论深基坑施工机械的合理选择

赵怀刚++何宏智

摘要：深基坑施工是高层或大型永久性建筑中最为复杂的工艺技术之一，其施工机械的选择对施工质量和工程进度有着重要的影响。因此对深基坑工程施工中机械合理配置以及施工机械的选择做出研究就显得尤为迫切，具有重要的实际意义。

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.

关键词：深基坑；施工機械；选择；合理配置

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

中图分类号：TV53 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0054-03

0 引言

目前深基坑工程在施工过程中面临着许多施工技术、环境问题[1]，这对施工机械的选择提出了新的要求。当前对于工程施工机械的选择讨论主要集中在公路工程、桥梁工程中，且仅以某种单一的经济评价指标或者决策模型进行选择评价[2]。因此探讨深基坑工程机械选型的原则和评价标准对施工机械合理配置有着直接的指导意义。

1 施工机械合理配置的主要依据

深基坑施工是一种机械化程度比较高的施工项目，在城市施工中，由于施工面狭窄、工程量比较大，这对于施工机械的选择提出了很高的要求。对于施工机械选择标准和原则，国家并没有相关的技术规范进行准确的定义，大多是依靠施工单位自身施工组织经验进行机械选择。针对基坑施工机械的选型问题，要在考虑许多多变因素的基础上，进行合理的分析和决策，把施工机械使用效率、技术标准、经济方案结合起来[3]。一方面根据施工内容合理配置施工机械；另一方面根据施工实际情况来合理配置。采用组合的原则使施工机械形成高低、大小搭配的“机群效应”[4]，最大限度满足施工过程的连续性、工程进行的持续性、施工时间的最短性、经济成本的最小性的相关要求。

2 深基坑工程施工中机械选择的一般原则

出于对工程进度和质量以及周边环境和价格的考虑，一般情况下在工期短且工程复杂时，通常会选择大型机械来保证工程的进度；而像一些小型、工程量小的基坑工程，只需要选择一些中小型机械即可，但这些都不是唯一的，按照施工场地周边环境以及工程要求的具体情况不同，施工机械的选择也会不同，但是一般会遵循以下几个基本原则。

2.1 满足实际工程需要的适应性原则

不同的工程环境其施工条件是不尽相同的。不同地方的工程地质条件、环境条件都有着自己独特的特性。例如根据土质不同，选用履带式机械还是轮胎式机械；根据当地的降雨量，防水性能优越的机械是否需要优先考虑。同时，由于不同工程的施工期限、工程开挖量、工程施工难易程度、工程任务清单不同，工程项目施工单位还应在适用性的基础上充分考虑其时效性，使其在最大程度上满足工程的实际需求。

2.2 根据工程量合理配置施工机械原则

合理配置机械型号，相互搭配，能使工程快速、高效完成。根据工程的任务量和工期不同，选择大型机械在很多工程中是可以起到中小型机械达不到的效果，如果再将工作量与机械成本进行核算，很多时候，选择大型机械并不是一个错误的选择，但也需要具体问题具体分析，因为在某些工程中，这会导致资源的严重浪费。所以在施工前，根据实际工程量合理组合相关施工机械，使之能够在满足施工条件的同时，最大化地发挥机械的使用效率。因此根据工程量与每台班机械生产率的公式可以得到理论的施工机械数量[5]，即：

N=■（1）

式中：Q—工程量m3；

P—每台施工机械的台班生产率；

K—机械台班的利用率。

同时，由于各机械的数量可以经过理论进行计算得到，但是主要机械和辅助机械之间存在一定的倍数关系，使得主要机械的生产能力能够得到充分的发挥。一般比例保持在3-5倍左右为宜。由此可以得到工程量对施工机械的数量的确定。

2.3 经济性原则

由于施工单价[6]是选择施工机械的一个基本因素，它主要与施工机械的固定资产消耗及运行费用有关。现行施工机械台班价是根据《公路工程机械台班费用定额》[7]进行计算。因此在选择施工机械时可由下列公式进行施工机械台班价的计算进行。

施工机械使用费=Σ（施工机械台班消耗量×机械台班单价）（2）

根据现行《公路工程机械台班费用定额》JTGT B06-03-2007规定，在进行施工机械选择时候，机械的不同其单价也是不同的，同时施工机械经济运距也会成为施工机械选择的一个重要因素。如表1，各个机械能够满足的经济距离有自己的不同。因此，在选择机械的时候施工单位应该充分了解机械的价格，同时根据机械效率、工作量进行合理组配，使得经济性原则达到最优。

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2.4 通用性和专用性原则

深基坑工程施工机械的专业性非常高，在一个工程中，单单靠一种或者几种机械是绝不可能完成所有施工内容的。因此，在施工前要考虑到所有应该包含的主要施工机械及其辅助机械。同时，由于某一种施工机械可以运用到不同的施工内容中，因此对于施工机械的组合，就需要考虑其专用性和通用性[8]，让其形成良好的搭配。这样不仅能够按时保质保量地完成工程，避免出现相关的质量问题，拖延进度，还能够节约施工成本。

