異形深大基坑狹窄場地地下室階段平面布置優化

曾 平 李常樂 丘華生 韓偉偉 林方強

(中建四局建設發展有限公司 福建廈門 361003)

0 引言

由于城市大量資源匯集在城市中心，如醫療、教育、住房、娛樂設施等配套資源，導致越來越多人涌入市中心生活，市中心建筑的不斷改造升級，土地資源也彰顯出寸土寸金的現象。此形勢下，城市中心的新建筑夾在已有的密集建筑中，既要考慮土地資源的有效利用，也要考慮周邊建筑的安全性及塔吊布置碰撞問題，諸多市區中心深基坑項目凸顯出超深、基坑邊狹窄及基坑異形不規則等特點，這無疑增加了施工組織與布署、材料周轉堆放與運輸、塔吊布置等諸多施工難度，其難度對施工企業來說：既是機遇，也是挑戰。

基于此，本文以某工程為案例，探討異形深大基坑狹窄場地地下室階段平面布置優化，為今后其它類似項目施工組織方案優化提供借鑒、參考。

1 工程概況

福州華潤萬象城三期項目位于福建省福州市鼓樓區市中心位置，南側臨洪山園路?？偨ㄖ娣e19.8萬m2，其中，地上建筑面積13萬m2，地下6.8萬m2，包含5棟主樓，2棟樓最大建筑高度均為141.65m，基坑周邊地下室外墻線與建筑紅線相隔僅5.0m?？紤]支護后與紅線的距離僅約2.0m，且基坑三面交通受限制，僅南側洪山園路暢通；基坑南北長度約183.76m，東西長度約237.65m；基坑支護形式采用 (沖)鉆孔灌注樁+雙重管高壓旋噴樁擋土與止水，土方開挖量約38.6萬m3；地下3層(三層地下室區域采用兩道混凝土內支撐)、局部4層(四層地下室區域采用3道混凝土內支撐)，基坑整體形狀呈“凸”字形，最大開挖深度為21.65m，地下室結構施工至±0.000工期趕，具體周邊情況詳(圖1)。

圖1 現場情況及周邊環境簡圖

2 地下室階段平面布置優化及應用

2.1 鋼筋加工場、堆場及混凝土澆筑通道布置優化

2.1.1原布置方案

原方案計劃在原有棧橋端頭及兩側支撐梁補砼棧板形成環形車道，作為地下室階段走車道及材料堆場(混凝土棧板采用200厚C35鋼筋混凝土澆筑，澆筑面積為3321m2)，為確保工期，此方案在中標初期業主單位一直堅持實施，如圖2所示。

1-混凝土棧板(材料堆場)；2-材料運輸通道；3-鋼棧橋。圖2 原方案平面布置圖

該方案可滿足施工進度需求，保證地下室階段有充足的的運輸通道及材料堆放場地，即能滿足場地內材料堆放及交通需求，但施工成本高。經測算，混凝土棧板(含設計費、混凝土灌注樁+格構柱、模板鋼筋混凝土)單價約1186元/m2(此單價未考慮混凝土棧板破除及外運價)，而且，所有混凝土支撐梁上的混凝土棧板后期均需破除，造成材料浪費，不符合綠色施工理念。

2.1.2優化后布置方案

根據現場條件及工程特點，確定各個堆場及混凝土罐車荷載參數，結合已有基坑支護設計圖紙提前規劃布置施工需求，進行平面布置優化。混凝土澆搗平臺棧板荷載按60t考慮，鋼筋原材堆場荷載按50kN/m2考慮,鋼筋加工場堆場按7.5kN/m2考慮,木工及零星材料堆場采用原有支撐梁砼棧板按3kN/m2考慮，請建設及監理單位協調原基坑支護設計單位對荷載進行復核驗算，確保施工安全。

經過方案優化，將棧橋通道兩側支撐梁補砼棧板做為砼車澆筑停靠點、局部支撐梁補混凝土棧板作為鋼筋原材堆放點、局部支撐梁加設型鋼梁鋪設花紋鋼板形成鋼平臺作為鋼筋加工場，支撐梁加強板補強后作為模板及零星材料堆場等系列方案，滿足現場施工要求，經原基坑支護設計單位驗算同意后出具設計圖紙，具體布置如圖3所示。

