狭小场地深基坑工程前期场地布置优化

1 工程概况

上海集成电路设计产业园某项目是重点大型综合体项目，本工程总建筑面积208984.1m ² ，占地面积29614m ² ，地上20层，地下3层，建筑高度99.8m。地下为框架–剪力墙结构，地上为钢框架–混凝土核心筒结构。

本工程基坑面积约24310m ² ，基坑周长约632m。 基坑开挖深度15.10m，局部落深区开挖深度19.15m，基坑安全等级为一级。深基坑支护采用钻孔灌注桩+3道钢筋混凝土支撑梁形式。根据基坑设计方案，采用每层水平方向内支撑为两横两纵，沿基坑深度方向共设置3道水平内支撑形式，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑梁与栈桥板组合形式，栈桥板厚度为250mm。内支撑下设置立柱桩及格构柱作为立柱支撑。栈桥板与现状环场路现状标高存在0.500m高差（即栈桥板标高–1.050m，环场路标高–0.550m）。土方开挖采用在栈桥板布置长臂挖机进行开挖方法，土方运输车辆通过栈桥路运输出 场外。深基坑开挖边线北侧和西侧紧邻正式主干道路，道路下分布有电力、雨水、污水、燃气、信息等管线，东侧及南侧紧邻正式施工其他项目工地，建筑红线距基坑开挖轮廓线约6m。基坑东北角紧靠红线外为现状变电站，变电站围墙距基坑围护桩约4m。项目西南角红线范围内设置有A级配电箱房，距基坑围护桩约2m，且根据供电系统要求，配电房位置前期已设置完成，位置无法进行相应调整。前期场地布置如图1所示。

   

图1 前期场地布置示意

2 前期场地布置重点、难点分析

根据施工现状实际情况，结合施工部署条件，分析本工程前期场布重难点，具体如下。

2.1 环场道路

东北角靠近变电站处变电站现状情况导致围墙无法调整，仅可形成约3.5m宽环场道路，因车辆转弯半径需要，一般工程车辆无法正常通行。西南角处配电房距深基坑围护桩约2?m，导致围绕深基坑形成的施工环路无法使施工车辆正常通行。

场地狭小环路无法正常形成，导致前期车辆无法行驶至基坑南侧及东侧，若深基坑施工期间环路无法通行，材料运输车辆、混凝土浇筑运输车辆等均集中在栈桥区域通行，势必会对土方开挖、运输作业产生影响。若材料运输车辆及混凝土浇筑运输车辆均可在环路通行，则可大幅提高深基坑的施工效率，降低交叉作业的风险。

2.2 栈桥出入口

栈桥板与现状环场路现状标高存在0.500m高差，导致栈桥与连接环路连接处车辆无法正常行驶，需在栈桥施工完成后进行二次施工放坡方可满足车辆通行要求。

2.3 材料加工、堆放场地

因施工场地狭窄、施工受限制，环路及栈桥板均需考虑地下施工阶段工程车辆通行要求，暂时无法提供额外的材料堆放、材料加工场地，但地下内支撑施工及地下主体结构施工过程中均需设置材料堆放场及材料加工场用于满足施工进度要求。

综上所述，需针对前期的交通组织及场地布置问题提出合理的解决方案，否则将会对后续的整体施工部署产生严重影响。

3 方案优化

3.1 交通组织方案优化

3.1.1 环场路交通组织

因场地大部分红线距深基坑围护桩约6m，考虑围挡施工完成后可形成约5m宽的环路，可满足车辆单向通行要求，施工现场出入口大门可设置在北侧、西侧紧邻正式主干道正对栈桥区域，现有栈桥宽度满足车辆双向通行要求。但场地东北角处，因变电站为正式既有建筑，无法对其进行调整，导致环场路无法通行，若工程材料运输及施工车辆可行驶至此部位，将大幅减小此区域的施工影响，施工场地西南角配电房区域环路仅2m宽度，满足工程车辆行驶要求，工程车辆均可行驶至场地南侧、东侧及变电站 区域。

根据本项目整体施工部署，结合设计单位可行性意见，采取在深基坑首道内支撑靠近配电房的角撑区域增加栈桥板的优化方案，保证此处环路车辆的顺利通行。另外，根据施工现场出入口大门规划，仅可在场区北侧、西侧紧邻正式主干道正对栈桥区域设置出入口，东侧因紧邻其他在施工地无法设置临时出入口大门，因此若环路车辆可通行至西侧环路，则东西向贯通栈桥靠东侧端头部位可不必满设栈桥板，根据挖土机械设备站位和土方车辆运输路线策划，此部位减少部分栈桥板满足土方开挖等施工要求，同时又可降低施工成本。

综上分析，减少部分靠东侧东西贯通栈桥板面积，在靠近配电房的角撑区域增加栈桥板约115m ² ，同时减少栈桥部位立柱桩、格构柱立柱并转移至新增栈桥部位，用以满足支撑受力要求。

具体优化如下。东西向南侧贯通栈桥靠东侧减少两跨栈桥板300m ² ，同时为节省成本减少栈桥板，此部位可减少2道栈桥板支撑次梁，相应的6根次梁下支撑系统（立柱桩、钢格构柱）可相应取消。在西南角首道内支撑角撑部位增加约115m ² 栈桥板，同时在栈桥板区域增加3道支撑次梁，主次梁节点处增设4根支撑系统（立柱桩、钢格构柱），增设栈桥板面标高调整为–0.550m，保证与环场路地坪标高相同。交通组织方案增加栈桥如图2所示，增加栈桥区域如图3所示。

