論深基坑施工機械的合理選擇

趙懷剛++何宏智

摘要：深基坑施工是高層或大型永久性建筑中最為復雜的工藝技術之一，其施工機械的選擇對施工質量和工程進度有著重要的影響。因此對深基坑工程施工中機械合理配置以及施工機械的選擇做出研究就顯得尤為迫切，具有重要的實際意義。

Abstract： Deep foundation pit construction is one of the most complicated technology in high-rise or large-scale permanent building. The choice of construction machinery has important influence on construction quality and project progress. Therefore， it is very urgent to study the rational allocation of machinery and the choice of construction machinery in the construction of deep foundation pit， which is of great practical significance.

關鍵詞：深基坑；施工機械；選擇；合理配置

Key words： deep foundation pit；construction machinery；choice；rational allocation

中圖分類號：TV53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0054-03

0 引言

目前深基坑工程在施工過程中面臨著許多施工技術、環境問題[1]，這對施工機械的選擇提出了新的要求。當前對于工程施工機械的選擇討論主要集中在公路工程、橋梁工程中，且僅以某種單一的經濟評價指標或者決策模型進行選擇評價[2]。因此探討深基坑工程機械選型的原則和評價標準對施工機械合理配置有著直接的指導意義。

1 施工機械合理配置的主要依據

深基坑施工是一種機械化程度比較高的施工項目，在城市施工中，由于施工面狹窄、工程量比較大，這對于施工機械的選擇提出了很高的要求。對于施工機械選擇標準和原則，國家并沒有相關的技術規范進行準確的定義，大多是依靠施工單位自身施工組織經驗進行機械選擇。針對基坑施工機械的選型問題，要在考慮許多多變因素的基礎上，進行合理的分析和決策，把施工機械使用效率、技術標準、經濟方案結合起來[3]。一方面根據施工內容合理配置施工機械；另一方面根據施工實際情況來合理配置。采用組合的原則使施工機械形成高低、大小搭配的“機群效應”[4]，最大限度滿足施工過程的連續性、工程進行的持續性、施工時間的最短性、經濟成本的最小性的相關要求。

2 深基坑工程施工中機械選擇的一般原則

出于對工程進度和質量以及周邊環境和價格的考慮，一般情況下在工期短且工程復雜時，通常會選擇大型機械來保證工程的進度；而像一些小型、工程量小的基坑工程，只需要選擇一些中小型機械即可，但這些都不是唯一的，按照施工場地周邊環境以及工程要求的具體情況不同，施工機械的選擇也會不同，但是一般會遵循以下幾個基本原則。

2.1 滿足實際工程需要的適應性原則

不同的工程環境其施工條件是不盡相同的。不同地方的工程地質條件、環境條件都有著自己獨特的特性。例如根據土質不同，選用履帶式機械還是輪胎式機械；根據當地的降雨量，防水性能優越的機械是否需要優先考慮。同時，由于不同工程的施工期限、工程開挖量、工程施工難易程度、工程任務清單不同，工程項目施工單位還應在適用性的基礎上充分考慮其時效性，使其在最大程度上滿足工程的實際需求。

2.2 根據工程量合理配置施工機械原則

合理配置機械型號，相互搭配，能使工程快速、高效完成。根據工程的任務量和工期不同，選擇大型機械在很多工程中是可以起到中小型機械達不到的效果，如果再將工作量與機械成本進行核算，很多時候，選擇大型機械并不是一個錯誤的選擇，但也需要具體問題具體分析，因為在某些工程中，這會導致資源的嚴重浪費。所以在施工前，根據實際工程量合理組合相關施工機械，使之能夠在滿足施工條件的同時，最大化地發揮機械的使用效率。因此根據工程量與每臺班機械生產率的公式可以得到理論的施工機械數量[5]，即：

N=■（1）

式中：Q—工程量m3；

P—每臺施工機械的臺班生產率；

K—機械臺班的利用率。

同時，由于各機械的數量可以經過理論進行計算得到，但是主要機械和輔助機械之間存在一定的倍數關系，使得主要機械的生產能力能夠得到充分的發揮。一般比例保持在3-5倍左右為宜。由此可以得到工程量對施工機械的數量的確定。

2.3 經濟性原則

由于施工單價[6]是選擇施工機械的一個基本因素，它主要與施工機械的固定資產消耗及運行費用有關。現行施工機械臺班價是根據《公路工程機械臺班費用定額》[7]進行計算。因此在選擇施工機械時可由下列公式進行施工機械臺班價的計算進行。

施工機械使用費=Σ（施工機械臺班消耗量×機械臺班單價）（2）

根據現行《公路工程機械臺班費用定額》JTGT B06-03-2007規定，在進行施工機械選擇時候，機械的不同其單價也是不同的，同時施工機械經濟運距也會成為施工機械選擇的一個重要因素。如表1，各個機械能夠滿足的經濟距離有自己的不同。因此，在選擇機械的時候施工單位應該充分了解機械的價格，同時根據機械效率、工作量進行合理組配，使得經濟性原則達到最優。

