广西建工集团第二建筑工程有限责任公司 广西南宁 530022
摘要：随着城市化进程不断推进，深基坑随之增多，随着深基坑的深度加大以及地下有限空间的限制，出土难度也相应增加，本文通过对车液压升降系统在某工程的应用，阐述了液压升降系统出土技术在深基坑有限地下空间条件下的出土方法。
关键词：液压升降系统；栈桥；贝雷桥；轿厢；出土；深基坑
1前言
随着城市化进程不断推进，高层与超高层建筑物越来越多，深基坑也随之增多。土方运输是深基坑施工的关键环节，传统的深基坑出土方式一般采用设置出土坡道或采用运土栈桥方式进行出土，但当基坑受到环境空间或支护结构形式限制而无法采用传统方式出土时，其底部的出土往往成为影响和制约深基坑施工进度的重要因素，采用液压升降系统出土凸显出其出土的优越性。
2工程概况
南宁水街中央城一期工程位于广西南宁市西乡塘区，北临大同路，西临水街，南侧江北大道，毗邻邕江北岸、接壤民生广场，由南侧D1、D3两栋均为40层塔楼、北侧D2一栋35层塔楼的超高层住宅和6层商业及5层地下室组成，结构形式为框支剪力墙结构，总建筑面积为197139.11m2。本工程的基坑长173m，宽68m，普通开挖深度达24.1m，局部最大开挖深度达26.5m，土方开挖体积26×104m3，基坑支护采用“三道混凝土内支撑+地连墙”的形式。内支撑顶面标高分别为-5.8，-13.6，-20.0m。项目地处市中心，项目周边无可利用场地，离基坑边23米处存在三栋99m高的高层建筑，再加上三道内支撑上下交错，基坑内空间压缩非常有限。
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图2-1 深基坑平面图
3出土方案比选
坡道加长臂挖掘机进行开挖出土为最常见方式，也是作为出土作为首选，其方法其主要特点为施工过程简单，只需留置出车辆行驶坡道，造价低，不需辅助设施，但深基坑需要有足够空间放坡，根据经验出土坡道坡率以 1∶6～1∶8 为宜，能满足运土车回转及爬坡，坡道可经折向迂回等巧妙设计满足施工需要。对于城市空间有限的情况下，须对边坡做好基坑边的支护。后期通过长臂挖掘机收土存在出土时间长，收土困难等。
采取栈桥运土方式，栈桥由钢筋混凝土结构，由立柱、支撑梁和桥面组成。栈桥架空布置，施工中栈桥代替原始土斜坡，留置的土方使用普通挖掘机通过栈桥外运， 同时栈桥下部土方在施工该部位基坑支撑梁后挖除，其主要特点是可减少了车辆进入基坑内对基坑边坡土体的扰动，特别是采用栈桥式多点挖土时对土层的扰动更小，栈桥较传统斜坡出土效率提高20%，缩短了坡道收土时间，且解决收土难的问题。但深基坑需要有栈桥搭设以及车辆入深基坑空间与距离，成本相对传统出土较高。
采用液压升降系统出土，液压升降系统由液压升降平台、贝雷桥组成。实施过程中，先在基坑某个深度搭设安装液压升降平台，该平台可随开挖深度向下延伸，升降平台通过贝雷桥与基坑顶部连接，运土车辆通过贝雷桥进出升降平台，运土车在升降平台内始终处于制动刹车状态，待运土车满载升降平台连车带土一起平稳运出基坑。升降平台用于垂直提升运土车，该系统具有载重量大、运土速度快、占用场地小、安全性高等优点。实现重达50吨的运土车能垂直上下基坑。该系统上升速度快，平均速度为10米/分钟~15米/分钟，可满足不同深度的土方开挖，适用性强
系统结构设计合理，安全性高系统主要配件可拆卸。其功能特点使其在深基坑有限空间或支护结构形式限制而无法采用传统方式出土时生具有较好应用价值。
经对不同出土方式的比较，对于这种因空间和周边环境受限的而无法设置出土坡道或运输栈桥的深基坑，运用液压升降系统出土，适合于此基坑环境条件，且能有效提高了深基坑的出土效率，缩短工期，节约工程成本，解决了深基坑出土难题。
