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(fù)雜的工藝技術(shù)之一，其施工機(jī)械的選擇對(duì)施工質(zhì)量和工程進(jìn)度有著重要的影響。因此對(duì)深基坑工程施工中機(jī)械合理配置以及施工機(jī)械的選擇做出研究就顯得尤為迫切，具有重要的實(shí)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(guān)鍵詞：深基坑；施工機(jī)械；選擇；合理配置

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

中圖分類號(hào)：TV53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）08-0054-03

0 引言

目前深基坑工程在施工過(guò)程中面臨著許多施工技術(shù)、環(huán)境問(wèn)題[1]，這對(duì)施工機(jī)械的選擇提出了新的要求。當(dāng)前對(duì)于工程施工機(jī)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(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)或者決策模型進(jìn)行選擇評(píng)價(jià)[2]。因此探討深基坑工程機(jī)械選型的原則和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工機(jī)械合理配置有著直接的指導(dǎo)意義。

1 施工機(jī)械合理配置的主要依據(jù)

深基坑施工是一種機(jī)械化程度比較高的施工項(xiàng)目，在城市施工中，由于施工面狹窄、工程量比較大，這對(duì)于施工機(jī)械的選擇提出了很高的要求。對(duì)于施工機(jī)械選擇標(biāo)準(zhǔn)和原則，國(guó)家并沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行準(zhǔn)確的定義，大多是依靠施工單位自身施工組織經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行機(jī)械選擇。針對(duì)基坑施工機(jī)械的選型問(wèn)題，要在考慮許多多變因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的分析和決策，把施工機(jī)械使用效率、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)方案結(jié)合起來(lái)[3]。一方面根據(jù)施工內(nèi)容合理配置施工機(jī)械；另一方面根據(jù)施工實(shí)際情況來(lái)合理配置。采用組合的原則使施工機(jī)械形成高低、大小搭配的“機(jī)群效應(yīng)”[4]，最大限度滿足施工過(guò)程的連續(xù)性、工程進(jìn)行的持續(xù)性、施工時(shí)間的最短性、經(jīng)濟(jì)成本的最小性的相關(guān)要求。

2 深基坑工程施工中機(jī)械選擇的一般原則

出于對(duì)工程進(jìn)度和質(zhì)量以及周邊環(huán)境和價(jià)格的考慮，一般情況下在工期短且工程復(fù)雜時(shí)，通常會(huì)選擇大型機(jī)械來(lái)保證工程的進(jìn)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(jī)械即可，但這些都不是唯一的，按照施工場(chǎng)地周邊環(huán)境以及工程要求的具體情況不同，施工機(jī)械的選擇也會(huì)不同，但是一般會(huì)遵循以下幾個(gè)基本原則。

2.1 滿足實(shí)際工程需要的適應(yīng)性原則

不同的工程環(huán)境其施工條件是不盡相同的。不同地方的工程地質(zhì)條件、環(huán)境條件都有著自己獨(dú)特的特性。例如根據(jù)土質(zhì)不同，選用履帶式機(jī)械還是輪胎式機(jī)械；根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤炅?，防水性能?yōu)越的機(jī)械是否需要優(yōu)先考慮。同時(shí)，由于不同工程的施工期限、工程開(kāi)挖量、工程施工難易程度、工程任務(wù)清單不同，工程項(xiàng)目施工單位還應(yīng)在適用性的基礎(chǔ)上充分考慮其時(shí)效性，使其在最大程度上滿足工程的實(shí)際需求。

2.2 根據(jù)工程量合理配置施工機(jī)械原則

合理配置機(jī)械型號(hào)，相互搭配，能使工程快速、高效完成。根據(jù)工程的任務(wù)量和工期不同，選擇大型機(jī)械在很多工程中是可以起到中小型機(jī)械達(dá)不到的效果，如果再將工作量與機(jī)械成本進(jìn)行核算，很多時(shí)候，選擇大型機(jī)械并不是一個(gè)錯(cuò)誤的選擇，但也需要具體問(wèn)題具體分析，因?yàn)樵谀承┕こ讨?，這會(huì)導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。所以在施工前，根據(jù)實(shí)際工程量合理組合相關(guān)施工機(jī)械，使之能夠在滿足施工條件的同時(shí)，最大化地發(fā)揮機(jī)械的使用效率。因此根據(jù)工程量與每臺(tái)班機(jī)械生產(chǎn)率的公式可以得到理論的施工機(jī)械數(shù)量[5]，即：

N=■（1）

式中：Q—工程量m3；

P—每臺(tái)施工機(jī)械的臺(tái)班生產(chǎn)率；

K—機(jī)械臺(tái)班的利用率。

同時(shí)，由于各機(jī)械的數(shù)量可以經(jīng)過(guò)理論進(jìn)行計(jì)算得到，但是主要機(jī)械和輔助機(jī)械之間存在一定的倍數(shù)關(guān)系，使得主要機(jī)械的生產(chǎn)能力能夠得到充分的發(fā)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(duì)施工機(jī)械的數(shù)量的確定。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

