高層建筑一般具有建筑面積大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復雜和基礎(chǔ)埋置較深的特點，而大型深基坑土方開挖方案的設(shè)計與實施對工程前期施工的費用和進度控制往往有很大的影響，現(xiàn)就兵團機關(guān)綜合樓基坑土方開挖施工進行分析。
　　一、工程概況
　　兵團機關(guān)綜合樓工程位于烏魯木齊市光明路15號兵團機關(guān)大院北院，總建筑面積為64530m2，結(jié)構(gòu)類型為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，地下二層，地上十九層，建筑高度80.1m。場地類別為II類，場地土類型為中硬場地土，場地及周圍無不良地質(zhì)現(xiàn)象，地下水埋置深度為9.3~10.3m。基坑土方開挖總方量為7.25萬立方米，計劃工期為20天。
　　二、基坑土方開挖方案設(shè)計
　　（一）根據(jù)現(xiàn)場及工程勘察報告地質(zhì)剖面圖可知該工程基坑挖土深度在10m左右，經(jīng)三個地層段，第一層雜填土，厚度1.1~3.5m，表面有植被；第二層為圓礫層，埋深在1.1~3.5m，厚度為1.8~8.4m，土顆粒級配良好；第三層為角礫層，埋深在5.5~10.2m，厚度為3.4~8.2m。個別處在第二層與第三層之間夾有0.5~0.6m厚中砂。邊坡土層為雜填土、圓礫、角礫，內(nèi)摩擦角推薦值φ＝35°。根據(jù)以上條件及查閱有關(guān)資料，制定三個開挖方案：1、退臺放坡開挖；2、按1：0.55放坡開挖；3、土釘支護方案的開挖。通過對三個方案的安全、成本、工期和質(zhì)量的比較，確定采用按1：0.55放坡開挖方案，并采用圓弧法計算分析邊坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.12。
　　（二）考慮該土方工程開挖總方量7.25萬立方米，計劃工期只有20天，因此計劃采用4臺反鏟挖掘機同時開挖，40輛大型自卸汽車運輸土方。根據(jù)施工平面布置圖，進出大門在現(xiàn)場東面，開挖方向由西向東開挖。
　　（三）計劃組織施工時，分層進行基坑土方開挖，考慮本工程基坑開挖深度較大，且基底受地下水影響，為保證施工安全，在基坑開挖過程中采取放坡處理（基坑局部采用土釘支護措施）和降排水措施。
　　（四）根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定挖掘機、運輸車輛的配置數(shù)量：
　　1、單鏟挖掘機工作小時生產(chǎn)率Ph（立方米/小時）按下式計算：
　　Ph=60q•n•K
　　其中n=60/Tp
　　單斗挖掘機臺班生產(chǎn)率Pd（立方米/小時）按下式計算：
　　Pd=8Ph•Kb
　　q：為土鏟容量（立方米），現(xiàn)場采用挖掘機為1.0立方米斗容量。
　　n：為每分鐘挖土次數(shù)（次）；現(xiàn)場實際每兩分鐘挖土7次。
　　Tp：挖掘機每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時間；現(xiàn)場每次作業(yè)延續(xù)時間為17秒鐘。
　　K：為系數(shù)，一般取值為0.60～0.7；現(xiàn)場取0.70。
　　Kb：為工作時間利用系數(shù)；Kb取0.8。
　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)：
　　Ph=60q•n•K
　　=60×1.0立方米×3.5×0.70
　　=147立方米/小時
　　Pd=8Ph•Kb
　　=8小時×147立方米/小時×0.8
　　=940.8立方米/臺班
