超大規(guī)模群體工程施工管理及技術(shù)淺析

張利鋒

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 工程實(shí)例

1.1 項(xiàng)目工程概況

本項(xiàng)目為深圳大學(xué)西麗校區(qū)建設(shè)工程（二期）項(xiàng)目施工總承包Ⅱ標(biāo)段，位于深圳市南山區(qū)學(xué)苑大道1066號(hào)，南側(cè)為學(xué)苑大道，西側(cè)為篤學(xué)路，北側(cè)為二線公路，東側(cè)為南科一路。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地理位置如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)地理位置示意

工程總建筑面積約29.4萬 m2，包括中央圖書館綜合樓（含架空連廊）建筑面積約7.3萬 m2，法商學(xué)部（含架空連廊）建筑面積約5.4萬 m2，行政辦公與專職科研用房建筑面積約1.4萬 m2，公共教學(xué)樓建筑面積約15.3萬 m2。

1.2 周邊建（構(gòu)）筑物概況

場(chǎng)地內(nèi)東南角即靠近出入口處搭設(shè)有部分活動(dòng)房，為施工單位臨時(shí)設(shè)施；場(chǎng)地中央?yún)^(qū)域布置有零星集裝箱；場(chǎng)地東北側(cè)緊鄰二期建設(shè)用地紅線，現(xiàn)存7幢武警營房，1～3層，最高高度為9.5 m，營房設(shè)置有自有圍墻；場(chǎng)地南側(cè)圍墻外為西麗校區(qū)已建成的禮堂、學(xué)術(shù)交流中心等單體；東側(cè)外為市政南科一路，路的另一側(cè)為南方科技大學(xué)；西南角為西麗校區(qū)已建成體育場(chǎng)；西北側(cè)為山體綠植。

1.3 周邊管線概況

本項(xiàng)目東側(cè)現(xiàn)有長西引水渠，與本項(xiàng)目東側(cè)圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)相互沖突，基坑施工過程中可能對(duì)引水渠道造成影響。

1.4 水文地質(zhì)概況

擬建場(chǎng)地原始地貌單元屬丘陵及丘間溝谷，地形較復(fù)雜，大部分場(chǎng)地已經(jīng)人工改造平整，根據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)涉及地層主要為素填土、雜填土、粉質(zhì)黏土、黏性土以及花崗巖等。

場(chǎng)地內(nèi)地下水根據(jù)賦存介質(zhì)及埋藏條件不同，可分3種類型：上層滯水存在于人工填土層中；第四系土層孔隙水存在于沖洪積砂礫層中，地下水含量豐富；基巖裂隙水存在于強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化基巖裂隙中，透水性受巖石裂隙的發(fā)育程度影響，含水量適中。

1.5 基坑圍護(hù)概況

本項(xiàng)目各單體基坑開挖深度：公共教學(xué)綜合樓地下室為15.50 m；中央圖書館綜合樓地下室為11.30 m；法商學(xué)部地下室為11.80 m；行政辦公與專職科研用房地下室為11.20 m。整個(gè)基坑底周長約1 293 m，基坑頂周長約1 378 m，基坑支護(hù)范圍面積約7.92萬 m2。

根據(jù)基坑周邊環(huán)境條件及開挖深度，本基坑工程采用樁錨支護(hù)形式[1-4]。其中，支護(hù)樁為φ1 000 mm@1 600 mm旋挖灌注樁，樁間設(shè)置旋噴樁，旋噴樁與支護(hù)樁一同形成截水帷幕，進(jìn)行全封閉截水；旋噴樁通過三重管法高壓噴射成樁，噴樁引孔直徑0.13 m，樁體直徑1.0 m，間距1.6 m；預(yù)應(yīng)力錨索采用鋼絞線，水平間距為1.6 m。

2 超大規(guī)模群體工程難點(diǎn)及控制措施

2.1 工程周邊管線

2.1.1 難點(diǎn)分析

1）長西引水渠管道橫穿西麗校區(qū)，距離主體結(jié)構(gòu)深基坑較近。然而基坑圍護(hù)體系為樁錨支護(hù)，在進(jìn)行錨（桿）索施工時(shí)，可能會(huì)與周邊的引水渠管道沖突。

