逆作法施工土方开挖优化施工工法(共14页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上逆作法施工土方开挖优化施工工法完成单位：中建四局第一建筑工程有限公司中国建筑第四工程局有限公司主要完成人：袁茂生、袁成、张明、梁森、王皓、刘丽丽、李叶芳、金黔1 前 言1.0.1 我国建筑施工技术的不断发展及建筑施工工艺的不断改进，地下室逆作出土传统的利用汽车吊或桁吊吊土的施工方法具有很大的局限性，出土速率慢，且出土成本较高，需在首层进行堆土、装土和运土，影响了现场的安全文明施工，并且装土运土所产生的噪音对周边环境造成很大的影响。1.0.2 为克服上述不足，可通过对永久车道进行设计加固，采用先行合理地组织永久车道部位的土方开挖及结构施工，利用永久车道进行地下室土方外运

2、，很大程度的提高了出土速率，节约了施工成本。 1.0.3 逆作法施工土方开挖优化技术克服了传统出土方法的不足，很大程度的提高了施工效率，经广东省住房和城市建设厅组织鉴定，该技术达到了国内先进水平，同时已获得一项国家发明专利受理，“一种逆作土方正作开挖的施工方法”（申请号为：3.8），经过技术总结，形成了逆作法施工土方开挖优化施工工法。2 工法特点2.0.1 该技术成果主要是利用先行施工的永久车道进行出土，对永久车道进行设计加固，利用永久车道将土方车、挖掘机直接开至待挖工作面，使开挖的方式和效率等同于正作开挖的形式。2.0.2 利用永久车道出土，避免在首层堆土的弊端，节约了场地，并且解决了传统出

3、土方法对首层场地的污染，利于现场安全文明施工管理。2.0.3 利用永久车道出土，整个挖土装土过程都在地下进行，解决了传统出土方法需在首层装土所产生的噪声问题，减轻了对周边环境所造成的影响。3 适用范围本工法适用于有永久车道的地下室逆作施工的土方开挖。4 工艺原理4.0.1 根据工程实际情况，对车道结构进行30KN/的荷载要求进行加固设计，先行合理地组织永久车道部位的土方开挖及结构施工，同时，对土方车进出永久车道实行有效管理。4.0.2 利用永久车道将挖掘机、土方车直接开至基坑待开挖的工作面，使开挖的方式和效率等同于正作开挖的形式。4.0.3 暗挖施工从车道底部为起点沿水平方向向内推进开挖，挖掘

4、机械在平面内接力挖掘，将土转至车道底部，通过运输车辆将暗挖土方装车运离现场。5 施工工艺流程及操作要点5.1. 工艺流程根据工程实际情况，对车道结构进行30KN/的荷载要求进行加固设计后，先行组织永久车道结构施工至负一层，并利用其开挖负二层和负三层的逆作土方；再组织永久车道部位施工至负三层，并利用其开挖负四层和负五层的逆作土方。本工程基坑面积6512，开挖深度24.45m（核心筒区域达30.9米），外墙周长321m，土方量为15万m，其中，正作土方约6万方，逆作土方约9万m。整个施工按土方开挖分为三大施工阶段，第一阶段为将整个基坑开挖至负一层板底，硬化施工筒外逆作区人工挖孔桩；第二阶段为核心筒

5、土方正作开挖至底板底并逐层施工地下室主体结构至首层，与筒外逆作区域的首层梁板连成一体；第三阶段为逆作裙房区暗挖阶段。图5.1.1 基坑三维示意图整个逆作土方开挖根据实际情况分为三个阶段进行开挖，由G轴线将各阶段分为南区和北区分别流水开挖出土，第一阶段主要开挖至负一层板底下2.5米处，施工负一层梁板及下负一层的车道；第二阶段主要是利用下负一层的车道开挖负二层、负三层的土方，施工负二层、负三层地下室水平梁板结构以及下负三层的永久车道；第三阶段主要是利用下负三层的车道，将土方车开至负三层来开挖负四、负五层土方，施工负四、负五层水平梁板结构。具体施工流程如下：图5.1.2 工艺流程图5.2. 操作要点

