浅谈土方开挖流水施工工艺——以上海徐汇滨江复星中心项目为例

浅谈土方开挖流水施工工艺——以上海徐汇滨江复星中心项目为例

吴春桃,殷秉动,秦永军,屈云艳,罗铃

中建八局第四建设有限公司 山东省青岛市 266000

[摘要内容] 在地基软弱地区，深基坑的开挖是房屋建筑工程中较为常见的分部分项工程，在开挖深度炒股5m的超过一定规模的危险性较大工程，其流水施工工艺能够有效减少因施工组织设计导致的窝工、停工现象，从而能够做到增加工程效率，有效减少工期的效果。

[关键词]土方开挖工程；流水施工工艺；降排水工程；支撑梁施工工艺；

1.引言

在深基坑工程中，土方开挖分部分项工程是其中的重难控制点，在面临较高工期质量要求的时候，项目需要引进土方开挖流水施工工艺，有效安排降水排水、土方开挖、基坑支撑梁施工等各道工艺工序的施工，减少因组织设计而导致的窝工、停工现象，从而做到有效减少工期，增加工程效益。

2.理论背景

2.1深基坑开挖工程重要控制点

深基坑开挖支护工程是房屋建筑工程的重难点分部分项工程之一。在基坑开挖中，常见技术难题包括基坑降水及止水问题、深基坑放坡滑坡倾覆问题及深基坑对周围建筑与隐蔽管线的影响问题等。

在实际工程中，深基坑开挖工程中需要重点关注的问题有：基坑土体稳定性，坑内降水措施，基坑支撑受力情况以及周边建筑管线的保护等。

深基坑开挖施工组织设计中，塔吊安装、降水排水、支撑梁与栈桥穿插施工是工程组织设计中的重难点以及关键节点，是后续多项分部分项工程的施工前提条件。上述分部分项工程是深基坑开挖工程的重要控制点，也是在各施工流水段中必须首先完成的工序。

2.2流水施工工艺原理

流水作业的特点是专业分工并按照相应顺序同时开展各专业分工，对于提高工作效率、降低生产成本、实施建设生产标准化有着重要的意义。[1]

在施工组织形式中，较为常用的有依次施工、平行施工、搭接施工和流水施工，其中流水施工指的是一种不同工序的施工人员按照一定速度在指定的工段持续不断地进行施工的组织设计形式。在流水施工中，施工过程被分解为不同的施工流水段，每个流水段的工程量相似，不同的流水段之间采用搭接的方式进行施工；各专业施工队在流水施工过程中的不同施工区内持续施工的具体时间被称为流水节拍，流水节拍代表流水施工过程具有一定节奏性；流水施工各流水段的施工队需要按照工程设计要求及工艺配置相应的机械设备完成相应工段的施工任务，流水段之间不能有中断。[2]

2.3流水施工组织计算

在项目工程流水施工作业阶段，流水施工类型按照节奏区别可以分为三种，其中包括：等节奏流水施工、成倍节拍专业流水施工、无节奏流水施工。其整体工期计算公式如下：

其中：

T——流水施工的计划工期

——j与j+1两专业施工队的流水步距

——最后一个施工过程在第i个施工段的持续时间

——工艺和技术间歇时间之和

——组织间歇时间之和

——各专业工作队之间的平行搭接时间之和

K——流水节拍

n——施工过程数

m——施工段数

1. 等节奏施工

等节奏流水施工是最理想的施工组织方式，其特点为：(1)各施工段工程量相等(2)不同施工过程的不同施工段对应流水节拍相等，在实际施工过程中因施工各影响因素的干扰，往往难以达成等节奏施工的效果。

2. 成倍节拍专业流水施工

成倍流水施工中，如果材料供应能够完全满足施工需求，就可以通过改进流水节拍的方式来缩短工期，即在流水节拍较长的施工过程中增加施工队伍数量。

3. 无节奏流水施工

因为建筑工程项目中，不同的施工过程中工程量存在很大的差异，在实际工程中难以实现等节奏施工或成倍节拍专业流水施工。因此在实际施工过程中需要先确定阿红相邻专业队伍间的流水布局，从而使其在最节省工期的情况下进行搭接。

3.徐汇滨江复星中心土方开挖进度计划优化

3.1项目概况

徐汇滨江复星中心项目北区为商业地块，拟设置三层地下室，基坑开挖深度15.55-15.95米，基坑面积约2.30万㎡， 基坑外侧周长约为525.9m；南区为住宅地块，拟设置二层地下室，基坑开挖深度9.35~9.75米，基坑面积约1.11万㎡，基坑外侧周长约为314.6m；中隔墙长度约114.5m。基坑总面积约3.41万m2。项目工期紧张，土方开挖出土量高，施工进度组织压力大。