2）本基坑深度較深，在土方開挖后，可能會(huì)存在一定范圍內(nèi)的側(cè)向位移及坑外地表沉降等，因此將會(huì)對(duì)周邊的引水渠管道產(chǎn)生影響，甚至破壞。

3）因?qū)嶋H施工的需要，在該區(qū)域場(chǎng)地布置的環(huán)通道路處于引水渠管道保護(hù)范圍，大量的施工車輛等將造成地面超載而引起引水渠的豎向附加位移。

2.1.2 控制措施

1）按引水渠管道竣工圖進(jìn)行引水渠平面位置及影響范圍的現(xiàn)場(chǎng)放樣，復(fù)核引水渠標(biāo)高與圍護(hù)結(jié)構(gòu)錨索定位，針對(duì)沖突區(qū)域進(jìn)行局部引水渠改道或錨（桿）索布置調(diào)整。

2）因施工需要，在引水渠管道保護(hù)范圍內(nèi)，每一側(cè)8 m設(shè)置施工通行道路，對(duì)在引水渠保護(hù)范圍的道路進(jìn)行鋼筋混凝土硬化，硬化做法從下至上為：先在土路基上鋪設(shè)100 mm厚碎石墊層，其次澆筑200 mm厚C30混凝土，以確保整個(gè)路面的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)度。

3）在引水渠管道中心左右各5 m范圍內(nèi)，對(duì)行車的路面墊厚25 mm鋼板作為進(jìn)一步加強(qiáng)措施。

4）在引水渠管道保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，結(jié)合基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)引水渠管道及周邊保護(hù)范圍進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。

5）除基坑施工外，做好現(xiàn)場(chǎng)其他施工管理，嚴(yán)禁在引水渠管道保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行土方開挖、回填等施工。

6）與相關(guān)主管部門積極溝通，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制專項(xiàng)保護(hù)方案，獲得相關(guān)主管部門及參建各方同意。

2.2 工程施工安排

2.2.1 難點(diǎn)分析

本工程規(guī)模大、單體多、施工內(nèi)容復(fù)雜以及施工作業(yè)交叉多，如何在有限的工期內(nèi)，在合理安排眾多單體施工流程的同時(shí)，做好資源保障管理，確?？偣て诩案鞴?jié)點(diǎn)工期，是本工程重難點(diǎn)之一。

2.2.2 控制措施

1）做好總體施工流程策劃。

① 在土方開挖完成后，將優(yōu)先分塊施工有節(jié)點(diǎn)要求區(qū)域的基礎(chǔ)底板及后續(xù)地下結(jié)構(gòu)。

② 其余區(qū)域基礎(chǔ)底板后施工（墊層先完成），這期間該部分區(qū)域暫時(shí)作為坑內(nèi)的施工場(chǎng)地。

③ 后作區(qū)域在其周邊先作區(qū)域的單體底板完成后，再開始底板的施工。

2）建立多項(xiàng)資源保障措施。

① 做好總體材料把控：在地下室結(jié)構(gòu)施工前，結(jié)合BIM模型進(jìn)行鋼木翻樣，確定材料用量，從而對(duì)整個(gè)工程的材料物資進(jìn)行總控；建立專門的物資管理部門，做好物資管理的組織保證，分專業(yè)分種類對(duì)各種材料進(jìn)行儲(chǔ)存堆放，對(duì)材料數(shù)量、規(guī)格、是否送檢等明確標(biāo)示；與供應(yīng)商保持緊密聯(lián)系，確切了解庫存情況與進(jìn)場(chǎng)材料的計(jì)劃落實(shí)情況。

② 做好機(jī)械協(xié)調(diào)使用：地下室底板施工時(shí)，9臺(tái)塔吊將先后投入使用，且各塔吊之間相互交叉，可根據(jù)不同時(shí)期與不同資源需求相互協(xié)助吊運(yùn)；在沒有布置到塔吊的區(qū)域，項(xiàng)目部將投入汽車吊以滿足吊運(yùn)的需求。

