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09.超深基坑逆作施工快速取土技术创新.docx

结合分析得出的的三项问题，QC小组成员利用头脑风暴法展开讨论并按照5W1H的原则制定了方案对策表，定人、定时间、定措施保证关键问题得以解决。

制表人;秦基辉 审核人：黄翔 完成时间：2017年8月28日

苹果园沥青道路面层施工组织设计（28P）.doc对策实施一：模块化钢背楞组合式支护隔离板设备研发

1、模块化：隔离板采用模块化焊接组合方式，每块钢板尺寸为5*1.5m，模块化保证隔离板能最开挖深度增大逐渐加长。

2、钢背楞：隔离钢板后面焊接采用H型钢焊接形成钢背楞，主次背楞间距均为2m且通过焊接连接，有效保证的隔离钢板的整体性和稳定性。

3、挂件式固定：在地下结构施工时预埋定型化构件，通过在钢背楞上设置L型构件，并挂至预埋构件上实现整个钢板与地下结构有效固定。整个隔离钢板通过挂件系统固定在裙

楼结构上，在堆土及取土机械正常碰撞时不发生倾倒状况。

通过研发模块化钢背楞组合式支护隔离板，有效解决了传统逆作施工出土口堆土对地下结构施工及已完成结构稳定性影响难题。

图7.1 组合式支护隔离板示意图

对策实施二：自卸式组装大容量取土料斗研发

本项目筏板基础及坑中坑土方最大开挖深度达到32.2m，而印尼当地出土机械匮乏，且前期由于成本问题仅从国内进口一台抓斗机，但出土效率较低，现场难题表现为：

1、抓斗机容量1.3立方，出土速度相对堆土出土严重下降。

2、抓斗机台班费用高，增加数量将导致土方费用大幅上升。

3、施工处于雨季，长期雨水聚集将导致下部土方承载力减弱。

针对该难题，项目研发了一种自卸式组装大容量取土料斗，取土料斗容量为2方，在料斗底部开设活动门扇，当门扇关闭时实现土方的装载和转运提升；当门扇打开时，土方在重力作用下自动下落，操作简单方便，取土效率高。

图7.2 自卸式出土料斗示意图

对策实施三：超深基坑大开洞堆土取土施工工艺优化

根据项目土方开挖深度制定了不同的土方垂直驳运工艺。

第一阶段：该阶段土方垂直运输距离由2米增加至10米。根据现场工况制定适应本阶段的快速取土工艺。

1）挖深2米至挖深4米阶段：该阶段主要为B1层土方转运，此阶段可以选取基坑某边为出土边界，依靠该边界裙楼土方为支护进行推土，基坑内外均采用PC200短臂挖机快速取土。

2）挖深4米至挖深10米阶段：PC200挖机最大开挖深度为4米，该阶段采用项目自主研发的模块化钢背楞组合式支护隔离板作为支护，在基坑内进行大面积堆高土方，通过基坑内PC200挖机高堆土，工作平台PC200挖机直接转运土方至渣土车，实现高效快速取土作业。

图7.3 挖深2米至10米土方转运示意图

第二阶段：该阶段主要开挖B4层至B7层区域土方，土方垂直运输距离由10米增加至20米。该阶段土方开挖深度大幅度增加，若作业平台上仍然采用PC200挖机，基坑内部将需要占用非常大的堆土场地，严重阻碍裙楼土方项塔楼区域土方水平运输，因此本阶段需要再次对土方倒运模式进行优化。

优化后的堆土出土方式为：

1）仍然使用项目自主研发的模块化钢背楞组合式支护隔离板将土方作业进行隔离。

2）在基坑内部使用3台PC200短臂挖机进行接力堆土，在施工平台上改换用PC300长臂挖机将土方转运至渣土车，一个组合（2台PC300长臂挖机加3台PC200挖机）一个台班完成出土量达到600立方 。

图7.4 挖深10米至20米土方转运示意图

第三阶段：该阶段主要开挖筏板基础及电梯井区域土方，土方垂直运输距离由20米增加至32.2米。该阶段土方转运与其他阶段施工发生根本性转变，本阶段筏板基础施工前需将土方全部清理完成，且施工处于雨季，若筏板垫层上堆积雨水及淤泥，将影响整个筏板结构施工，所以该阶段土方开挖效率比其他阶段更为重要。

