异形深大基坑狭窄场地地下室阶段平面布置优化

曾 平 李常乐 丘华生 韩伟伟 林方强

(中建四局建设发展有限公司 福建厦门 361003)

0 引言

由于城市大量资源汇集在城市中心，如医疗、教育、住房、娱乐设施等配套资源，导致越来越多人涌入市中心生活，市中心建筑的不断改造升级，土地资源也彰显出寸土寸金的现象。此形势下，城市中心的新建筑夹在已有的密集建筑中，既要考虑土地资源的有效利用，也要考虑周边建筑的安全性及塔吊布置碰撞问题，诸多市区中心深基坑项目凸显出超深、基坑边狭窄及基坑异形不规则等特点，这无疑增加了施工组织与布署、材料周转堆放与运输、塔吊布置等诸多施工难度，其难度对施工企业来说：既是机遇，也是挑战。

基于此，本文以某工程为案例，探讨异形深大基坑狭窄场地地下室阶段平面布置优化，为今后其它类似项目施工组织方案优化提供借鉴、参考。

1 工程概况

福州华润万象城三期项目位于福建省福州市鼓楼区市中心位置，南侧临洪山园路。总建筑面积19.8万m2，其中，地上建筑面积13万m2，地下6.8万m2，包含5栋主楼，2栋楼最大建筑高度均为141.65m，基坑周边地下室外墙线与建筑红线相隔仅5.0m。考虑支护后与红线的距离仅约2.0m，且基坑三面交通受限制，仅南侧洪山园路畅通；基坑南北长度约183.76m，东西长度约237.65m；基坑支护形式采用 (冲)钻孔灌注桩+双重管高压旋喷桩挡土与止水，土方开挖量约38.6万m3；地下3层(三层地下室区域采用两道混凝土内支撑)、局部4层(四层地下室区域采用3道混凝土内支撑)，基坑整体形状呈“凸”字形，最大开挖深度为21.65m，地下室结构施工至±0.000工期赶，具体周边情况详(图1)。

图1 现场情况及周边环境简图

2 地下室阶段平面布置优化及应用

2.1 钢筋加工场、堆场及混凝土浇筑通道布置优化

2.1.1原布置方案

原方案计划在原有栈桥端头及两侧支撑梁补砼栈板形成环形车道，作为地下室阶段走车道及材料堆场(混凝土栈板采用200厚C35钢筋混凝土浇筑，浇筑面积为3321m2)，为确保工期，此方案在中标初期业主单位一直坚持实施，如图2所示。

1-混凝土栈板(材料堆场)；2-材料运输通道；3-钢栈桥。图2 原方案平面布置图

该方案可满足施工进度需求，保证地下室阶段有充足的的运输通道及材料堆放场地，即能满足场地内材料堆放及交通需求，但施工成本高。经测算，混凝土栈板(含设计费、混凝土灌注桩+格构柱、模板钢筋混凝土)单价约1186元/m2(此单价未考虑混凝土栈板破除及外运价)，而且，所有混凝土支撑梁上的混凝土栈板后期均需破除，造成材料浪费，不符合绿色施工理念。

2.1.2优化后布置方案

根据现场条件及工程特点，确定各个堆场及混凝土罐车荷载参数，结合已有基坑支护设计图纸提前规划布置施工需求，进行平面布置优化。混凝土浇捣平台栈板荷载按60t考虑，钢筋原材堆场荷载按50kN/m2考虑,钢筋加工场堆场按7.5kN/m2考虑,木工及零星材料堆场采用原有支撑梁砼栈板按3kN/m2考虑，请建设及监理单位协调原基坑支护设计单位对荷载进行复核验算，确保施工安全。

经过方案优化，将栈桥通道两侧支撑梁补砼栈板做为砼车浇筑停靠点、局部支撑梁补混凝土栈板作为钢筋原材堆放点、局部支撑梁加设型钢梁铺设花纹钢板形成钢平台作为钢筋加工场，支撑梁加强板补强后作为模板及零星材料堆场等系列方案，满足现场施工要求，经原基坑支护设计单位验算同意后出具设计图纸，具体布置如图3所示。