3）合理安排交通路線制度。

① 做好現(xiàn)場(chǎng)道路交通設(shè)置：場(chǎng)地設(shè)置3個(gè)施工大門，前期將標(biāo)段范圍內(nèi)校園市政主干道路結(jié)構(gòu)基層施工完成，同時(shí)在各單體間設(shè)置環(huán)形通道來解決現(xiàn)場(chǎng)交通組織問題。

② 做好施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志、標(biāo)識(shí)設(shè)置：施工路段兩端緩沖區(qū)均設(shè)置“施工”“慢”“限速20”“禁止超車”“雙向通行”等標(biāo)志牌。

2.3 基坑場(chǎng)地利用

2.3.1 難點(diǎn)分析

本項(xiàng)目基坑面積7.9萬 m2，基坑布滿紅線，對(duì)堆場(chǎng)的合理布置及交通路線規(guī)劃有很高的要求。

2.3.2 控制措施

根據(jù)總體施工規(guī)劃，以場(chǎng)地規(guī)劃發(fā)生重大變化的施工工況為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將總體施工劃分為幾個(gè)場(chǎng)布階段，對(duì)臨設(shè)布置及行車路線做出詳細(xì)規(guī)劃。

同時(shí)，受場(chǎng)地狹小的客觀情況制約，施工前期主要通過開設(shè)的3處施工大門并利用場(chǎng)外永久道路作為主要交通道路，施工后期待地下室頂板完成后，利用結(jié)構(gòu)頂板的消防車道作為施工道路及材料堆場(chǎng)。

2.4 工程測(cè)量

2.4.1 難點(diǎn)分析

本工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要為單樁承臺(tái)、兩樁承臺(tái)、三樁承臺(tái)以及四樁承臺(tái)，同時(shí)坑內(nèi)有大量集水井和電梯井，標(biāo)高繁多、放線測(cè)量任務(wù)重。

2.4.2 控制措施

本工程將采用三級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行定位和測(cè)量放樣，并采用高級(jí)控制網(wǎng)與低級(jí)控制網(wǎng)相互控制的平面測(cè)量控制網(wǎng)方法，根據(jù)施工區(qū)域設(shè)置區(qū)域控制網(wǎng)，由GPS定位統(tǒng)一形成整體系統(tǒng)。

由于測(cè)量定位區(qū)域面積極大，且平面上部分建筑物之間無法通視，因此擬采用GPS定位，保證平面定位精度。

高程測(cè)量采用水準(zhǔn)儀引測(cè)輔以全站儀復(fù)核。高程水準(zhǔn)測(cè)量路線由業(yè)主提供的城市測(cè)量定位點(diǎn)引入場(chǎng)地內(nèi)，沿可通視的路徑引至各建筑附近，建立區(qū)域高程控制網(wǎng)，用于各單體標(biāo)高測(cè)設(shè)控制。水準(zhǔn)線路測(cè)量使用電子水準(zhǔn)儀采用往返精密水準(zhǔn)測(cè)量方法。

垂準(zhǔn)測(cè)量的原理是通過天頂測(cè)量法，并根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)性地設(shè)置在各個(gè)施工階段中，以期在縮短測(cè)量時(shí)間基礎(chǔ)上，能夠與下一道工序形成很好的搭接，從而保證主樓軸線系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可操作性。

地下結(jié)構(gòu)的測(cè)量通過坐標(biāo)法和極坐標(biāo)法進(jìn)行定位，而地上結(jié)構(gòu)的測(cè)量通過坐標(biāo)法及分區(qū)測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行定位。

2.5 工程降排水

2.5.1 難點(diǎn)分析本工程地下室施工階段處于深圳市多雨季節(jié)，如何有效降排坑內(nèi)匯水成為地下室結(jié)構(gòu)順利施工的關(guān)鍵問題。

2.5.2 控制措施

1）在基坑坡腳周邊一圈施工排水溝，而坡頂排水溝可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。坡頂排水溝采用集水明溝的形式進(jìn)行排泄，并在坡頂排水溝的范圍內(nèi)采用掛網(wǎng)噴混凝土以防地表水滲入。