在超深基坑内不能堆土的工况下，需要QC小组再次进行土方驳运技术创新：

1）本阶段采用吊车加小组自主研发的自卸式出土料斗辅助伸缩臂挖机出土模式，每个台班出土量达到200立方。

2）筏板底部的电梯井采用二段开挖模式，先利用PC200小挖机挖至筏板3米以下，剩余部分采用PC75小挖机及料斗进行清理，极大提高了坑中坑区域出土效率。

图7.5 筏板及坑中坑阶段开挖

1、大洞口出土阶梯级堆土转运可灵活配置施工机械，台班最大出土量达到1800m³，比常规出土方法快一倍，节约工期3个月。

2、自主研发的自卸式组装大容量出土料斗加快了超深基坑土方开挖阶段出土效率，节约工期10天。

图8.1各个阶段台班出土效率统计 图8.2 工期节约及各分项占比统计

实施效果二：控制基坑及楼板变形在规范要求范围内。

整个逆作施工期间，项目安排专业人员对基坑变形、周围主要设施变形及楼板应力进行测量，基坑监测每周测两次，通过统计监测数据发现，在整个基坑开挖施工阶段，坡道区域坡顶累计最大水平位移为18.56mm，非坡道区域坡顶最大水平变形仅为5.8mm（规范要求最大值为35mm），累计最大竖向位移为15.4mm （规范要求最大值为20mm）， 远小于规范要求及目标设定值。

图8.3 基坑及周围主要设施监测数据

实施效果三：总结一套完整的超深基坑逆作法快速施工技术，其中包含“深大基坑逆作施工快速取土技术”。

根据本次QC小组活动成果，小组成员已总结一套完整的“超深基坑顺逆结合快速施工技术”成果报告，本课题经山东省科学技术厅进行科技查新发现，在国内没有与本课题研究方法相同的文献报道。同时该项技术经国家科技部鉴定达到国际领先水平。

图8.4 国家科技部鉴定报告

本次QC活动通过技术创新和方法创新，极大加快了逆作施工工期，共节约工期100天，节约土方开挖机械台班费用共计209.6万。

图8.5 各机械经济效益占比分析

（a）印尼总统佐科参观项目 （b）中国驻印尼大使馆参赞参观项目

（c）中建总公司副总裁参观项目 （d）项目经理接受CCTV报到

图8.6 项目观摩及新闻报道影响资料

同时本次活动得到业主单位及监理单位的高度认可，在本次活动期间，收到业主表扬信两份。

图8.7 QC活动成果收获业主表扬信

1、本次QC活动完成成套技术总结一项，并且经国家科技部鉴定达到国际领先水平。

2、完成中国建筑第八工程局局级科技研发课题一项，目前已通过验收。《东南亚火山灰堆积区域大型深基坑工程逆作法快速施工技术研究》。

3、结合成果完成核心论文一篇《超大深基坑项目逆作法施工技术优化分析》。

4、结合模块化隔离挡板及出土料斗申报专利两项，目前已授权一项。

5、本项成果获得2018年中建八局第一建设有限公司优秀工法。

图9.1 成果经鉴定达到国际领先水平

首层至六层墙体混凝土浇筑技术交底图9.2 授权国家专利两项

图9.3 获得中建八局一公司优秀工法

通过本次QC活动，小组成员解决了超深基坑逆作法施工土方垂直驳运效率低的难题，且小组成员的QC意识得到了较大提高。

图10.1 QC活动雷达图

T／CECS833-2021 烟囱拆除工程安全技术规程及条文说明.pdf10.2 统计工具使用情况

QC小组总结归纳了本次活动过程中使用的统计工具，在各阶段共计使用的统计工具有8种，过于集中在统计表及头脑风暴法这两种形式，同时对于新七种统计工具运用不足，在今后的活动中，不仅要用对统计工具，也会尝试使用更多的统计工具。

活动结束以后，我们结合现场施工难题梳理了下一步的活动课题，同时进行了课题评选，小组拟定下一个活动课题名称为“超深基坑筏板基础新型溜管系统研发”。