1-钢平台(钢筋加工场)；2-混凝土栈板(钢筋原材堆场)；3-钢栈桥；4-砼浇筑停车栈板；5-原支撑加强板；6-堆土平台。图3 优化后地下室阶段平面布置图

该优化通过在原有支撑梁上铺设工字钢，然后在上边铺设花纹钢板用作钢筋材料加工场，实现深大狭窄场地内钢筋材料的加工；支撑梁上钢平台应用技术采用的工字钢属于租赁，花纹钢板属于项目自采，后期用作施工电梯平台铺设，实现周转利用，符合绿色施工理念；钢平台施工效率高，拆卸方便，缩短深大基坑地下室阶段结构施工工期，加快了施工进度，节约了工期成本。混凝土浇筑平台利用原有的出土钢栈板在左右补加2块8m×16m的混凝土栈板，满足两辆混凝土车浇筑混凝土，优化前费用为393.98万元，优化后费用为110.64万元，节约了费用283.34万元，实施效果如图4所示。

图4 实施效果图

2.2塔吊布置方案比较

(1)塔吊布置方案一：S12#楼塔吊可在该处地下室或副楼施工完成或者S12#楼施工至12F前拆除，使用时间约5～7个月，其余塔吊待结构封顶后5个月内拆除；TC7010塔吊运转缓慢，工作效率低，对施工进度影响大，S10#、S11#及S15#楼按合同工期为6d/F，单层面积为1200m2，层高5m，进度赶；各塔吊交叉较少，不利于赶工；TC7010塔吊租赁费用较TC6010塔吊高很多，经济成本投入大。

(2)塔吊布置方案二：S16#楼北侧地下室阶段有施工盲区，S12#楼塔吊可在该处地下室或副楼施工完成或者S12#楼施工至12F前拆除，使用时间约5～7个月；两台TC7010塔吊运转缓慢，工作效率低，对施工进度影响大，S10#、S11#及S15#楼按合同工期为6d/F，单层面积1200m2，层高5m，进度赶；靠近S10#楼塔吊施工时需在副楼位置留设施工洞，副楼高4.5m；TC7010塔吊租赁费用较TC6010塔吊高很多，经济成本投入大。

(3)塔吊布置方案三：S12#楼塔吊可在该处地下室或副楼施工完成或者S12#楼施工至12F前拆除，使用时间约5～7个月，其余塔吊待结构封顶后5个月内拆除，靠近S11#楼塔吊施工时需穿过副楼楼板，需留设施工洞，副楼高4.5m，该塔吊拆除时需采用QAY260汽车吊；靠近S10#楼塔吊施工时需在副楼位置留设施工洞，副楼高4.5m；各塔吊交叉区域较多，利于配合赶工；TC6010塔吊租赁费用较低，经济成本投入小。经过塔吊平面布置优化节约成本40.5万元。

2.3 塔吊布置方案实施及其优化效果

通过3种塔吊布置方案的对比与分析，最终选择经济合理、安全可靠、施工效率高的方案三布置方案，即S16#楼北侧地下室阶段采用臂长60m的TC6013塔吊，待S15#楼施工至5F时，将该S16#楼塔吊截臂至40m，供S16#楼单独使用，避免与S15#楼碰撞；S12#楼的TC4013塔吊在该处地下室或副楼施工完成或者S12#楼施工至12F前拆除，避免与S12#楼的碰撞，使用时间约5～7个月，位于S15#楼中心位置的TC6013塔吊臂长为60m，所覆盖范围与其余塔吊均有重叠，交叉作业面大，适合赶工，其余塔吊待结构封顶后5个月内拆除。具体塔吊各阶段布置方案详(图5)，现场塔吊布置方案三实施效果，如图6所示。

目前，已受理一项实用新型专利及上报一项省级工法。

地下室阶段地上主体阶段塔吊布置方案一

地下室阶段地上主体阶段塔吊布置方案二塔吊布置方案三

图6 塔吊布置方案三实施效果图

3 结语

通过从场地材料堆放、加工、混凝土浇筑等一些列优化不仅解决了狭窄场地地下室阶段(钢筋、模板及零星)材料堆放及混凝土车浇筑停放点困难问题，保证了施工进度，且从采用混凝土栈板改为临时钢平台、利用原有出土栈桥两侧增设混凝土栈板作为混凝土浇筑车停放点，减少混凝土浪费，明显降低了经济成本，符合绿色施工理念；同时，对不同施工阶段进行起重设备的灵活动态布置，解决了异形深大基坑狭窄场地地下室阶段的平面布置困难、施工成本高的问题[1-2]。

通过塔吊布置方案对比分析，从塔吊使用经济性、安全可靠性、现场进度要求及施工成本方面选择最优布置方案，满足现场施工生产需求[3]。

该优化经验，特别对位于市中心繁华位置的深大基坑狭窄场地及基坑支护形式采用混凝土内支撑梁的地下室阶段场地布置和周边有多塔作业的工程项目具有一定的指导和借鉴作用。