南山鋁業鑄造井深基坑支護方案分析論證

范華猛

(中國十九冶武漢分公司, 湖北武漢 430000)

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南山鋁業鑄造井深基坑支護方案分析論證

范華猛

(中國十九冶武漢分公司, 湖北武漢 430000)

【摘要】鑄造井工程深基坑施工支護方案：傳統的鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案與大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案的選用分析論證。

【關鍵詞】鑄造井;深基坑;樁群圍;擋土墻;支護;逆作法

隨著中國高鐵、航空產業高速發展，所需鋁合金新型材料也急劇增加，因此，鋁業鑄造井的施工建設呈現出迅猛發展的趨勢，要求工期最短、施工方案費用最低，并且施工技術的要求也越來越高。

為了解決工期、費用、安全、質量施工的矛盾，本文采用一種新型的“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”挑戰“傳統的鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案”，并為之進行分析論證，為鋁業鑄造井工程的安全施工、快捷施工、高質量、降低方案成本費用做出極大的貢獻。

1工程概況

1.1工程概述

南山鋁業航材園中厚板扁錠熔鑄及硬合金圓錠熔鑄項目：15～100 t半連續鑄造機井工程(簡稱：鑄造井工程)，共10項。其設計內容和結構形式為：深基坑內，地下坑井鋼筋混凝土筒體方井結構+坑井下成孔埋鋼套管結構(表1)。

表1　設計內容和結構形式　m

10項鑄造井工程全位于熔鑄車間內，柱基礎及廠房已經形成并回填完成，全部毗鄰貼近廠房柱基礎 (1～3個、基底標高▽-5.5～▽-7.0)， 其相互間凈距離僅為2～3 m；

鑄造井工程：基底埋深▽-12～▽-16.5 m,底部斷面尺子平均約7 m×8 m,井底板厚約2～2.7 m、井壁厚0.6～0.8 m；

1.2工程地質條件

依據提供的《巖土工程勘察報告(詳細勘察)》，擬建鑄造井坐落在第④層全風化玄武巖(fak=230 kPa)或第⑤層強風化玄武巖(fak=350 kPa)或第⑥層中風化玄武巖(fak=1100 kPa)或第⑦層粉質黏土(fak=280 kPa)或第⑧層含卵粗砂(fak=300 kPa)；

地處海邊，地下水位高約▽-4.5，極豐富。

2傳統的深基坑鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案

鑄造井工程“深基坑鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案”，是一種傳統的施工方案，是一種利用樁基工程對開挖的基坑四周土方進行先行加固支護，以確保四周建構筑物的安全，然后在基坑邊緣上方安裝塔吊作為垂直運輸，將挖機吊入圍護坑內進行土方作業，在坑內進行鑄造井結構施工的方案技術。

施工工藝如下：施工準備→測量放線→鋼筋混凝土樁四周群圍基坑支護→塔吊安裝→圍護基坑內土石方施工→基坑內鑄造井套管安裝→基坑內鑄造井結構施工。

施工實例照片見圖1、圖2。

圖1　施工實例照片一

圖2　施工實例照片二

3深基坑大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案

鑄造井“深基坑大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”，是對傳統施工方案“深基坑鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案”的大膽挑戰和突破性的創新改進，是一種集大開挖技術、逆作法施工技術、鋼筋混凝土擋墻懸掛及錨桿拉結技術的綜合性技術方案。

施工工藝如下：施工準備→測量放線→基坑土方分層大開挖→擋墻懸掛頂板施工→擋墻錨桿分層施工→鋼筋混凝土擋墻分層施工→坑內鑄造井套管施工→鑄造井結構施工。

施工實例照片見圖3、圖4。

圖3　施工實例照片三

圖4　施工實例照片四

4經濟指標分析比較

4.1傳統的鋼筋混凝土樁φ800～φ1 000四周群圍支護施工方案費用

底部斷面尺寸平均約7 m×8 m,加上施工工作面,基坑凈空尺寸平均約10 m×10 m,按1 m 1根樁布置,每個基坑共需布置40根樁基。

4.1.1樁基圍護施工方案費用

10個基坑×(每個基坑40根樁×單樁長25 m×每1 m 1 500元)=1 500萬元。

4.1.2垂直運輸塔吊的費用

平均工期8個月×每月租費用3萬元=24萬元

4.1.3圍護坑內用挖掘機費用

30天×(10小時×400元)=12萬元

合計總的施工方案費用為1 536萬元。

4.2大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案費用

4.2.1混凝土擋土墻施工費用

柱基支護鋼筋混凝土擋墻長度為：8 m～30 m，按平均20 m計。

10個基坑×(每個坑：20 m長×0.5 m寬×高10 m×每1 m31 000元)=100萬元；

4.2.2錨桿費用: 10個基坑×(每個基坑5萬元)=50萬元。4.2.3多挖土方量費用

底部基坑凈空尺寸平均按10 m×10 m計，深度按平均15 m計，放坡系數按1：0.75計,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。其費用：10×7172 m3×20元/m3≈150萬元

合計總的施工方案費用為300萬元。

4．3經濟指標分析比較：

“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”比“傳統的鋼筋混凝土樁φ800～φ1 000四周群圍支護施工方案”節省施工方案費用投資1 236萬元。節省4/5。

5工期指標分析比較

(1)“傳統的鋼筋混凝土樁φ800～φ1 000四周群圍支護施工方案”,其施工常規工期：7～9個月。

(2)“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”,其施工實際工期4～6個月。

(3)工期指標分析比較：節省施工工期3個月，節省1/3。

6結束語

南山鋁業航材園中厚板扁錠熔鑄及硬合金圓錠熔鑄項目：15 t～100 t半連續鑄造機井工程，通過對鑄造井工程深基坑施工支護方案“傳統的鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案”與“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”通過分析比較論證后，最終選擇了“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”。

從2013年11月份開工至2014年12月份，順利完成了10個鑄造井工程的施工。驗證了前期方案的分析論證是完全正確的，其經濟、工期指標分析是吻合的。

采用創新的“大開挖鋼筋混凝土擋墻逆作法支護方案”挑戰了“傳統的鋼筋混凝土樁四周群圍支護方案”，并為之進行了分析、論證、實施，為鋁業鑄造井工程的安全施工、快捷施工、高質量、降低方案成本費用做出了極大的貢獻，具有顯著的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]南山鋁業航材園中厚板熔鑄項目：15 t～100 t半連續鑄造機井工程施工方案[R].

[2]GB 50330-2013 建筑邊坡工程技術規范[S].

[3]JGJ 120-2012 建筑基坑支護技術規程[S].

[4]GB 50497-2009 建筑基坑工程監測技術規范[S].

[作者簡介]范華猛(1967～)，男，本科,高級工程師，主要從事冶金、市政施工研究。

【中圖分類號】TU723.31

【文獻標志碼】A

[定稿日期]2015-08-20