“吊斗”在提高土方開挖效率中的作用分析

賈劍虹

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 增城 511340）

珠江三角洲城際快速軌道交通廣州至佛山段項目施工9A標段【金融高新區站-龍溪站明挖區間、出入段線】土建施工項目的工程包括【明挖區間】和【出入段線】土建工程。明挖區間位于佛山市南海區海八路南側，區間線路以直線沿海八路下行，基坑長度約為345m，寬度為20.7～40.329m，深度為 14.806～22.275m，整個基坑呈西淺東深、西窄東寬的不規則型式，土方開挖量約為17.95萬m3。由于盾構施工的需要，在區間東段90m范圍設盾構始發井，為滿足盾構施工工期，盾構井從圍護結構施工、土方開挖、主體結構施工至土方回填，整個工期只有5個月的時間，而此處基坑深度大，因此土方開挖成為整個工期目標實現的關鍵。

盾構始發井基坑深度達22.275m，寬度為40m?；訌纳系较略O四道支撐，第一道支撐距離地面為3.0m，第二道支撐距離地面約為8.0m，第三道支撐距離地面為約13.9m，第四道支撐距離地面約為18.3m，基底距離地面為22.275m（如圖 1）。

圖1 基坑土方開挖剖面圖

而基坑施工常用的PC-200L型長臂挖掘機能挖到的最大深度不足16m，也就是說長臂挖機只能開挖到第三層土方，無法對第四、五層土方進行直接開挖。對于深度超過16m的基坑，一般軌道交通基坑施工采用的傳統工藝有“推挖法”和“吊裝出土”兩種，現對此兩種傳統施工工藝進行簡單介紹:

退挖法施工是在開挖各土層時采用臺階開挖接力出土的方式，具體方法如下:第一層通倉開挖法，挖至第一道鋼筋砼支撐梁下，層厚約3.0m，然后鑿除連續墻頂松散層，施工砼支撐梁及冠梁。第二層（層厚約5m）、第三層（層厚約5.9m）、第四層（層厚約為4.4m）和第五層（層厚約為4.0m）開挖時采用臺階開挖接力轉運法。即第一層砼支撐梁的砼達到一定的強度后，回填出一條出土施工便道，梁頂鋪鋼板保護，反鏟挖掘機站在鋼板上向下開挖第二層土方；等第二層土方被開挖出一定長度的平臺后，再下一臺反鏟挖掘機站在第二平臺上向下開挖第三層土方，等第三層土方被開挖出一定長度的平臺后，再下一臺反鏟挖掘機站在第三層平臺上向下開挖第四層土方，等第四層土方被開挖出一定長度的平臺厚，再下一臺反鏟挖掘機站在第四層平臺上向下開挖第五層土方，后五臺挖掘機接力將基底土方轉至地面自卸車（如圖2）。

圖2

采取此工藝開挖第五層土方，需布置五個階梯，投入至少10臺挖機（基坑寬度40m，每個階梯至少布置兩臺挖機），因此存在投入設備多、生產效率低的特點，特別是每個階梯在基坑縱向方向上占用約10m的場地，開挖至第五層需利用50m長度的基坑進行接力倒土。而由于本工程工期的緊迫性，在盾構井開挖土方時，西段仍然在施工地下連續墻，無法提供50m的施工場地，因此退挖法在本工程中不適用。

吊裝出土法施工工藝簡單地講就是利用鋼板制成的斗裝土，再用吊裝設備吊出基坑運走的方法。但由于本工程支撐系統復雜，垂直運輸困難，加上此工藝出土效率太低，無法滿足盾構井工期要求，因此本工程亦不適合采用“吊裝出土”。

另外，目前市場上還有一種液壓抓斗挖土設備，其開挖深度可達20m，但由于市場存貨量較少，且租賃費用較高，目前軌道交通基坑施工采用此設備較少，而作為本工程22.275m的開挖深度，其仍不能滿足直接開挖。

那么如何采用一種占用場地小且能直接開挖至基底的技術，以確保工期目標成為本工程的難點。項目部全體成員集思廣益，利用現場條件，在基坑深度中央設置一個“中轉平臺”，以達到利用長臂挖機直接開挖的目的。具體做法為:在第三道支撐施工完成后，利用廢棄的自卸車斗，將其端頭與第三道支撐利用膨脹螺栓焊接固定，再利用鋼絲繩懸吊斗身于第二道混凝土支撐上，基底用PC-200型挖掘機將第四、五層土方挖至土斗內，在用長臂挖機將土斗內的土直接挖至出土車運走。（如圖）

側挖法施工

用來支撐吊土斗的支撐梁，設計在施工前結合土斗及土的重量對支撐梁的配筋受力情況重新進行核算，滿足力學要求，確保了土方開挖時的安全。

懸吊土斗的鋼絲繩的計算選取過程如下:

查相關施工手冊后，取直徑26mm、公稱抗拉強度為1400kN/mm2、6*19的鋼絲繩。

在盾構井東端20m土方開挖完成后將中轉平臺向西移，基坑南北兩側各設一個“土斗”，每個中轉平臺負責縱向60m范圍內的土方開挖，開挖完成后再向西移，移動土斗時需重新對其安裝，每安裝一個土斗需要一天時間，且安裝土斗全過程要汽車吊配合。利用此方法大大提高了土方開挖效率，贏得了寶貴的時間。本工程采用“吊斗”作為轉土平臺，提高了土方開挖效率?，F將退挖法、吊裝出土法、液壓抓斗及利用“土斗”作為中轉平臺法做綜合分析對比，具體如下表:

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綜上所述，采用“汽車斗”作為轉土平臺，較傳統土方開挖方法大大提高了土方的開挖效率。當然此方法也存在一定的局限性，如深度方向只能滿足一個中轉，對25m深度以上的基坑亦無法施工，但對于深度在16～25米范圍的基坑，從投入設備，生產效率高方面講，可以說是一種投入少產能大的技術，可在其他工程基坑開挖中推廣使用。

[1]江正榮，朱國梁.簡明施工計算手冊.