该系统由液压升降平台、贝雷桥（图3-1）组成。液压升降平台用于上下运输出土车辆；贝雷桥用于液压升降平台与基坑顶部的连接，运土车辆通过贝雷桥进出升降平台。液压升降平台主要由立柱桩、钢立柱、纵向长梁、横向短梁、轿厢平台、轨道及导向轮、山字梁、多级液压千斤顶、檩条、油路及电控系统组成。贝雷桥由主梁、次梁、桥面板、围护栏杆组成。通过多级接力式油缸的逐级接力顶升，带动轿厢平台升降，从而提升满载的出土车辆，达到垂直运输的目的。
施工顺序为：前期为原始标高场地立柱桩、钢立柱施工、基坑开挖土方深度至垫土坡道已不适合再向下开挖；中期为液压升降平台开始初次安装、液压升降平台各构配件安装后开始安装贝雷桥、每道水平内支撑结构标高处周边支护结构与液压平台进行拉结；后期为随着土方开挖再次或最终完成液压升降平台的向下延伸安装、基坑出土完成后拆除该系统。该系统的受力传递路径为：轿厢载荷→山字梁→多级液压千斤顶→横向短梁→纵向长梁→钢立柱→立柱桩（图3-2）。
图3-2 液压升降系统平面布置图
4.施工工艺流程及操作要点
4.1工艺流程
液压升降系统施工工艺流程如图4-1所示：
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图4-1 液压升降系统施工工艺流程
4.2操作要点
4.2.1施工准备
（1）液压升降系统施工前，由该液压升降系统的生产厂家进行图纸设计并复核该系统各个竖向及水平主要构件的承载能力、变形性能。
（2）提前准备所需场地，清除影响进场的空间障碍，设置专供安装液压升降系统使用的电箱。
4.2.2立柱桩及钢立柱施工
立柱桩作为钢立柱的基础，采用钻孔灌注桩形式。钢立柱承载了整个液压升降平台荷载、近一半的贝雷桥荷载。操作要点如下：
（1）柱桩施工在现有场地标高处施工，施工时立柱桩与第一节钢立柱作为一个整体施工，需确保钢立柱插入桩内深度满足计算要求；
（2）由于液压升降系统一般用于深基坑，导致钢立柱（H型钢）较长，需在项目现场需要对钢立柱进行接长，具体接长时间及位置为待基坑土方开挖露出第一节钢立柱柱顶。接长部位通过螺栓以及焊接对钢立柱进行接长，为了使钢立柱连接部位更加牢固，在其四周加焊厚钢板做加强筋板，焊缝满足计算要求。
4.2.4液压升降平台安装
1、纵向长梁及檩条安装
基坑土方开挖至系统初次安装深度位置后，清理干净多余土方并防线定位出液压升降平台的平面位置。纵向长梁搁置在钢牛腿上，檩条设置在液压升降平台四周。具体操作要点如下：
（1）钢牛腿承载了纵向长梁的所有荷载，定位准确后与钢立柱双面满焊，焊缝等级需满足计算要求；
（2）钢牛腿施工完成后，使用汽车吊调运纵向长梁并搁置在钢牛腿上双侧满焊固定。纵向长梁分布在钢立柱两侧，共4根；
（3）在纵向长梁往上高度范围，适当安装四周的檩条以提高液压升降平台的稳定性，檩条需与钢立柱焊接牢固。
2、轿厢平台安装
轿厢平台作为容纳运土车的立体框架，其荷载通过山字梁传给多级液压千斤顶。纵向长梁安装完成后，开始组装轿厢平台。组装顺序为：轿厢底部构件→轿厢两侧立面结构→轿厢顶部结构。组装完成后先在纵向长梁范围内定位轿厢平台前后左右相关尺寸，然后利用汽车吊整体吊装组装好的轿厢平台，吊入指定位置后细部校正轿厢平台四角并临时固定，最终固定需待后续多级液压千斤顶、山字梁安装完成后。如下图4-2、图4-3。
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图4-3轿厢平台安装立面图
3、横向短梁及多级液压千斤顶安装