　　挖掘機需用數(shù)量：
　　挖掘機數(shù)量N根據(jù)土方量大小和工期長短，并考慮合理的經(jīng)濟效果，按下式計算：
　　N=（Q/Pd）×（1/T•C•K）
　　Q：為土方量（立方米）；現(xiàn)場約為72500立方米。
　　Pd：為挖掘機生產(chǎn)率（立方米/臺班）；現(xiàn)場為940.8立方米/臺班。
　　T：為工期（工作日d）；計劃工期為20日。
　　C：為每天工作班數(shù)；光明路為嚴管街道，僅能夜間施工，從晚上20：00~20：30為開挖前的準備工作時間，晚上20：30至零晨7：30，為開挖土方時間，（中間有一個小時加班就餐時間），7：30~8：00為收班前的準備工作時間，保證有10個小時挖方有效時間。因此每天工作10個小時為1.25個臺班。
　　K：為時間利用系數(shù)，一般為0.80
　　N=（Q/Pd）×（1/T•C•K）
　　=72500÷（940.8×20天×1.25天×0.8）
　　=3.85臺≈4臺
　　經(jīng)計算確定挖掘機的數(shù)量為4臺，按10小時時間計算，每天挖土能力940.8×1.25×4＝4704立方米。
　　2、確定自卸汽車的數(shù)量：
　　總土方量為72500立方米，20天內(nèi)運完，每天需運土方最少72500÷20=3625立方米，每天挖土能力為4704立方米，考慮在挖土施工的20天期間內(nèi)，會遇到不可抗拒的天氣等情況（下雨、下雪等），每天外運土方量按4704立方米×80%=3763.2立方米考慮，3763.2＞3625，可滿足20天內(nèi)運輸完畢，自卸汽車的生產(chǎn)率按10小時計算。
　　保證4臺挖掘機連續(xù)工作，自卸車按下式計算：通過實際測算，自卸汽車由建設(shè)路拉運土方至南湖垃圾場來回需時間為45分鐘，單程行車線路如下：
　　往：施工場地→建設(shè)路→新華北路→河灘路→新醫(yī)路→南湖路→垃圾場，途徑中紅綠燈四處（停留時間2分30秒），用時17分鐘；返：垃圾場→南湖路→勞動街→新民路→北門→文藝路→建設(shè)路→施工現(xiàn)場，沿途經(jīng)過9處紅綠燈（停留時間5分鐘15秒），用時近23分鐘，現(xiàn)場停留時間為5分鐘。行車速度均為40公里/小時，即總用時45分鐘，每輛車運土方為8立方米。
　　P1=8小時×1.25×（60/45）×8立方米=106.7立方米/10h
　　車輛數(shù)量=3763.2/106.7=35.3≈36輛車
　　考慮施工過程中，部分車輛可能出現(xiàn)故障，為保證始終有36輛車有效工作，實際配置40輛運輸車輛。
　　三、土方開挖方案實施
　　（一）技術(shù)準備
　　施工前，由項目技術(shù)負責人組織施工技術(shù)人員了解工程特點，掌握工程現(xiàn)場情況，收集施工需要的各種資料，包括施工場地地形、地貌、地勘報告、運輸?shù)缆贰⒌叵禄�礎(chǔ)、管線等。如在基坑開挖處周邊存在地下構(gòu)筑物、管線等地下障礙物，應(yīng)及時向業(yè)主提出，制定開挖實施方案（包括處理地下構(gòu)筑物、管線方案），以免因基坑開挖時才制訂方案處理此類問題而影響工期。
　　（二）土方開挖
　　1、施工工藝：
　　開挖順序→放線（沿灰線開挖土方）→分層作業(yè)開挖土方→修整邊坡→基坑降排水→清理基底、覆蓋保溫→驗槽。
　　2、基坑開挖時分三層進行，每層開挖深度控制在3m左右，基坑設(shè)明溝和集水井進行降排水。為加快施工進度，根據(jù)土質(zhì)、現(xiàn)場出土等條件合理安排挖掘機開挖順序和自卸汽車配合運輸?shù)木�路，分段分層平均下挖，展開工作面。基底留300mm厚土方由人工清挖。

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