南山铝业铸造井深基坑支护方案分析论证

范华猛

(中国十九冶武汉分公司, 湖北武汉 430000)



南山铝业铸造井深基坑支护方案分析论证

范华猛

(中国十九冶武汉分公司, 湖北武汉 430000)

【摘要】铸造井工程深基坑施工支护方案：传统的钢筋混凝土桩四周群围支护方案与大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案的选用分析论证。

【关键词】铸造井;深基坑;桩群围;挡土墙;支护;逆作法

随着中国高铁、航空产业高速发展，所需铝合金新型材料也急剧增加，因此，铝业铸造井的施工建设呈现出迅猛发展的趋势，要求工期最短、施工方案费用最低，并且施工技术的要求也越来越高。

为了解决工期、费用、安全、质量施工的矛盾，本文采用一种新型的“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”挑战“传统的钢筋混凝土桩四周群围支护方案”，并为之进行分析论证，为铝业铸造井工程的安全施工、快捷施工、高质量、降低方案成本费用做出极大的贡献。

1工程概况

1.1工程概述

南山铝业航材园中厚板扁锭熔铸及硬合金圆锭熔铸项目：15～100 t半连续铸造机井工程(简称：铸造井工程)，共10项。其设计内容和结构形式为：深基坑内，地下坑井钢筋混凝土筒体方井结构+坑井下成孔埋钢套管结构(表1)。

表1　设计内容和结构形式　m

10项铸造井工程全位于熔铸车间内，柱基础及厂房已经形成并回填完成，全部毗邻贴近厂房柱基础 (1～3个、基底标高▽-5.5～▽-7.0)， 其相互间净距离仅为2～3 m；

铸造井工程：基底埋深▽-12～▽-16.5 m,底部断面尺子平均约7 m×8 m,井底板厚约2～2.7 m、井壁厚0.6～0.8 m；

1.2工程地质条件

依据提供的《岩土工程勘察报告(详细勘察)》，拟建铸造井坐落在第④层全风化玄武岩(fak=230 kPa)或第⑤层强风化玄武岩(fak=350 kPa)或第⑥层中风化玄武岩(fak=1100 kPa)或第⑦层粉质黏土(fak=280 kPa)或第⑧层含卵粗砂(fak=300 kPa)；

地处海边，地下水位高约▽-4.5，极丰富。

2传统的深基坑钢筋混凝土桩四周群围支护方案

铸造井工程“深基坑钢筋混凝土桩四周群围支护方案”，是一种传统的施工方案，是一种利用桩基工程对开挖的基坑四周土方进行先行加固支护，以确保四周建构筑物的安全，然后在基坑边缘上方安装塔吊作为垂直运输，将挖机吊入围护坑内进行土方作业，在坑内进行铸造井结构施工的方案技术。

施工工艺如下：施工准备→测量放线→钢筋混凝土桩四周群围基坑支护→塔吊安装→围护基坑内土石方施工→基坑内铸造井套管安装→基坑内铸造井结构施工。

施工实例照片见图1、图2。

图1　施工实例照片一

图2　施工实例照片二

3深基坑大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案

铸造井“深基坑大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”，是对传统施工方案“深基坑钢筋混凝土桩四周群围支护方案”的大胆挑战和突破性的创新改进，是一种集大开挖技术、逆作法施工技术、钢筋混凝土挡墙悬挂及锚杆拉结技术的综合性技术方案。

施工工艺如下：施工准备→测量放线→基坑土方分层大开挖→挡墙悬挂顶板施工→挡墙锚杆分层施工→钢筋混凝土挡墙分层施工→坑内铸造井套管施工→铸造井结构施工。

施工实例照片见图3、图4。

图3　施工实例照片三

图4　施工实例照片四

4经济指标分析比较

4.1传统的钢筋混凝土桩φ800～φ1 000四周群围支护施工方案费用

底部断面尺寸平均约7 m×8 m,加上施工工作面,基坑净空尺寸平均约10 m×10 m,按1 m 1根桩布置,每个基坑共需布置40根桩基。

4.1.1桩基围护施工方案费用

10个基坑×(每个基坑40根桩×单桩长25 m×每1 m 1 500元)=1 500万元。

4.1.2垂直运输塔吊的费用

平均工期8个月×每月租费用3万元=24万元

4.1.3围护坑内用挖掘机费用

30天×(10小时×400元)=12万元

合计总的施工方案费用为1 536万元。

4.2大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案费用

4.2.1混凝土挡土墙施工费用

柱基支护钢筋混凝土挡墙长度为：8 m～30 m，按平均20 m计。

10个基坑×(每个坑：20 m长×0.5 m宽×高10 m×每1 m31 000元)=100万元；

4.2.2锚杆费用: 10个基坑×(每个基坑5万元)=50万元。4.2.3多挖土方量费用

底部基坑净空尺寸平均按10 m×10 m计，深度按平均15 m计，放坡系数按1：0.75计,多挖土方(10 m×10 m+32.5 m×32.5 m)/2×15 m-10 m×10 m×15 m=7172 m3。其费用：10×7172 m3×20元/m3≈150万元

合计总的施工方案费用为300万元。

4．3经济指标分析比较：

“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”比“传统的钢筋混凝土桩φ800～φ1 000四周群围支护施工方案”节省施工方案费用投资1 236万元。节省4/5。

5工期指标分析比较

(1)“传统的钢筋混凝土桩φ800～φ1 000四周群围支护施工方案”,其施工常规工期：7～9个月。

(2)“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”,其施工实际工期4～6个月。

(3)工期指标分析比较：节省施工工期3个月，节省1/3。

6结束语

南山铝业航材园中厚板扁锭熔铸及硬合金圆锭熔铸项目：15 t～100 t半连续铸造机井工程，通过对铸造井工程深基坑施工支护方案“传统的钢筋混凝土桩四周群围支护方案”与“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”通过分析比较论证后，最终选择了“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”。

从2013年11月份开工至2014年12月份，顺利完成了10个铸造井工程的施工。验证了前期方案的分析论证是完全正确的，其经济、工期指标分析是吻合的。

采用创新的“大开挖钢筋混凝土挡墙逆作法支护方案”挑战了“传统的钢筋混凝土桩四周群围支护方案”，并为之进行了分析、论证、实施，为铝业铸造井工程的安全施工、快捷施工、高质量、降低方案成本费用做出了极大的贡献，具有显著的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]南山铝业航材园中厚板熔铸项目：15 t～100 t半连续铸造机井工程施工方案[R].

[2]GB 50330-2013 建筑边坡工程技术规范[S].

[3]JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S].

[4]GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].

[作者简介]范华猛(1967～)，男，本科,高级工程师，主要从事冶金、市政施工研究。

【中图分类号】TU723.31

【文献标志码】A

[定稿日期]2015-08-20