3 深基坑工程中施工机械的选择标准

3.1 根据工程项目的具体内容进行选择

不同的工程项目，所需要的施工机械也不同。在深基坑工程，需要的机械通常是装载机、挖掘机、推土机及其配套机械等[9]。同时根据工程量的大小，考虑大型机械和小型机械的施工量是否满足该工程的实际需求，这也是设备选择时非常重要的一点。因此在选择时，要进行仔细研究，做出最为合适的选择。如表2，根据施工内容不同，其施工机械的适用性会发生相对变化。

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3.2 根据工程要求进行选择

不同的深基坑建设对于基坑深度和坡度以及对基底的承重能力的要求都是不同的，在进行深基坑工程建设时，要充分考虑到这点，来进行更加合理的选择，以求获得更加保质保量的完成工作并且更大的经济效益。在土方开挖过程中，根据作业内容需要推土机、挖掘机、铲运车、装载机；而在土石方填筑中就需要压路机、平地机等作业机械。

3.3 根据具体环境进行选择

由于不同地域的环境是不同的，且在同一地区不同季节的环境也是不同的。因此，环境对施工机械的选择要求也是非常重要的。例如：根据土质不同，选用履带式机械还是轮胎式机械；根据温度不同，是否需要保暖性能更好的机械；根据当地的降雨量，防水性能优越的机械是否需要优先考虑。这对于施工机械的选择来说都是非常重要的。

3.4 根据机械的生产效率进行选择

不同机械的生产效率[10]是不同的，理想情况下，在计算机械生产效率时，都是根据工程具体条件假定相应的标准，但是实际情况确实是千变万化。在进入实际的施工后，其理想化的生产效率可能无法满足具体条件的生产，这时就可以根据表3进行生产效率的调整。

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3.5 根据机械的维护和转迁选择

在深基坑工程中，机械的维护和管理很重要。深基坑工程施工阶段的机械设备流动性较大，而且设备运行状态随时发生变化。在选择施工机械时，一定要考虑好施工机械设备的维管工作是否便于執行，同时考虑到大型机械的进场和中转场地，交通是否便利等。

4 算例分析

XX基坑工程总开挖量10000m3，由于基坑工作面狭小，土方需要外运。规定2台班，KC=0.85，KB=0.85，Ks=1.27；挖机每次作业循环延续时间为60s。挖机采用PC130—7反铲型其斗容量为0.6m3和PC200反铲型其斗容量为1.0m3。计划挖土工期为9天。

①当采用0.6m3PC130—7型时，由理论计算公式。

挖机台班生产率：

P=■×0.6×0.85×■=163.84m3/台班

理论挖机需要量：

N=■=3.90=4台

②当采用1.0m3PC200型时。

挖机台班生产率：

P=■×1×0.85×■=273.07m3/台班

理论挖机需要量：

N=■=2.3=2台

由于该两型挖机的成本是不一样的，根据工程机械台班费用定额，WY60为644.63元，WY100为1216.67元。则当运用4台PC130—7型挖机时定额为2578.52元；采用2台PC200型挖机时定额为2433.34元；若采用2台PC130—7，1台PC200时，定额为2505.93元。

由上述简例分析，三种情况似乎都是可行的，但是由于理论计算和实际情况存在一定偏差，施工人员不仅要考虑施工成本及工程量，还要考虑主要机械布置的科学性，工作面展开的合理性，施工连续、环境适应性等方面的因素。因此像算例单独考虑某一种因素看似都可以满足施工要求，但是和实际相比存在着不合理性的情况。所以，施工机械的选择还是应该根据原则和实际情况考虑组合、高低搭配，使得工程开展能够更加具有合理性。

5 结论

深基坑的施工，投入的机械设备种类特别多，数量也特别大，且施工作业面受场地条件影响，因此施工机械选择的重要性也就不言而喻了，通过影响施工机械选择的各种因素进行比较，建立设备选择评价的一般标准体系的原则[11]，进行机械的合理组合，发挥其最大的工作效率，无论是对于工程质量还是缩短工期以及节约成本都是非常重要的，也是非常有必要做的事情。

参考文献：

[1]李荐华，吉茂林.深基坑的环境土工问题及其对策[J].地下水，2005，27（6）：482-485.

[2]谢友平，苏荣辉.公路施工机械的合理选择[J].现代企业文化，2009，26：129.

[3]宋春雨.深基坑施工的技术探讨[J].房地产导刊，2014（6）：166-166.

[4]郑东山.高等级公路路基施工机械合理配置[J].交通世界（建养·机械），2009（12）：84-87.

[5]李建涛.土石方工程施工机械的合理配置[J].筑路机械与施工机械化，2010，27（7）.

[6]王勇.浅谈公路工程施工机械成本控制[J].山西建筑，2008，

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[7]中华人民共和国交通部.JTG/TB06-03-2007，公路工程机械台班费用定额[S].北京，人民交通出版社，2008.

[8]张剑军.浅谈水利工程施工机械的合理选择[J].广西水利水电，2009（6）：97-98.

[9]王泽民.土石方工程施工机械的合理选择[J].河南水利与南水北调，2011（16）：71-73.

[10]邓细志.公路土石方工程机械设备选型与配置技术[J].公路与汽运，2006（1）：124-125.

[11]白增明.公路工程施工机械的合理选择的原则构建和实践[J].价值工程，2014，33（34）：108-109.