1-鋼平臺(鋼筋加工場)；2-混凝土棧板(鋼筋原材堆場)；3-鋼棧橋；4-砼澆筑停車棧板；5-原支撐加強板；6-堆土平臺。圖3 優化后地下室階段平面布置圖

該優化通過在原有支撐梁上鋪設工字鋼，然后在上邊鋪設花紋鋼板用作鋼筋材料加工場，實現深大狹窄場地內鋼筋材料的加工；支撐梁上鋼平臺應用技術采用的工字鋼屬于租賃，花紋鋼板屬于項目自采，后期用作施工電梯平臺鋪設，實現周轉利用，符合綠色施工理念；鋼平臺施工效率高，拆卸方便，縮短深大基坑地下室階段結構施工工期，加快了施工進度，節約了工期成本。混凝土澆筑平臺利用原有的出土鋼棧板在左右補加2塊8m×16m的混凝土棧板，滿足兩輛混凝土車澆筑混凝土，優化前費用為393.98萬元，優化后費用為110.64萬元，節約了費用283.34萬元，實施效果如圖4所示。

圖4 實施效果圖

2.2塔吊布置方案比較

(1)塔吊布置方案一：S12#樓塔吊可在該處地下室或副樓施工完成或者S12#樓施工至12F前拆除，使用時間約5～7個月，其余塔吊待結構封頂后5個月內拆除；TC7010塔吊運轉緩慢，工作效率低，對施工進度影響大，S10#、S11#及S15#樓按合同工期為6d/F，單層面積為1200m2，層高5m，進度趕；各塔吊交叉較少，不利于趕工；TC7010塔吊租賃費用較TC6010塔吊高很多，經濟成本投入大。

(2)塔吊布置方案二：S16#樓北側地下室階段有施工盲區，S12#樓塔吊可在該處地下室或副樓施工完成或者S12#樓施工至12F前拆除，使用時間約5～7個月；兩臺TC7010塔吊運轉緩慢，工作效率低，對施工進度影響大，S10#、S11#及S15#樓按合同工期為6d/F，單層面積1200m2，層高5m，進度趕；靠近S10#樓塔吊施工時需在副樓位置留設施工洞，副樓高4.5m；TC7010塔吊租賃費用較TC6010塔吊高很多，經濟成本投入大。

(3)塔吊布置方案三：S12#樓塔吊可在該處地下室或副樓施工完成或者S12#樓施工至12F前拆除，使用時間約5～7個月，其余塔吊待結構封頂后5個月內拆除，靠近S11#樓塔吊施工時需穿過副樓樓板，需留設施工洞，副樓高4.5m，該塔吊拆除時需采用QAY260汽車吊；靠近S10#樓塔吊施工時需在副樓位置留設施工洞，副樓高4.5m；各塔吊交叉區域較多，利于配合趕工；TC6010塔吊租賃費用較低，經濟成本投入小。經過塔吊平面布置優化節約成本40.5萬元。

2.3 塔吊布置方案實施及其優化效果

通過3種塔吊布置方案的對比與分析，最終選擇經濟合理、安全可靠、施工效率高的方案三布置方案，即S16#樓北側地下室階段采用臂長60m的TC6013塔吊，待S15#樓施工至5F時，將該S16#樓塔吊截臂至40m，供S16#樓單獨使用，避免與S15#樓碰撞；S12#樓的TC4013塔吊在該處地下室或副樓施工完成或者S12#樓施工至12F前拆除，避免與S12#樓的碰撞，使用時間約5～7個月，位于S15#樓中心位置的TC6013塔吊臂長為60m，所覆蓋范圍與其余塔吊均有重疊，交叉作業面大，適合趕工，其余塔吊待結構封頂后5個月內拆除。具體塔吊各階段布置方案詳(圖5)，現場塔吊布置方案三實施效果，如圖6所示。

目前，已受理一項實用新型專利及上報一項省級工法。

地下室階段地上主體階段塔吊布置方案一

地下室階段地上主體階段塔吊布置方案二塔吊布置方案三

圖6 塔吊布置方案三實施效果圖

3 結語

通過從場地材料堆放、加工、混凝土澆筑等一些列優化不僅解決了狹窄場地地下室階段(鋼筋、模板及零星)材料堆放及混凝土車澆筑停放點困難問題，保證了施工進度，且從采用混凝土棧板改為臨時鋼平臺、利用原有出土棧橋兩側增設混凝土棧板作為混凝土澆筑車停放點，減少混凝土浪費，明顯降低了經濟成本，符合綠色施工理念；同時，對不同施工階段進行起重設備的靈活動態布置，解決了異形深大基坑狹窄場地地下室階段的平面布置困難、施工成本高的問題[1-2]。

通過塔吊布置方案對比分析，從塔吊使用經濟性、安全可靠性、現場進度要求及施工成本方面選擇最優布置方案，滿足現場施工生產需求[3]。

該優化經驗，特別對位于市中心繁華位置的深大基坑狹窄場地及基坑支護形式采用混凝土內支撐梁的地下室階段場地布置和周邊有多塔作業的工程項目具有一定的指導和借鑒作用。