轿厢平台临时固定安装完成后，开始安装多级液压千斤顶及横向短梁（图4-8）。多级液压千斤顶荷载传至横向短梁，横向短梁荷载传至纵向长梁。
横向短梁及多级液压千斤顶的安装，操作要点如下：
（1）横向短梁（共8根）搁置在纵向长梁上，定位准确并单根构件起吊至相应位置，横向短梁与纵向长梁接触部位均满焊固定，焊缝等级需计算及构造要求；
（2）横向短梁安装固定后，将多级液r压千斤顶（共4组）吊至横向短梁上（图4-8），多级液压千斤顶底部平板支座与横向短梁接触部位均满焊固定；
（3）横向短梁及多级液压千斤顶安装完成后需最终固定轿厢平台。将轿厢平台顶部山字梁吊装到位进行连接，山字梁支脚与轿厢平台的框架进行焊接固定，山字梁横梁与多级液压千斤顶顶部连接板通过焊接固定（图3-1）。
4、平台轨道及导向轮安装
平台轨道及导向轮用于固定分级液压千斤顶上下伸缩的运行轨迹，保证其运行的准确性。油缸及横向短梁安装完成后，开始安装平台轨道及导向轮，操作要点如下：
（1）平台轨道及导向轮分布于每组分级液压千斤顶左右两侧。用汽车吊吊起轨道（轨道用扁通制作），平台轨道前后左右均需吊垂直线，且左右前后垂直度偏差应符合设计图纸要求，平台轨道与周边檩条焊接固定；
（2）安装导向轮。导向轮与轨道要相配，应保证轮缘与轨道的左右间隙相同。
4.2.5贝雷桥安装
贝雷桥设计单向单车通行，采用简支结构，一端座落于地连墙墙顶，另一端座落于升降平台的H型钢（图4-4）支座上。贝雷桥安装主要工艺流程：贝雷桥主梁安装→贝雷桥次梁安装→贝雷桥桥面板安装，且主梁安装过程中需注意插入贝雷桥两端支座的连接。安装操作要点如下：
1、贝雷桥主梁、次梁及面板安装
主梁为成品构件，由工厂加工好的基本构件组装而成。主梁的基本构件运输到现场后，直接在现场拼装，基本构件之间全部通过螺栓连接固定。主梁拼装完毕后，采用汽车吊吊装到位，并开始进入次梁安装。
次梁为工字钢横梁，次梁与主梁均为成品，安装过程均为标准化安装。完成后即可进行桥面板的安装（图4-4）。
贝雷桥桥面板为标准结构，由U型槽和防滑钢板面层组成，防滑钢桥面板面层采用汽车吊进行吊装安放，安装要平整密贴，并用U型螺栓紧固即可。
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图4-4贝雷桥安装立面图
2、贝雷桥与地下连续墙墙顶、升降平台连接
上述主梁安装过程中需注意插入贝雷桥两端支座的连接，以保证贝雷桥两端的安全稳定性。该处从冠梁面至现有施工道路标高段，加高地下连续墙以作为贝雷桥端部支座，该支座需预埋数根大直径的螺纹钢以固定贝雷桥端部。
贝雷桥另一端与升降平台钢柱连接，连接节点具体做法如下：先在钢立柱上焊接4块钢牛腿，然后在钢牛腿上焊接2根横梁，焊缝等级及焊缝长度需满足设计计算要求。在贝雷桥主梁两侧各焊接一块钢板（焊在横梁上），用于限制贝雷桥左右移动；在升降平台钢柱位置焊接水平横梁，限制贝雷桥前后移动。
液压平台及贝雷桥安装完成后，需在每道内支撑结构水平位置处采用工字钢进行拉结。先在液压平台周边的内支撑梁梁内预埋采用4根直径32mm的螺纹钢、400×400×30mm（长×宽×厚度）钢板，待混凝土支撑梁浇筑完成并达到设计强度后采用32#工字钢在支撑梁端预埋钢板处、对应内支撑梁水平位置处的钢立柱两端分别焊接牢固。如下图4-5。
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图4-5 液压平台与每道内支撑的连接
4.2.7油路、电控系统安装
（1）在基坑顶部液压升降平台附近搭建一个临时的操作室。将液压站放入该操作室内，用油管连通油缸与液压站的油路；
