李偉科
(陜西建工第三建設集團有限公司,陜西 西安 710054)
隨著城市建設進入高速發展期,城市中心區域土地極為緊缺,施工場地狹小成為了城市建設施工中普遍存在的問題[1]。西安交通大學醫學院第一附屬醫院腫瘤病房綜合樓項目場地狹小,場內無施工道路,基坑東、南、西圍墻距離坑邊最寬僅2.2m,最窄處僅1.0m出頭,基坑外圍無任何材料堆放場地;工程處于鬧市區,材料、設施料及塔吊等運輸設備受周圍環境影響較大,組織施工十分困難。該項目面臨如何布置施工現場,劃分施工流水段,如何規劃道路,如何實現土方平衡等問題。本文就以該項目的實踐為例,總結狹小施工場地施工部署的經驗,以期為類似項目提供借鑒。
西安交通大學醫學院第一附屬醫院腫瘤病房綜合樓項目位于西安交通大學第一附屬醫院院內,是綜合門診、影像科、核醫學科、手術室、日間病房等為一體的大型醫療性建筑。建筑面積54645.82 m2,地下3層,地上13層,基坑深度17.7m,基坑南北長104.5m,東西長102.65m,基礎埋深16.6m,地下水埋深8~10m。
基坑東側為院內6層門診大樓,距離基坑13.5m;南側為市政道路,人行道距離基坑1.5m;西側為1層自建商業用房,距離坑邊2.1m;北側為醫院2~3層住院用房,距離坑邊5~8m,基坑周邊建筑物距離近,支護結構安全等級為Ⅰ級。
該工程基坑支護深度13.17~17.7m,采用護坡樁+錨索、土釘墻形式支護形式;圍護樁徑600800mm,樁長14~26m,間距1.5m;混凝土強度等級C30;錨索長21~25m,根據周邊建筑基礎埋深不同,共設置7種支護深度(見表1)。地下水穩定水位8.3~10.7m,設置降水井27口,直徑800mm,井深35m,控制水位不小于18.27m。
表1 基坑防護類型分段表
該工程場地狹小,場內無施工道路,基坑東、南、西圍墻距離坑邊1.3~2.2m,基坑外圍無任何材料堆放場地;工程處于鬧市區,材料、設施料及塔吊等運輸設備受周圍環境影響較大,組織施工十分困難。
施工現場的布置原則在于布局應緊湊合理,盡量減少施工用地,嚴格控制在建筑紅線內,盡量使用原有的建筑物或構筑物。合理組織運輸,保證現場運輸道路暢通,盡量減少二次搬運。各種施工設施的布置應滿足方便施工、安全、防火、環保、勞動保護的要求。在平面交通方面,盡量避免各專業施工之間的相互干擾,場地布置需有利于各分項工程的正常開展,結合擬定的施工方案和施工順序,滿足各專業作業隊在不同階段對材料儲存和加工場地的需求,各種施工機械既能滿足各工作面的作業需要,又便于安裝和拆卸。嚴格執行安全施工標準,營造文明施工氛圍。
施工現場臨時道路的布置主要是滿足材料、構件和大型機械設備等進出現場的運輸和消防要求。在布置施工道路時,應從科學合理、經濟可行、綠色施工等方面進行綜合考慮。根據工程建設特點和方案優化原則,選擇最佳方案。盡量將道路布置成直線或環形,使道路形成一個循環,提高車輛通行能力,達到消防要求;如果不符合環形道路布局的條件,應在道路末端設置車輛回轉場。
項目工期短,進度要求高且專業分包較多,施工穿插困難,建筑紅線與基坑邊線的距離無法設置施工通道,處理場地問題成為該項目順利開展的重點任務[2]。為實現項目工期、質量、安全管理目標,項目部根據項目特點及周邊環境條件,綜合考慮工期、質量、勞動力、周轉材料、大型機械設備、臨建設施等資源的投入,分階段、分重點組織施工。場地設置分基礎、主體和裝修三個階段進行布置,堅持階段性、適用性、靈活性及可改造性兼顧的原則,做到投入最低,收效最大,經濟適用。
由于基坑東、西兩側與紅線的距離為0.8~1.8m,項目施工前期對局部結構進行甩項,作為施工臨時道路;在項目施工后期,對施工道路重新進行設置,按照“永臨結合”原則[3],充分利用場內永久道路,使道路靠近各類材料及構件堆放場地,以便裝卸。施工道路的合理布置,不僅可以保證運輸通道和消防通道的暢通,還可以降低材料的損耗、提高生產率,減少二次搬運的人工成本,現場平面布置及施工道路圖如圖1所示。施工臨時道路也是企業和項目部的形象,例如臨時道路兩側的綠化和企業文化的展示可以快速提升整體形象。
圖1 現場平面布置及施工道路圖