由于施工單價(jià)[6]是選擇施工機(jī)械的一個(gè)基本因素，它主要與施工機(jī)械的固定資產(chǎn)消耗及運(yùn)行費(fèi)用有關(guān)?，F(xiàn)行施工機(jī)械臺(tái)班價(jià)是根據(jù)《公路工程機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額》[7]進(jìn)行計(jì)算。因此在選擇施工機(jī)械時(shí)可由下列公式進(jìn)行施工機(jī)械臺(tái)班價(jià)的計(jì)算進(jìn)行。

施工機(jī)械使用費(fèi)=Σ（施工機(jī)械臺(tái)班消耗量×機(jī)械臺(tái)班單價(jià)）（2）

根據(jù)現(xiàn)行《公路工程機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額》JTGT B06-03-2007規(guī)定，在進(jìn)行施工機(jī)械選擇時(shí)候，機(jī)械的不同其單價(jià)也是不同的，同時(shí)施工機(jī)械經(jīng)濟(jì)運(yùn)距也會(huì)成為施工機(jī)械選擇的一個(gè)重要因素。如表1，各個(gè)機(jī)械能夠滿足的經(jīng)濟(jì)距離有自己的不同。因此，在選擇機(jī)械的時(shí)候施工單位應(yīng)該充分了解機(jī)械的價(jià)格，同時(shí)根據(jù)機(jī)械效率、工作量進(jìn)行合理組配，使得經(jīng)濟(jì)性原則達(dá)到最優(yōu)。

■

2.4 通用性和專用性原則

深基坑工程施工機(jī)械的專業(yè)性非常高，在一個(gè)工程中，單單靠一種或者幾種機(jī)械是絕不可能完成所有施工內(nèi)容的。因此，在施工前要考慮到所有應(yīng)該包含的主要施工機(jī)械及其輔助機(jī)械。同時(shí)，由于某一種施工機(jī)械可以運(yùn)用到不同的施工內(nèi)容中，因此對(duì)于施工機(jī)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(shí)保質(zhì)保量地完成工程，避免出現(xiàn)相關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題，拖延進(jìn)度，還能夠節(jié)約施工成本。

3 深基坑工程中施工機(jī)械的選擇標(biāo)準(zhǔn)

3.1 根據(jù)工程項(xiàng)目的具體內(nèi)容進(jìn)行選擇

不同的工程項(xiàng)目，所需要的施工機(jī)械也不同。在深基坑工程，需要的機(jī)械通常是裝載機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)及其配套機(jī)械等[9]。同時(shí)根據(jù)工程量的大小，考慮大型機(jī)械和小型機(jī)械的施工量是否滿足該工程的實(shí)際需求，這也是設(shè)備選擇時(shí)非常重要的一點(diǎn)。因此在選擇時(shí)，要進(jìn)行仔細(xì)研究，做出最為合適的選擇。如表2，根據(jù)施工內(nèi)容不同，其施工機(jī)械的適用性會(huì)發(fā)生相對(duì)變化。

■

3.2 根據(jù)工程要求進(jìn)行選擇

不同的深基坑建設(shè)對(duì)于基坑深度和坡度以及對(duì)基底的承重能力的要求都是不同的，在進(jìn)行深基坑工程建設(shè)時(shí)，要充分考慮到這點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行更加合理的選擇，以求獲得更加保質(zhì)保量的完成工作并且更大的經(jīng)濟(jì)效益。在土方開(kāi)挖過(guò)程中，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容需要推土機(jī)、挖掘機(jī)、鏟運(yùn)車、裝載機(jī)；而在土石方填筑中就需要壓路機(jī)、平地機(jī)等作業(yè)機(jī)械。

3.3 根據(jù)具體環(huán)境進(jìn)行選擇

由于不同地域的環(huán)境是不同的，且在同一地區(qū)不同季節(jié)的環(huán)境也是不同的。因此，環(huán)境對(duì)施工機(jī)械的選擇要求也是非常重要的。例如：根據(jù)土質(zhì)不同，選用履帶式機(jī)械還是輪胎式機(jī)械；根據(jù)溫度不同，是否需要保暖性能更好的機(jī)械；根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤炅?，防水性能?yōu)越的機(jī)械是否需要優(yōu)先考慮。這對(duì)于施工機(jī)械的選擇來(lái)說(shuō)都是非常重要的。

3.4 根據(jù)機(jī)械的生產(chǎn)效率進(jìn)行選擇

不同機(jī)械的生產(chǎn)效率[10]是不同的，理想情況下，在計(jì)算機(jī)械生產(chǎn)效率時(shí)，都是根據(jù)工程具體條件假定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但是實(shí)際情況確實(shí)是千變?nèi)f化。在進(jìn)入實(shí)際的施工后，其理想化的生產(chǎn)效率可能無(wú)法滿足具體條件的生產(chǎn)，這時(shí)就可以根據(jù)表3進(jìn)行生產(chǎn)效率的調(diào)整。