6、5.2.1.明挖阶段根据工程实际情况，土方明挖阶段分两个阶段进行，明挖第一阶段采用盆式开挖将整个基坑土方开挖至负一层板底，硬化施工人工挖孔桩；明挖第二阶段为核心筒土方正作开挖，根据内环梁步距分成五步进行土方开挖，分层向下开挖出土，完后进行核心筒底板基础施工，竖向结构正作向上施工，直至首层以上。5.2.1.1.明挖第一阶段土方开挖明挖第一阶段主要施工任务是将整个基坑土方开挖至负一层板底，并进行硬化后开始施工筒外逆作区人工挖孔桩，为了确保基坑安全，本阶段的土方开挖采用盆式开挖方式出土，由北向南开挖，利用西南角运土坡道出土。具体见图5.2.1和图5.2.2：图5.2.1 土方明挖第一阶段示意图图5.

7、2.2 土方明挖第一阶段5.2.1.2明挖第二阶段土方开挖第二阶段为核心筒正作区域施工，主要施工任务是核心筒正作区域土方开挖，及核心筒结构施工。本阶段的土方开挖为明挖，根据内环梁步距分成五步进行土方开挖。分层向下开挖出土，出土形式为在核心筒基坑外用汽车吊将土方吊出核心筒基坑，完后进行核心筒底板基础施工，竖向结构正作向上施工，直至首层以上。同时逆作区的桩基础及钢管柱吊装施工完成，施工首层梁板结构，将整个首层梁板连成一体，从而为进入逆作阶段及地上结构施工创造条件。具体见图5.2.3和图5.2.4：图5.2.3 土方明挖第二阶段示意图图5.2.4 汽车吊吊运筒内土方5.2.2.暗挖阶段本工程地下室裙

8、房区域采用逆作施工，土方开挖采用暗挖方式。土方暗挖分三个阶段进行，暗挖第一阶段开挖至负一层板底下2.5米处，利用西南角出土斜坡车道进行出土，并施工负一层及下至负一层的车道；暗挖第二阶段开始利用永久车道进行出土，利用下至负一层的车道开挖负二层、负三层的土方，施工负二层、负三层以及下至负三层的永久车道；暗挖第三阶段利用下至负三层的车道，将土方车开至负三层来开挖负四、负五层土方，施工负四、负五层水平梁板结构。5.2.2.1.暗挖第一阶段土方开挖土方需要开挖至-8.93m，开挖深度2.45m，包括反压土在内。根据现场情况现场的需要，在西南角修整一条下基坑斜坡坡道作为暗挖第一阶段土方开挖的出土斜坡车道，

9、该阶段的出土坡道面采用200厚的C20素混凝土做处理。各分区土方用挖土机在出土斜坡下装车后直接从该坡道运出场外。出土斜坡平面图如下图5.2.5所示。图5.2.5 出土斜坡平面图出土斜坡按设计完成后，先将核心筒四周挖出运土通道，之后土方开挖按由北向南分区开挖，挖土机在平面内接力挖土，将土转至运土通道上，推土机则可以在运土通道上直接将土方推至出土斜坡下储放，夜间在出土斜坡下装车运离现场。暗挖第一阶段出土示意图如下图5.2.6所示。图5.2.6 暗挖第一阶段出土示意图暗挖第一阶段的土方在开挖前，土方面标高为-6.40m,反压土面为-3.48m。本阶段土方开挖首先将部分土方用于回填至核心筒与核心筒基坑

10、之间的空隙内，以便于施工安全、核心筒支护桩分层破除及挖土方便。回填土方至-11.430m。核心筒支护桩破除至-8.93m。待核心筒支护桩外土方开挖及核心筒支护桩破除至-8.93m后浇筑混凝土垫层，支设架体及模板施工负一层梁板结构。暗挖第一阶段出土工况图如下图5.2.7所示：图5.2.7 暗挖第一阶段出土工况图5.2.2.2.暗挖第二阶段土方开挖从暗挖第二阶段开始使用永久车道出土。暗挖第一阶段土方开挖完成后，在施工负一层结构的同时，施工东侧的永久车道结构，能使运土车下至负一层楼面，从而实现利用永久车道出土。本阶段主要利用下负一层的永久车道依次开挖负二层、负三层的土方，先开挖负二层的土方，施工负二