施工流水段的劃分是根據工程體量、設計特點、施工資源配置和施工組織方法,按照“科學、合理、方便、快捷”的原則,將工程劃分為若干個施工區、流水段,按施工區的施工時間流水施工,最大化使用設施料、機械、人員等資源,達到項目降本增效的目的[4]。
西安交通大學醫學院第一附屬醫院腫瘤病房綜合樓項目因施工場地狹小,無法大面積同時施工,利用結構后澆帶將其劃分成13個施工流水段。施工前確定施工關鍵線路,確保主樓區域施工,充分利用已完成的工作面,如利用墊層、底板、樓面等作為材料臨時堆放加工場,做好已完工程的成品保護,并在荷載設計允許值內進行材料周轉、堆放、加工以及機械設備的靈活布置和周轉使用,緩解施工現場狹小的壓力(圖2、圖3)。混凝土澆筑時在取得許可后可以將澆筑場地臨時布置在場外。因場地狹小,地下室施工階段,混凝土輸送泵、材料堆場和加工場與基坑邊沿必須保持安全距離,且在基坑安全距離范圍內不得超載堆放,在地下室施工過程中對基坑進行動態監測,確保基坑安全。地下室墻板外防水施工完成后及時回填,以擴大施工場地,同時考慮利用地下室頂板作為材料堆放加工場地,但堆放荷載應控制在設計允許值范圍內。對施工用材料實施分批次進場,做好計劃安排,統籌管理,不得存在材料積壓情況,只考慮即用即運,以減少現場堆放占地空間。隨著項目形象進度的推進,現場布局應進行相應調整。在地下室、主體和裝修的不同施工階段,在保證現場臨時道路、運輸方便前提下,分別根據現場情況充分利用現場現有的場地合理進行材料加工場的靈活調整布置,分批將有關設施拆除或調整至室內,增加場地可利用范圍。進入裝修后期和竣工掃尾階段,提前拆除現場內的臨時設施,方便室外工程施工,所需臨時設施搬至對工程施工無影響的地點。
圖2 施工流水段劃分
圖3 施工流水段施工示意圖
流水段的合理劃分也使得該項目可以合理地利用工作面,加快了施工進度,縮短了施工工期,同時保持了各施工過程的連續性和平衡性,提高了施工管理水平和技術經濟效益[5]。使各施工隊在一定時間內保持相同的作業和連續均衡的施工,提高了施工效率。
土方平衡是在了解計劃進出土方的情況下,計算開挖的土方量和室內外回填的土方量,根據調整部署,達到土方開挖量及回填量的平衡,在規劃基礎開挖施工時,盡量減少土方進出運輸量,不僅與土方成本有關,而且對場地布局有很大的影響。
西安交通大學醫學院第一附屬醫院腫瘤病房綜合樓項目處于城市繁華地段,人流量較大,土方外運及回填受政策等外界因素的影響較大[6]。土方開挖量大約17萬m3,開挖周期長,回填方量約4萬m3,控制土方外運方量,可大大節約項目施工周期。項目組建成立BIM技術團隊,利用BIM技術進行開挖順序預演和三維施工部署(圖4),在開挖前對預留施工段和出土坡道等位置的土方預留進行計算,對施工分區進行施工模擬,測算回填及施工周期,在不影響施工總周期的基礎上,最大化預留土方,合理安排施工順序,增加土方預留量,提高土方平衡率。經生產、預算、BIM 中心等多部門協同工作,確定了土方回填數據(表2)。
圖4 土方平衡BIM示意圖
表2 土方回填數據核算
項目通過BIM模型對場地內的土方進行動態平衡分析,形成基坑內的環形道路,結合結構設計實際情況,減少外運土方量,節約工期,提高了施工效率。
對西安交通大學醫學院第一附屬醫院腫瘤病房綜合樓項目施工實踐進行總結,獲得狹小場地施工經驗如下:
(1)由于場地條件的限制,狹小場地施工同時考慮各個階段場地布置具有一定的局限性,不能突出各階段的施工重點難點,不能體現現場布置的階段性、適用性、靈活性及可改造性。現場布置應具有一定組織性及可追溯性,應從各個階段的“人、機、料、法、環”五個方面入手,充分體現現場布置的必要性和針對性。
(2)狹小場地道路的規劃極其重要,是場地布置動態化組織的重要組成部分,設置時應充分考慮現場施工的主要特征和計劃安排,相對于簡易施工道路的設置,道路的規劃及環形道路設置有明顯的優勢。
(3)狹小施工場地流水段的劃分立足緊湊性和周密性,應結合工程特點,按照施工方案合理安排施工,統籌安排各流水段技術、質量、進度、安全方面的銜接,確保施工生產全過程、各層次、各工序的順利進行,滿足工程工期和質量要求。