3.2项目重难点

1. 基坑降水工程施工

项目降水进度直接影响基坑开挖进度及基坑安全，降水工作在承台浇筑前停止与承台浇筑一切封井，底板存在隆起上浮危险，需要增加疏干井数量，加强施工质量和成品保护，确保降水井成活率，增加降水周期，分批次封井，确保降水效果避免底板隆起。

2. 基坑防失稳保护

基坑在开挖过程中存在因加固不到位、地下水位发生变化等因素会导致坑底隆起，暴雨、围护结构失效、监测不及时等情况会导致基坑坍塌隐患。在施工过程中应加强监管，严格按照图纸及施工方案顺序进行基坑支护土方开挖施工

3. 支撑梁穿插施工

在土方开挖完成后需要及时施工支撑梁，支撑梁未及时施工会导致围护结构失稳变形，若在支撑梁未形成时提前进行后续开挖将导致支撑梁受力过大产生挠曲变形。在实际工程中，需要加快土方开挖速度，以优先形成对撑的原则，增加支撑梁钢筋的绑扎速度，减少水平支撑浇筑次数，确保在混凝土强度达到设计要求后再进行后续开挖。

3.3流水施工组织设计

1. 土方开挖及支撑流水段

本项目北区土方开挖深度15.55m-15.95m。工程按照支撑计算结果，将地下室分为四层进行开挖，施工流水段如下：

基坑降水→首层土方开挖→首道撑及栈桥施工→二层土方开挖→二道支撑施工→三层土方开挖→三道支撑施工→四层土方开挖

首层土进行“优先形成对撑”为原则，进行大开挖。二、三层土“按照盆式挖土，优先形成对撑为原则”分17个区块进行开挖，第三层土方分为18个分区，盆式开挖，按照间隔分区跳挖原则，待前开挖分区底板完成后方可开挖下一分区，直至基坑开挖完毕，底板全部完成。

2. 施工流水设计要点

第一层土方（+4.600m至+2.800m），采用大开挖。此阶段开挖完成，进入第一道支撑及栈桥施工。开挖深度1.80m；

第二、三层土方（+2.800m至-8.600m）, 按照盆式挖土，优先形成对撑为原则，初步考虑共分17个分区。第二层各分区施工顺序如下：1区（1-1、1-2、1-3）→2区（2-1、2-2）→3区（3-1、3-2）→4区。分段开挖限时形成对撑，首先形成东西方向对撑，逐步向两边施工，形成东西方向对撑，保证基坑十字撑先形成，最后向四周开挖。采用四支机械班组，施工总体流向为：由中间向四周，依次排开施工，开挖顺序：先开挖中间1区。若碰到软土层，阶梯平台宽度不小于3m，上下两台阶挖土时间不超过5天。每个区段开挖完成，立即进入支撑施工，保证基坑整体受力一致。开挖深度11.4米。

由中间往四周开挖时，在基坑边进行留土，将支撑梁位置先抽条开槽开挖，优先形成对称，待支撑施工完成，再开挖坑边留土，逐步释放应力，避免基坑围护无支撑大范围暴露导致变形加大。各层土方开挖时，基坑周边留土宽度不低于10m。各区确保基坑周边每一开挖区域的支撑在土方挖除后48h之内形成。

大底板土方（第四层土方）（-8.6m至-12.25m）, 第四层土方分18个分区。第二层各分区施工顺序如下：1区→2区（2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6）→3区（3-1、3-2、3-3）。

不同区域分块开挖边界处需采用两级放坡坡比不大于1:1.5,临时坡面超过30d须采用喷射混凝土护坡坡脚与局部深坑的距离不宜小于2倍坑深单级坡不大于4m,平台宽度不宜小于3m。为避免开挖过程中会触碰桩基，在最后一层土方开挖时用60小挖机挖土。

混凝土垫层应做到随挖随捣挖土到设计标高后应在8小时内浇筑垫层垫层浇至围护桩边无垫层坑底最大暴露面积不得大于200㎡邻近基杭边的深坑应在大面积垫层完成后开挖。开挖深度2.50m。

3. 土方开挖顺序

项目土方开挖顺序如下图，按照先挖对撑栈桥，后挖其余部分的顺序开展土方开挖，根据流水施工工艺，设置四个起挖点，从四周往右侧出土位置开挖。

4.结语

在深基坑土方开挖阶段，通过采用流水施工工艺可大大减少施工的周期，保障项目的施工节点。通过有效的协调各项工序的进度，工程项目可以有效避免因长时间未形成对撑导致的基坑滑坡以及对周边建筑的影响，从而进一步保证工程的施工质量与安全。

参考文献

[1]张伟强，庞海斌.流水施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].科技与企业,2013(10):170-170

[2]朱振江.浅谈建筑行业的流水施工及原则[J].科技风,2010(1):86