（2）把电控箱固定在操控室内；
（3）安装液压升降系统上下限位开关、防雷接地、安全保护开关等。
4.2.8 系统试运行
升降平台和贝雷桥安装完成后，组织相关单位进行验收，验收合格后进行液压升降系统运转试运行。且每次试运行人员均不能停留在轿厢平台内。试运行如有异常情况，应对液压升降系统进行全面检查，否则禁止使用。试运行步骤如下：
（1）空载试运行：液压升降系统上下试运行三次；
（2）负载试运行：运土车通过装载基坑土把负载试运行荷载分为三个级别，由小到大，分别为70%额定荷载、100%额定荷载、120%额定荷载。各级荷载液压升降系统上下试运行三次。
4.2.9系统拆除
基坑底部出土完成后开始拆除液压升降系统。系统拆除大体顺序为先拆贝雷桥，再拆液压升降平台，且液压升降平台拆除为分节拆除。分节拆除液压升降平台时拉结支撑的拆除应根据钢立柱是否在该分节拆除范围内而定，如是则相应拆除该道拉结支撑。
1、贝雷桥拆除
贝雷桥拆除顺序与安装顺序基本相反，所拆除构件基本为标准化产品，拆除工艺流程简单：围护栏杆拆除→桥面板拆除→次梁拆除→主梁拆除。
2、液压升降平台分节拆除
拆除工艺流程如下：（1）在拆除前，确认好6根钢立柱拆除吊点；（2）将液压平台升至最高点（利用轿厢平台作拆除操作平台，无需另外搭架），准备从上至下拆除外围框架（檩条），每根材料必须是先用塔吊或吊机勾住后，再进行切除；（3）外围框架每拆除7-8米高时，就将钢立柱用塔吊吊住并切除裸露部分（钢立柱高度范围内无檩条），切除上段钢立柱并准备下段钢立柱拆除，直到液压平台降至最低点位置；液压平台降至最低点后，拆除所有液压管道，电控系统，拆除多级液压千斤顶及横向短梁，拆除切割山字梁，最后拆除轿厢平台。在整个拆除过程中需要塔吊及汽车吊灵活配合。
5质量及安全控制措施
5.1整机调试必须由专业的调试人员进行, 确保施工质量。调试完毕后，由试机人员按实际施工情况填写试机报告。
5.2钢立柱内嵌固于立柱桩桩顶设计标高，嵌固长度不少于4m，该嵌固范围内采用3道井字钢筋与桩基钢筋纵筋焊接固定。
5.3液压升降平台轿厢安装质量控制：1）主梁的水平度不大于5mm；2）导向轨距偏差不大于5mm，轨道高度差不大于3mm；3）轿厢轨道高低差不大于5mm。
5.4液压升降平台油缸安装质量控制：1）油缸端面的水平偏斜不大于（1/1000）L；2）油缸校正：平行度、垂直度不大于（1/400）L；3）油缸对称安装，两边对称位置偏差不大于5mm；4）轿厢踏面与轨道面间隙不大于3mm，导向轮与导向轨道不能出现倾斜，其垂直度不大于3mm。
5.5液压升降平台轨道的安装 质量控制：1）轨道缝隙为1-2mm；2）接头处两轨道的横向错位和高低差不大于1mm；3）同一截面轨道高低差不大于10mm；4）同一侧轨道面的标高差B/1500，不大于10mm。
5.6、立柱桩钢筋笼吊装前，必须认真检查起吊点是否牢固，防止钢筋笼在吊装过程中坠落伤人。且立柱桩成孔后需注意临边洞口的防护，防止施工人员坠落。
5.7、轿厢平台总重为26吨左右，起重设备要满足从地面放入坑里液压平台位置的起吊重量以及臂长长度。
5.8、贝雷桥在使用过程中，变形监测每周不少于3次；拆除过程中，变形监测每1天一次。
6结束语
与传统出土方法相比，液压升降系统出土有效提高了深基坑的出土效率，节约成本，并加快了施工进度，在水街项目的应用中得到了监理和业主的一致好评和肯定。经项目统计该方法较栈桥节约90万，节约工期60天。另外，科技创新与技术进步是建筑业向前发展的重要因素，本次液压升降系统一次成功的应用将为后续相近深基坑项目提供良好的借鉴基础与参考价值。