■

3.5 根據(jù)機(jī)械的維護(hù)和轉(zhuǎn)遷選擇

在深基坑工程中，機(jī)械的維護(hù)和管理很重要。深基坑工程施工階段的機(jī)械設(shè)備流動(dòng)性較大，而且設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)發(fā)生變化。在選擇施工機(jī)械時(shí)，一定要考慮好施工機(jī)械設(shè)備的維管工作是否便于執(zhí)行，同時(shí)考慮到大型機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)和中轉(zhuǎn)場(chǎng)地，交通是否便利等。

4 算例分析

XX基坑工程總開(kāi)挖量10000m3，由于基坑工作面狹小，土方需要外運(yùn)。規(guī)定2臺(tái)班，KC=0.85，KB=0.85，Ks=1.27；挖機(jī)每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時(shí)間為60s。挖機(jī)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(jì)劃挖土工期為9天。

①當(dāng)采用0.6m3PC130—7型時(shí)，由理論計(jì)算公式。

挖機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)率：

P=■×0.6×0.85×■=163.84m3/臺(tái)班

理論挖機(jī)需要量：

N=■=3.90=4臺(tái)

②當(dāng)采用1.0m3PC200型時(shí)。

挖機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)率：

P=■×1×0.85×■=273.07m3/臺(tái)班

理論挖機(jī)需要量：

N=■=2.3=2臺(tái)

由于該兩型挖機(jī)的成本是不一樣的，根據(jù)工程機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額，WY60為644.63元，WY100為1216.67元。則當(dāng)運(yùn)用4臺(tái)PC130—7型挖機(jī)時(shí)定額為2578.52元；采用2臺(tái)PC200型挖機(jī)時(shí)定額為2433.34元；若采用2臺(tái)PC130—7，1臺(tái)PC200時(shí)，定額為2505.93元。

由上述簡(jiǎn)例分析，三種情況似乎都是可行的，但是由于理論計(jì)算和實(shí)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(jī)械布置的科學(xué)性，工作面展開(kāi)的合理性，施工連續(xù)、環(huán)境適應(yīng)性等方面的因素。因此像算例單獨(dú)考慮某一種因素看似都可以滿足施工要求，但是和實(shí)際相比存在著不合理性的情況。所以，施工機(jī)械的選擇還是應(yīng)該根據(jù)原則和實(shí)際情況考慮組合、高低搭配，使得工程開(kāi)展能夠更加具有合理性。

5 結(jié)論

深基坑的施工，投入的機(jī)械設(shè)備種類特別多，數(shù)量也特別大，且施工作業(yè)面受場(chǎng)地條件影響，因此施工機(jī)械選擇的重要性也就不言而喻了，通過(guò)影響施工機(jī)械選擇的各種因素進(jìn)行比較，建立設(shè)備選擇評(píng)價(jià)的一般標(biāo)準(zhǔn)體系的原則[11]，進(jìn)行機(jī)械的合理組合，發(fā)揮其最大的工作效率，無(wú)論是對(duì)于工程質(zhì)量還是縮短工期以及節(jié)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(xiàn)：

[1]李薦華，吉茂林.深基坑的環(huán)境土工問(wèn)題及其對(duì)策[J].地下水，2005，27（6）：482-485.

[2]謝友平，蘇榮輝.公路施工機(jī)械的合理選擇[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009，26：129.

[3]宋春雨.深基坑施工的技術(shù)探討[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（6）：166-166.

[4]鄭東山.高等級(jí)公路路基施工機(jī)械合理配置[J].交通世界（建養(yǎng)·機(jī)械），2009（12）：84-87.

[5]李建濤.土石方工程施工機(jī)械的合理配置[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2010，27（7）.

[6]王勇.淺談公路工程施工機(jī)械成本控制[J].山西建筑，2008，

34（3）286-287.

[7]中華人民共和國(guó)交通部.JTG/TB06-03-2007，公路工程機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額[S].北京，人民交通出版社，2008.

[8]張劍軍.淺談水利工程施工機(jī)械的合理選擇[J].廣西水利水電，2009（6）：97-98.

[9]王澤民.土石方工程施工機(jī)械的合理選擇[J].河南水利與南水北調(diào)，2011（16）：71-73.

[10]鄧細(xì)志.公路土石方工程機(jī)械設(shè)備選型與配置技術(shù)[J].公路與汽運(yùn)，2006（1）：124-125.

[11]白增明.公路工程施工機(jī)械的合理選擇的原則構(gòu)建和實(shí)踐[J].價(jià)值工程，2014，33（34）：108-109.