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2.4 通用性和專用性原則

深基坑工程施工機械的專業性非常高，在一個工程中，單單靠一種或者幾種機械是絕不可能完成所有施工內容的。因此，在施工前要考慮到所有應該包含的主要施工機械及其輔助機械。同時，由于某一種施工機械可以運用到不同的施工內容中，因此對于施工機械的組合，就需要考慮其專用性和通用性[8]，讓其形成良好的搭配。這樣不僅能夠按時保質保量地完成工程，避免出現相關的質量問題，拖延進度，還能夠節約施工成本。

3 深基坑工程中施工機械的選擇標準

3.1 根據工程項目的具體內容進行選擇

不同的工程項目，所需要的施工機械也不同。在深基坑工程，需要的機械通常是裝載機、挖掘機、推土機及其配套機械等[9]。同時根據工程量的大小，考慮大型機械和小型機械的施工量是否滿足該工程的實際需求，這也是設備選擇時非常重要的一點。因此在選擇時，要進行仔細研究，做出最為合適的選擇。如表2，根據施工內容不同，其施工機械的適用性會發生相對變化。

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3.2 根據工程要求進行選擇

不同的深基坑建設對于基坑深度和坡度以及對基底的承重能力的要求都是不同的，在進行深基坑工程建設時，要充分考慮到這點，來進行更加合理的選擇，以求獲得更加保質保量的完成工作并且更大的經濟效益。在土方開挖過程中，根據作業內容需要推土機、挖掘機、鏟運車、裝載機；而在土石方填筑中就需要壓路機、平地機等作業機械。

3.3 根據具體環境進行選擇

由于不同地域的環境是不同的，且在同一地區不同季節的環境也是不同的。因此，環境對施工機械的選擇要求也是非常重要的。例如：根據土質不同，選用履帶式機械還是輪胎式機械；根據溫度不同，是否需要保暖性能更好的機械；根據當地的降雨量，防水性能優越的機械是否需要優先考慮。這對于施工機械的選擇來說都是非常重要的。

3.4 根據機械的生產效率進行選擇

不同機械的生產效率[10]是不同的，理想情況下，在計算機械生產效率時，都是根據工程具體條件假定相應的標準，但是實際情況確實是千變萬化。在進入實際的施工后，其理想化的生產效率可能無法滿足具體條件的生產，這時就可以根據表3進行生產效率的調整。

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3.5 根據機械的維護和轉遷選擇

在深基坑工程中，機械的維護和管理很重要。深基坑工程施工階段的機械設備流動性較大，而且設備運行狀態隨時發生變化。在選擇施工機械時，一定要考慮好施工機械設備的維管工作是否便于執行，同時考慮到大型機械的進場和中轉場地，交通是否便利等。

4 算例分析

XX基坑工程總開挖量10000m3，由于基坑工作面狹小，土方需要外運。規定2臺班，KC=0.85，KB=0.85，Ks=1.27；挖機每次作業循環延續時間為60s。挖機采用PC130—7反鏟型其斗容量為0.6m3和PC200反鏟型其斗容量為1.0m3。計劃挖土工期為9天。

①當采用0.6m3PC130—7型時，由理論計算公式。

挖機臺班生產率：

P=■×0.6×0.85×■=163.84m3/臺班

理論挖機需要量：

N=■=3.90=4臺

②當采用1.0m3PC200型時。

挖機臺班生產率：

P=■×1×0.85×■=273.07m3/臺班

理論挖機需要量：

N=■=2.3=2臺

由于該兩型挖機的成本是不一樣的，根據工程機械臺班費用定額，WY60為644.63元，WY100為1216.67元。則當運用4臺PC130—7型挖機時定額為2578.52元；采用2臺PC200型挖機時定額為2433.34元；若采用2臺PC130—7，1臺PC200時，定額為2505.93元。

由上述簡例分析，三種情況似乎都是可行的，但是由于理論計算和實際情況存在一定偏差，施工人員不僅要考慮施工成本及工程量，還要考慮主要機械布置的科學性，工作面展開的合理性，施工連續、環境適應性等方面的因素。因此像算例單獨考慮某一種因素看似都可以滿足施工要求，但是和實際相比存在著不合理性的情況。所以，施工機械的選擇還是應該根據原則和實際情況考慮組合、高低搭配，使得工程開展能夠更加具有合理性。

5 結論

深基坑的施工，投入的機械設備種類特別多，數量也特別大，且施工作業面受場地條件影響，因此施工機械選擇的重要性也就不言而喻了，通過影響施工機械選擇的各種因素進行比較，建立設備選擇評價的一般標準體系的原則[11]，進行機械的合理組合，發揮其最大的工作效率，無論是對于工程質量還是縮短工期以及節約成本都是非常重要的，也是非常有必要做的事情。

參考文獻：

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