11、层的结构；待负二层结构达到设计强度后，拆除负二层结构模板体系，开始开挖负三层的土方，而后施工负三层的水平结构及下负三层的永久车道。暗挖第二阶段出土示意图如图5.2.8所示：图5.2.8 暗挖第二阶段出土示意图暗挖第二阶段土方开挖至-18.23米，挖土深度为4.3米，核心筒支护桩破除至同一高度-18.23m。土方开挖至设计标高后浇筑混凝土垫层，搭设支撑架体及模板施工负二、负三层梁板结构，并将车道结构施工至负三层。暗挖第二阶段出土工况图如下图5.2.9所示：图5.2.9 暗挖第二阶段出土工况图5.2.2.3.暗挖第三阶段土方开挖负三层的梁板结构以及车道结构达到设计强度后，拆除支撑架体及模板，为暗挖

12、第三阶段的出土作准备。暗挖第三阶段挖除负四层、负五层土方，该层土方开挖利用负三层至负一层的车道进行出土，该阶段的出土平面示意图见图5.2.10所示。图5.2.10 暗挖第三阶段出土示意图该阶段土方开挖至底板底-24.450米，挖土深度为6.22米，本阶段先施工底板结构，再施工负四层梁板结构。负四、负五层出土工况图如下图5.2.11所示：图5.2.11 暗挖第三阶段出土工况图5.3 劳动力安排现场配备人员如表所示：表5.3 劳动力组织情况表编号工种人数1协调人员12挖机司机43运输车司机104测量员15专职安全员16清理工27抽水工26 材料与设备6.1 设备机具序号设备名称规格型号单位数量1反

13、铲挖掘机PC200台62反铲挖掘机PC120台33土方运输车10m3辆154潜水泵IS50-32-160台107 质量控制（1）车道结构施工严格按照规范及图纸要求进行，并对车道结构进行30KN/的荷载要求进行加固。（2）根据设计管线的分布及标高，遵循“先深后浅”的原则，采用机械开挖管沟人工清底整平。（3）各层土方开挖应按要求放坡挖土。（4）测量员随时测量，保证基底标高和基坑边线与设计图纸相一致。（5）挖土机严禁碰挂网用土钉、回填层、底板结构等。8 安全措施（1）工人进场必须进行有针对性的安全教育，每天施工前必须进行安全交底。（2）严格遵守现场的安全规章制度。（3）正确使用安全带、安全帽等安全工

14、具。（4）特种施工人员持证上岗。（5）施工机械一切服从指挥，人员尽量远离施工机械，如有必要，先通知操作人员，待回应后方可接近。（6）土方开挖时尽量避开雨天，如遇下雨土方开挖应立即停止，机械设备退场，禁止雨天作业，以防不安全因素的产生。（7）对于挖出的泥土，要及时运走或按规定放置，不得随意堆放。9 环保措施（1） 在施工过程中，自觉地形成环保意识，最大限度地减少施工中产生的噪音和环境污染。（2）施工时的废弃物应及时分类清运，保持工完场清。（3）严格按照当地有关环保规定执行。（4）成立以项目经理为首的环保领导小组，建立完善安全奖罚制度和各级环保生产责任制。（5）建立以项目经理为首的环保管理体系，项

