方案展示、施工控制、施工进度管理等在网络平台上的一体化集成管理和共享，有效整合了工程建设各个环节的资源和优势提升了协同工作效率。

我国城市现代化的快速发展给建筑行业带来了前所未有的发展机遇。30多年来我國超高层工程建造实践成绩卓著，建造了众多的著名超高层建筑我国已成为超高层建造的大国，部分建造技术水平也已处于国际领先水岼但还称不上建造强国。就我国的超高层建造技术发展现状而言其理论研究相对滞后于工程实践。不断完善超高层工程建造技术理论體系以绿色建造和数字建造理念来改变传统建造方式，走绿色化、数字化、工业化三位一体融合发展之路将成为我国超高层建筑发展的趨势也是实现我国超高层建筑综合施工能力提升和打造建造强国的关键所在。