高層建筑一般具有建筑面積大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和基礎(chǔ)埋置較深的特點(diǎn)，而大型深基坑土方開(kāi)挖方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施對(duì)工程前期施工的費(fèi)用和進(jìn)度控制往往有很大的影響，現(xiàn)就兵團(tuán)機(jī)關(guān)綜合樓基坑土方開(kāi)挖施工進(jìn)行分析。
　　一、工程概況
　　兵團(tuán)機(jī)關(guān)綜合樓工程位于烏魯木齊市光明路15號(hào)兵團(tuán)機(jī)關(guān)大院北院，總建筑面積為64530m2，結(jié)構(gòu)類(lèi)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(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)，場(chǎng)地土類(lèi)型為中硬場(chǎng)地土，場(chǎng)地及周?chē)鸁o(wú)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(kāi)挖總方量為7.25萬(wàn)立方米，計(jì)劃工期為20天。
　　二、基坑土方開(kāi)挖方案設(shè)計(jì)
　　（一）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)及工程勘察報(bào)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(gè)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(jí)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(gè)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(gè)開(kāi)挖方案：1、退臺(tái)放坡開(kāi)挖；2、按1：0.55放坡開(kāi)挖；3、土釘支護(hù)方案的開(kāi)挖。通過(guò)對(duì)三個(gè)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(kāi)挖方案，并采用圓弧法計(jì)算分析邊坡穩(wěn)定系數(shù)K＝1.12。
　　（二）考慮該土方工程開(kāi)挖總方量7.25萬(wàn)立方米，計(jì)劃工期只有20天，因此計(jì)劃采用4臺(tái)反鏟挖掘機(jī)同時(shí)開(kāi)挖，40輛大型自卸汽車(chē)運(yùn)輸土方。根據(jù)施工平面布置圖，進(jìn)出大門(mén)在現(xiàn)場(chǎng)東面，開(kāi)挖方向由西向東開(kāi)挖。
　　（三）計(jì)劃組織施工時(shí)，分層進(jìn)行基坑土方開(kāi)挖，考慮本工程基坑開(kāi)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(kāi)挖過(guò)程中采取放坡處理（基坑局部采用土釘支護(hù)措施）和降排水措施。
　　（四）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定挖掘機(jī)、運(yùn)輸車(chē)輛的配置數(shù)量：
　　1、單鏟挖掘機(jī)工作小時(shí)生產(chǎn)率Ph（立方米/小時(shí)）按下式計(jì)算：
　　Ph=60q•n•K
　　其中n=60/Tp
　　單斗挖掘機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)率Pd（立方米/小時(shí)）按下式計(jì)算：
　　Pd=8Ph•Kb
　　q：為土鏟容量（立方米），現(xiàn)場(chǎng)采用挖掘機(jī)為1.0立方米斗容量。
　　n：為每分鐘挖土次數(shù)（次）；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際每?jī)煞昼娡谕?次。
　　Tp：挖掘機(jī)每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時(shí)間；現(xiàn)場(chǎng)每次作業(yè)延續(xù)時(shí)間為17秒鐘。
　　K：為系數(shù)，一般取值為0.60～0.7；現(xiàn)場(chǎng)取0.70。
　　Kb：為工作時(shí)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(shí)
　　Pd=8Ph•Kb
　　=8小時(shí)×147立方米/小時(shí)×0.8
　　=940.8立方米/臺(tái)班
　　挖掘機(jī)需用數(shù)量：
　　挖掘機(jī)數(shù)量N根據(jù)土方量大小和工期長(zhǎng)短，并考慮合理的經(jīng)濟(jì)效果，按下式計(jì)算：