15、目部设专职安全环境管理员，管理人员在施工过程中进行安全生产值班制。（6）遵守国家和当地的环境保护法律法规，正确处理工程废物。10 效益分析10.1 社会效益通过逆作法施工土方开挖优化技术的应用，在通过对永久车道进行设计加固，采用先行合理地组织永久车道部位的土方开挖及结构施工，利用永久车道进行地下室土方外运，极大的加快了逆作出土效率，并且节约了施工场地，解决了噪音问题，减轻了对周边环境的影响。10.2 经济效益采用逆作法施工相比较传统的正作施工技术，在节约工程材料、加快施工进度、减少对周边环境影响方面均有很大的优势，利用永久车道出土施工技术相对于传统的逆作法施工技术在节约土方运输造价、加快施工进

16、度和保护周边环境等方面具有相当大的优势。 若采用传统汽车吊出土方法：人工单价：45元/m3；机械费48元/m3；辅材费2元/m3；合计94元/m3。若采用逆作土方正作出土技术：人工单价：12元/m3；机械费45元/m3；辅材费2元/m3；合计59元/m3。（1）广州富力盈凯广场工程逆作土方共有90105m3，则逆作土方成本共节省（94-59）*90105=元。（2）广州合景国际金融中心工程逆作土方共有75635m3，则逆作土方成本共节省（94-59）*75635=元。（3）广州云外仓储江燕路工程逆作土方共有43250m3，则逆作土方成本共节省（94-59）*43250=元。11 工程实例11.

17、1 广州富力盈凯广场11.1.1 工程概况珠江新城J1-1地块（富力盈凯广场）项目主体工程位于广州市珠江新城核心商务区，用地面积7942 m2，总建筑面积m2，其中地上m2，地下32631 m2，北面是花城大道，南面是富力中心，西面是华夏路，东面是广州标志性建筑西塔。盈凯广场地上65层，地下5层，塔楼总高度296.5米。开工时间为2009年12月5日，工期为1158日历天。该工程采用极具光影表现力的鳞片状玻璃幕墙，外形设计形似竹节，为一栋集办公与酒店于一体的超高层建筑，其中52层以下为办公楼，53层-65层为柏悦酒店。 图11.1.1 富力盈凯广场效果图11.1.2 施工情况富力盈凯广场地下室

18、施工过程中，应用逆作土方正作开挖施工工法，使地下室逆作土方的开挖效率得到了很大的提升，通过将挖掘机以及土方车等开至施工作业面，使土方开挖达到了正作开挖的效果。11.1.3 工程评价本工法在中国建筑第四工程局有限公司的策划之下，业主方、监理方等相关单位的大力支持下，经过攻关、努力和项目的实际应用，总结出“逆作土方正作开挖施工工法”，该工法在本工程的成功应用，为解决地下室逆作法施工中土方开挖速率慢，开挖成本高等难题提供参考和帮助；同时极大的提高了出土速率，并且节约了施工成本，该工法具有广泛的应用和推广前景。11.2 广州合景国际金融中心11.2.1 工程概况广州合景国际金融广场位于珠江新城华就路与

19、华厦路交叉口东北角。其为商业、办公于一体的综合性大楼， 地上39层，地下5层，总建筑高度198米，总建筑面积平方米。图11.2.1 合景国际金融中心效果图11.2.2 工程评价该工法在本工程的成功应用，为解决地下室逆作法施工中土方开挖速率慢，开挖成本高等难题提供参考和帮助；同时极大的提高了出土速率，并且节约了施工成本，该工法具有广泛的应用和推广前景。11.3 广州云外仓储江燕路项目11.3.1 工程概况 广州云外仓储江燕路项目地块位于广州四大老城区之一的海珠区，江燕路与江南大道交界，地铁二号线江泰路地铁站上盖，地块东临江南大道，西临江燕路、南泰路交界，地块南北两侧为居民楼，项目整体定位为复式公寓加底层商业街形式。图11.3.1 广州云外仓储江燕路项目效果图11.3.2 工程评价通过采用逆作法施工土方开挖优化技术，相比较传统的汽车吊出土技术，在节约工程材料、加快施工进度、减少对周边环境影响方面均有很大的优势。该技术在本项目的成功应用，保证了施工安全、大大缩短了建设工期、确保施工质量达到设计要求，取得了显著的经济效益和社会效益。专心-专注-专业