2）在基坑開挖階段，根據(jù)實(shí)際需要利用挖掘機(jī)在坑內(nèi)挖掘超前集水坑，基坑的底部及頂部每隔30 m設(shè)置一個(gè)集水井，以匯集坑頂、坑底排水溝排出的地表水和地下水，在排入市政管道的集水井前設(shè)置三級(jí)沉砂池，同時(shí)做好挖土期間的集水排水工作。

2.6 工程鋼混節(jié)點(diǎn)及高大截面梁施工

2.6.1 難點(diǎn)分析

中央圖書館區(qū)域的地下室存在部分鋼管混凝土柱，其截面尺寸為500 mm×700 mm等多種，柱上設(shè)外伸鋼牛腿，且柱所在部位為多根梁匯集區(qū)，鋼混節(jié)點(diǎn)部位的梁主筋鋼筋立體穿插，空間排列困難，固定模板的對(duì)拉螺桿等也會(huì)因柱外伸鋼牛腿的存在而施工不便。這些難點(diǎn)如果處理不好不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠性產(chǎn)生很大的影響，也會(huì)給施工帶來不便，耽誤施工進(jìn)度，影響工程質(zhì)量。

地下室結(jié)構(gòu)中在鋼混節(jié)點(diǎn)區(qū)域或是頂板結(jié)構(gòu)存在較多的大截面梁，如公共教學(xué)樓區(qū)域的0.8 m×1 m、圖書館區(qū)域的1 m×0.9 m、法商與行政辦公樓區(qū)域的1 m×0.9 m等，高大截面梁施工也是結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)。

2.6.2 控制措施

1）鋼筋綁扎。本工程擬采用三維模型對(duì)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬，并進(jìn)行模型綁扎試驗(yàn)，編制鋼筋綁扎專項(xiàng)方案，同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)交底。鋼管柱、混凝土梁節(jié)點(diǎn)部位的梁主筋從柱兩側(cè)彎折穿過，或焊接在柱外伸牛腿上；外伸牛腿范圍內(nèi)的梁模板對(duì)拉螺桿采用單頭螺桿，焊接在外伸牛腿加勁板上。

2）鋼混節(jié)點(diǎn)高低強(qiáng)度混凝土澆搗。安排專門的泵車負(fù)責(zé)澆搗高等級(jí)的豎向鋼管混凝土構(gòu)件，專車專人負(fù)責(zé)，避免澆混。節(jié)點(diǎn)部位根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，高等級(jí)混凝土外擴(kuò)一定區(qū)域與低等級(jí)的梁板混凝土間采用鋼絲網(wǎng)隔離。

3）鋼混節(jié)點(diǎn)部位鋼筋密集，易造成澆搗不密實(shí)，因此將采用小試和中試試驗(yàn)，確定最佳的混凝土配合比?；炷翝仓r(shí)可采用附著式外掛平式振動(dòng)器振搗，人工敲打柱身四周輔助振搗，保證混凝土的密實(shí)度。

4）對(duì)于高大截面梁，設(shè)置模板支撐系統(tǒng)后，應(yīng)對(duì)其下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。當(dāng)作為多層支撐荷載傳遞時(shí)，上下立柱的位置應(yīng)對(duì)齊，防止下樓面因受力不均勻而造成的局部損傷。同時(shí)，對(duì)于高度較大的梁，還應(yīng)驗(yàn)算模板系統(tǒng)側(cè)向穩(wěn)定性和側(cè)向強(qiáng)度，防止整體跑位和脹模。

5）混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才允許拆除模板及支撐系統(tǒng)。

6）在綁扎大梁上下幾排鋼筋時(shí)，要保證鋼筋上下對(duì)齊形成垂直的間隙，以便混凝土澆筑、振搗。

3 結(jié)語

超大規(guī)模群體工程在施工管理和各工序銜接上存在一定的難度，因此本文以深圳大學(xué)西麗校區(qū)建設(shè)工程（二期）項(xiàng)目為例，結(jié)合工程特點(diǎn)，分別從周邊管線、施工安排、工程測(cè)量、場(chǎng)地利用率以及施工質(zhì)量控制等方面，進(jìn)一步闡述了工程施工難點(diǎn)及針對(duì)性措施，為今后深圳市超大規(guī)模的群體工程開發(fā)建設(shè)提供借鑒。