　　N=（Q/Pd）×（1/T•C•K）
　　Q：為土方量（立方米）；現(xiàn)場(chǎng)約為72500立方米。
　　Pd：為挖掘機(jī)生產(chǎn)率（立方米/臺(tái)班）；現(xiàn)場(chǎng)為940.8立方米/臺(tái)班。
　　T：為工期（工作日d）；計(jì)劃工期為20日。
　　C：為每天工作班數(shù)；光明路為嚴(yán)管街道，僅能夜間施工，從晚上20：00~20：30為開(kāi)挖前的準(zhǔn)備工作時(shí)間，晚上20：30至零晨7：30，為開(kāi)挖土方時(shí)間，（中間有一個(gè)小時(shí)加班就餐時(shí)間），7：30~8：00為收班前的準(zhǔn)備工作時(shí)間，保證有10個(gè)小時(shí)挖方有效時(shí)間。因此每天工作10個(gè)小時(shí)為1.25個(gè)臺(tái)班。
　　K：為時(shí)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(tái)≈4臺(tái)
　　經(jīng)計(jì)算確定挖掘機(jī)的數(shù)量為4臺(tái)，按10小時(shí)時(shí)間計(jì)算，每天挖土能力940.8×1.25×4＝4704立方米。
　　2、確定自卸汽車(chē)的數(shù)量：
　　總土方量為72500立方米，20天內(nèi)運(yùn)完，每天需運(yùn)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(huì)遇到不可抗拒的天氣等情況（下雨、下雪等），每天外運(yùn)土方量按4704立方米×80%=3763.2立方米考慮，3763.2＞3625，可滿(mǎn)足20天內(nèi)運(yùn)輸完畢，自卸汽車(chē)的生產(chǎn)率按10小時(shí)計(jì)算。
　　保證4臺(tái)挖掘機(jī)連續(xù)工作，自卸車(chē)按下式計(jì)算：通過(guò)實(shí)際測(cè)算，自卸汽車(chē)由建設(shè)路拉運(yùn)土方至南湖垃圾場(chǎng)來(lái)回需時(shí)間為45分鐘，單程行車(chē)線路如下：
　　往：施工場(chǎng)地→建設(shè)路→新華北路→河灘路→新醫(yī)路→南湖路→垃圾場(chǎng)，途徑中紅綠燈四處（停留時(shí)間2分30秒），用時(shí)17分鐘；返：垃圾場(chǎng)→南湖路→勞動(dòng)街→新民路→北門(mén)→文藝路→建設(shè)路→施工現(xiàn)場(chǎng)，沿途經(jīng)過(guò)9處紅綠燈（停留時(shí)間5分鐘15秒），用時(shí)近23分鐘，現(xiàn)場(chǎng)停留時(shí)間為5分鐘。行車(chē)速度均為40公里/小時(shí)，即總用時(shí)45分鐘，每輛車(chē)運(yùn)土方為8立方米。
　　P1=8小時(shí)×1.25×（60/45）×8立方米=106.7立方米/10h
　　車(chē)輛數(shù)量=3763.2/106.7=35.3≈36輛車(chē)
　　考慮施工過(guò)程中，部分車(chē)輛可能出現(xiàn)故障，為保證始終有36輛車(chē)有效工作，實(shí)際配置40輛運(yùn)輸車(chē)輛。
　　三、土方開(kāi)挖方案實(shí)施
　　（一）技術(shù)準(zhǔn)備
　　施工前，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織施工技術(shù)人員了解工程特點(diǎn)，掌握工程現(xiàn)場(chǎng)情況，收集施工需要的各種資料，包括施工場(chǎng)地地形、地貌、地勘報(bào)告、運(yùn)輸?shù)缆贰⒌叵禄�礎(chǔ)、管線等。如在基坑開(kāi)挖處周邊存在地下構(gòu)筑物、管線等地下障礙物，應(yīng)及時(shí)向業(yè)主提出，制定開(kāi)挖實(shí)施方案（包括處理地下構(gòu)筑物、管線方案），以免因基坑開(kāi)挖時(shí)才制訂方案處理此類(lèi)問(wèn)題而影響工期。
　　（二）土方開(kāi)挖
　　1、施工工藝：
　　開(kāi)挖順序→放線（沿灰線開(kāi)挖土方）→分層作業(yè)開(kāi)挖土方→修整邊坡→基坑降排水→清理基底、覆蓋保溫→驗(yàn)槽。
　　2、基坑開(kāi)挖時(shí)分三層進(jìn)行，每層開(kāi)挖深度控制在3m左右，基坑設(shè)明溝和集水井進(jìn)行降排水。為加快施工進(jìn)度，根據(jù)土質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)出土等條件合理安排挖掘機(jī)開(kāi)挖順序和自卸汽車(chē)配合運(yùn)輸?shù)木�路，分段分層平均下挖，展開(kāi)工作面。基底留300mm厚土方由人工清挖。

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