岩土

“北京市优秀工程勘察设计奖”是由北京工程勘察设计协会主办，北京市规划和自然资源委员会指导的北京市勘察设计行业最高奖项，分为综合奖、专项奖、单项奖三个类别。本届奖项评选从2021年4月27日申报开始至7月30日初审结束，评审专家组严格按照“北京市优秀工程勘察设计奖”评审要求，对申报项目进行认真筛选和综合评价，经北京工程勘察设计协会审定，最终评选出综合奖519项，专项奖262项，单项奖123项。其中，工程勘察综合奖（岩土）一等奖 15 项，二等奖 25 项，三等奖 30 项，现对一等奖获奖项目成果进行展示如下：

北京市CBD核心区Z15地块

（中信大厦）岩土工程勘察、深基坑工程与地下水控制设计、工程综合风险监测与检测一体化项目

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项目概况

项目位于北京CBD核心区，总建筑面积43.7万㎡，地上35万㎡，地下8.7万㎡。地上109层，地下8层，建筑总高度约528m，结构采用“巨型框架+外框筒+核心筒+伸臂桁架”体系，核心筒区域基础底板厚6m，基底压力约1850kPa，地下室埋深38m。本项目是世界上按地震烈度8度设防唯一超过500m的超高层建筑。

 

▲ 工程实拍图

 

 

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项目特点

 

▶ 岩土与地基基础工程世界级挑战，突破性技术创新与集成应用

复杂设计建造面临的岩土与地基工程难题，需要岩土技术突破和集成创新。

 

▶ 与周边地下空间和管廊一体化开发统筹能力要求高

CBD地下空间一体化开发建造，工程风险相互叠加，协同建设难度成倍放大，提出岩土工程一体化技术服务的极高要求。

 

▶ 综合风险检测监测和管控要求严苛

工程自身与周边环境风险高，首都CBD核心区位对风险有极度放大效应，对综合风险管控提出高水平、高难度要求。

 

 

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工程问题和技术难点

 

▶ 工程地质与水文地质条件复杂

地基土为第四纪粗细颗粒土层交互沉积，赋存1层层间水、3层高承压水，承压水头超过30m。

 

▶ 超高层承载力和变形要求高，大直径超长桩基综合分析评价难度大

结构荷载差异悬殊、沉降变形敏感、同一底板未设置沉降后浇带，桩基承载力及变形分析具有挑战。

 

▶ 纯地下室抗浮稳定性问题突出，科学分析预测抗浮设防水位意义重大

提供经济、合理又保证建筑安全的抗浮设防水位是重要技术难点。

 

▶ 基坑支护设置与地下空间最大化利用矛盾凸显

周围一体化开发的地下空间和本项目开发时序上存在复杂关联和影响，高差部位支护，严重压缩有效用地范围。

 

▶ 北侧基坑支护有效深度38m，周边环境和影响因素繁多复杂

一体化建设管廊，管网密布，变形要求极严格；管廊基底以下有限土体宽度仅12m，无法形成独立两级基坑；东西两端管廊与本地块拟设支护体系空间叠合，基坑力学模型及边界条件极为复杂。

 

▶ 超深基坑、复杂环境条件下的安全监测、风险管控要求极高

周边环境条件极复杂，基坑支护体系类型多样，监测与检测项目众多，工程综合风险管控严苛。

 

 

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技术创新和特色

 

▶ 精准勘察方案策划，前沿测试技术应用

 

采用综合勘察手段准确查明工程地质条件，在北京地区首次引进日本悬浮式P-S声波测井仪对150m以下地层进行了测试。

 

▲ 岩土地层三维空间分布图

▶ 形成了超长桩基综合对比分析论证方法体系

 

采用规范法、荷载传递分析法、有限元数值分析法、桩/土和基础共同作用PSFIA法等进行超长桩基承载力、沉降预测比选分析和论证。

▲ 超长桩基础沉降历时仿真分析模型

▶ 自主创新模拟技术方法，提供科学抗浮设防水位

采用自主研发的“场域渗流模型综合分析法”和“区域三维瞬态流模型分析法”模拟计算。

 

▶ 推行一体化统筹岩土设计理念，首次采用“一墙三用”设计思路

 

将地下空间外排基础桩、高差部位基坑支护挡土结构和地下水控制止水结构融合为一道设置于地下空间底板外缘下的地连墙，“一墙三用”实现围护结构与地下结构全面一体化整合。

 

▶ 创新性构建“上拉下撑、两阶双榀门架”支护体系和计算模型

采用模块单元、系统集成设计理念，北侧超深基坑采用成两阶基坑联动支护体系设计。管廊平台上部27m基坑利用既有支护结构形成新旧融合桩锚体系，下部11m采用顶部支撑“双榀门架体系”，并利用锁脚锚杆上下联动形成整体支护体系。

 

▶ 采用“不等深双道连续墙止水+疏干”设计思路，解决高水头承压水地层锚杆施工问题

 

设置不等深双排地连墙，成功实施高水头承压水减压后锚杆施作与微变形控制。

 

▶ 自主研发“基坑风险管理信息系统”进行风险预警和管控

自主开发“北京CBD-Z15基坑风险管理信息系统”，整合监测、巡视、风险评估多源信息，实现超大地下空间建造风险信息智慧管控。

 

▲ 主体结构实测沉降量分布图

▶ 构建三维地质模型和基坑支护BIM模型，实现可视化成果交付

引入岩土工程BIM模型，实现勘察、岩土设计可视化表达，动态模拟、优化深基坑工程。

▲ 项目BIM数字化模型

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工程效益和效果

 

1、本项目超长桩基础的承载力及变形分析、抗浮设防水位的分析等核心技术推动了超高层勘察工作关键问题的量化评价水平。

 

2、超深基坑设计反映出国内岩土工程最前沿的技术水平，一体化统筹设计理念缩短工期约100天，节约近两千万元投资。

 

3、推动了安全风险监测的信息化、智能化进步。

 

4、体现了多学科交叉融合解决重大岩土工程问题的先进理念，是全过程岩土工程服务的优秀实践。

 

项目信息

项目名称：北京市CBD核心区Z15地块（中信大厦）岩土工程勘察、深基坑工程与地下水控制设计、工程综合风险监测与检测一体化项目

荣获奖项：2021年市优丨工程勘察综合奖（岩土）一等奖

获奖人员：周宏磊、侯东利、冯红超、陈昌彦、张建坤、李立、杨素春、王峰、韩煊、廖俊展、朱辉云、王军辉、沈小克、顾国荣、田贺维

获奖单位：北京市勘察设计研究院有限公司、上海勘察设计研究院（集团）有限公司

建设单位：中信和业投资有限公司

项目地点：北京市朝阳区

设计时间：2012年-2019年 

建成时间：2019年 

 

完

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