   

图2 交通组织方案增加栈桥示意

   

图3 交通组织方案增加栈桥区域示意

3.1.2 栈桥与环路高低差交通组织

根据现有深基坑支护方案设计，首道内支撑栈桥板与环场路存在0.5m高差，无放坡设置，导致车辆无法顺利通行，因施工前期主要通行车辆均为大型土方开挖、运输车辆等，对坡道坡度要求较为严格，若后期采用二次放坡施工，势必会影响后续深基坑施工，增大对施工成本和施工工期的影响。

经详细策划，通过优化首道内支撑栈桥与环场路交接处标高设置，采取内支撑栈桥板在结构施工期间做出相应坡度措施，减小对后续工作的影响。

具体优化如下。考虑设置进出车辆候车冲洗区，结合栈桥整体受力情况，在第一跨设置车辆冲洗区，标高板标高调整为–0.550m，栈桥板均按250mm厚设置，保证与环场路标高相同，第二、第三跨按连续两跨放坡设置，栈桥板放坡标高–1.050~–0.550m，放坡区域栈桥主梁高度随放坡高度进行相应调整。坡道剖面如图4所示，支撑梁配筋如图5所示。

   

图4 坡道剖面示意

   

（a）

   

（b）

   

(c)

图5 支撑梁配筋示意

（a）ZQWL–1；（b）ZQA–1；（c）ZQB–1

3.2 材料加工、堆放场地方案优化

因本项目施工场地狭小，无法提供额外场地用作深基坑及地下结构施工期间材料加工、堆放场地，环场路仅可满足车辆通行的要求，栈桥区域宽度约10m，除能满足双向车辆通行外，邻边处仅可保证少量材料临时堆放，并不能满足结构施工期间材料加工、堆放要求，若前期施工过程中材料加工、堆放区临时放置在环场路区域，因环场路宽度较窄，将会阻断车辆通行，同时加工完成材料使用过程中需借助起重机等施工机械进行周转，将会严重降低施工效率，增加施工过程中的安全隐患，材料运输、混凝土浇筑运输等车辆若集中在栈桥通行将极大地影响土方开挖运输车辆的施工效率。

结合设计可行性意见，可在栈桥区域外额外增加栈桥板，设置材料加工、堆放场地，本工程深基坑面积约为24310m ² ，基坑周长约632m，基坑东西向长约177.6m，南北向长约178.9m，根据深基坑覆盖范围、钢筋混凝土内支撑体系的工程量，结合塔式起重机最大化使用效率，现场共设置3台塔式起重机，1号、2号塔式起重机STT783臂长70m，3号塔式起重机STT553臂长65m。经详细策划，深基坑施工期间最少应设置不少于约700m ² 的材料加工、堆放区域，同时为充分提高塔式起重机的使用效率，材料加工、堆放场地应尽可能分开设置（不少于两处），且能满足不同塔式起重机吊装半径交叉覆盖要求，最大限度地提高材料加工、堆放区使用效率。

具体优化如下。根据塔式起重机布置，结合整体施工部署和进度工期要求，在两条东西向栈桥中心区域北侧额外扩展增加两个360m ² 的材料加工、堆放场地，同时在栈桥区域下方增加相应的支撑主次梁，栈桥板按250mm厚设置，主次梁节点处增设支撑系统（立柱桩、钢格构柱）共6根，用于满足现场施工 要求。同时为充分利用在本项目狭小场地的材料堆放场，在栈桥路靠近邻边区域设置临时材料中转区域。因栈桥宽度为10m，可选择在两侧靠近邻边不小于500mm范围外设置1500mm宽临时材料堆放、中转区域，此时栈桥主路宽度为6m，满足一般施工车辆双向通行要求，临时材料堆放区可根据土方开挖机械和运输车辆站位布置临时调整，即不影响土方开挖施工，又可方便地下内支撑结构施工期间的材料中转，减轻材料加工、堆放场地压力。材料加工、堆放场地方案增加栈桥如图6所示，新增栈桥区域如图7所示。

   

图6 材料加工、堆放场地方案增加栈桥示意

   

图7 材料加工、堆放场地方案新增栈桥区域示意

4 应用效果

因本项目在施工前置至深基坑设计阶段及时参与深基坑的整体施工部署策划，极大地避免了设计阶段对施工阶段整体施工部署（尤其是整体场布及交通组织）考虑不周全导致的后期非必要成本投入。

经过对场地布置及交通组织的优化，极大地方便了本项目狭小场地深基坑的施工开展，在方便车辆通行以及材料加工、堆放的同时极大地减少了材料转运次数，施工机械的使用加快了深基坑阶段施工进度，同时减小了深基坑变形给周边环境带来的安全隐患，现场西南角部由于业主单位设置的变电站不合理，导致现场环路无法打通，在后续其他项目中需做好与业主单位的协调工作，对于水电接驳口位置提出建议有利于场地布置需求。经详细计算统计，综合评估采取的此项场地布置及交通组织优化措施在本项目取得了良好效果。

综合经济效益计算结果见表1。

表1 综合经济效益计算结果

   

5 结束语

在狭小场地进行深基坑的施工部署是一项需要持续完善并发展成熟的课题，尤其是场地狭窄、施工受限的工程，在深基坑设计阶段结合深基坑整体的施工部署进行详细策划，选择合理的场地布置及交通组织方案，将极大地降低工程的施工难度，消除各种施工安全隐患，保障施工部署的顺利落地。