半逆施工方法在安鋼球團塊礦工程中的應用

郭京衛(wèi)(安陽鋼鐵集團有限責任公司，河南 安陽455004)

深基坑對工程安全及造價有較大影響，如何根據(jù)條件正確地選擇施工方法，是保證施工安全與質(zhì)量及降低工程的關鍵。

1 工程概況

安鋼球團塊礦篩供應系統(tǒng)位于廠區(qū)最西部，緊鄰廠區(qū)圍墻，圍墻外是農(nóng)業(yè)用地。由北向南依次為：3#轉(zhuǎn)運站、6#皮帶通廓、返礦倉、5#皮帶通廓、篩分樓。其中3#轉(zhuǎn)運站、6#皮帶廓為地上建筑結(jié)構，可以按正常順序安排施工；而返礦倉、5#皮帶通廓、篩分樓為地下鋼筋混凝土結(jié)構。

返礦倉位于－12.00m處，5#皮帶通廓位于－10.00m、篩分樓位于－13.80m，西側(cè)緊鄰廠區(qū)圍墻（最近處距離只有3m）。

2 施工中面臨的問題

如果僅從工程本身設計特點來看，施工并不存在特殊難度。但由于場地所限，該建筑物建西側(cè)緊鄰廠區(qū)圍墻，如果拆除該圍墻，會給保衛(wèi)工作帶來隱患。不拆除圍墻將會造成施工難度加大，如果不在施工方法上進行創(chuàng)新，按照常規(guī)的大開挖施工方法，上部工作面至少需20m寬，但實際建筑物距離圍墻最近只有3m，顯然，常規(guī)的大開挖施工根本不具有可行性。因此，尋找一種創(chuàng)新的施工方法就成了該項工程的關鍵。

3 施工方案的確定與“半逆施工法”的提出

由于施工現(xiàn)場受到限制，按常規(guī)的大開挖施工已成為不可能。確定一個安全、經(jīng)濟、合理的施工方案已成為本工程的關鍵，必須采取基坑支護來解決無法放坡，一側(cè)有圍墻的問題。對于支護結(jié)構的選型，涉及技術因素、經(jīng)濟因素，要從滿足施工要求，方便施工，工期短，經(jīng)濟性好，安全可靠性高，經(jīng)過慎重的經(jīng)濟技術比較后加以確定。根據(jù)該工程的特點及現(xiàn)場條件，初步選定土層錨桿支護、鋼板坑支護和半逆施工法三種施工方案。

3.1 三種施工方案的比較

3.1.1 土層錨桿支護

土層錨桿支護的施工方法是先用鉆機在土層中鉆孔，將錨桿（鋼筋或鋼絞線）插入孔內(nèi)，灌入水泥凈漿，經(jīng)養(yǎng)護，待灌漿達到一定的強度，錨桿與漿體的握裹力滿足設計要求后，進行預應力拉張，使其形成有效的預應力后張體系，起到對被錨固體的支撐作用。這種施工方法必須在邊坡土體做一層配有鋼筋網(wǎng)片的混凝土面層，形成結(jié)構層。錨桿與滑裂面以外的土體連成一個整體，再通過托架、槽梁、錨頭與結(jié)構層連結(jié)，組成一個受力體，承受主動土壓力、水壓壓力，利用地層的錨固力，以維持被錨固體的穩(wěn)定。此方案施工工藝比較簡單，但是本工程所處的位置西側(cè)有很高的鋼筋混凝土墻（8m高），土層的壓應力很大，安全性差，另外費用較高，需要投入大量材料，分層開挖時每層厚約1m左右做錨桿支護，等上層錨桿內(nèi)的混凝土養(yǎng)護7天后才可再開挖下層土方做錨桿支護，工期需2個月；錨桿內(nèi)的混凝土需要養(yǎng)護。

3.1.2 鋼板樁支護

鋼板樁支護的施工方法是用打樁機將緊密排列的鋼杭樁打入土中，鋼樁上端增加槽向支撐，形成一個抗力體系，該方案具有工藝相對簡單、施工速度快、工期短等優(yōu)點，但同時也有不利之處：①鋼板樁施工時，震動大、噪聲大，對周圍建筑物及地下管線有不利影響，由于本工程西側(cè)緊鄰8m高的圍墻，有可能導致墻體開裂和不均勻下沉或倒塌。②鋼板樁所需材料需外購，投入費用大，經(jīng)濟性差；③由于工程基坑開挖較深，達－13.8m，建筑物中間需要增加槽向支撐，會給挖土施工帶來不便，延長工期。

3.1.3 半逆施工法

半逆施工法采取的施工方法是東半部分采用機械放坡大開挖，挖到基底設計標高，進行墊層和底板施工，同時在底板中設止水帶以便與西半部分底板銜接。待東半部底板施工完畢后，即可進行東部墻板的施工，墻板施工中應按設計要求留設梁板鋼筋。西半部分分層開挖土方，主體結(jié)構從上而下逆向施工，施工時將主體結(jié)構分成四段，先施工上部，將施工完畢的上部建筑做為支撐支護土方，施工好后再開挖下層土方，以此類推，循環(huán)作業(yè)，直至施工完成。該方案的優(yōu)點是安全可靠，經(jīng)濟合理，工期較短，一次做成。支撐結(jié)構也就是主體結(jié)構，施工工藝簡單。

缺點是第一段以下的土方開挖不能采用機械開挖，必須采用人工循環(huán)式開挖，因此要投入大量的人力。另外，由于“半逆施工法”在我公司從未有過成功應用，因此采取什么樣的具體施工措施、施工過程中會遇到什么問題都無現(xiàn)成經(jīng)驗可借鑒。

3.2 施工方案的確定

針對施工中存在的困難，有關人員對上述施工方法進行了科學分析和充分論證，一致認為“半逆施工法”無論是從施工工藝、施工經(jīng)濟性、施工工期，還是從安全方面綜合考慮，非常適用于本工程的實際情況。

4 “半逆施工法”的施工過程

4.1 措施樁的確定

返礦倉、5#皮帶通廓、篩分樓都采用了“半逆施工法”，現(xiàn)就篩分樓的施工工程做一詳細介紹。為了保證剪力墻在施工過程中不會出現(xiàn)下沉，西半部沿剪力墻①軸線布置8根人工挖孔灌注樁（措施樁），樁徑Φ800mm，配筋16Φ18，箍筋Φ8，＠200mm，加勁圈Φ16，＠2500mm。樁頂標高控制在84.85m（室外地坪）。樁底標高66.35m（回收料槽底筏板下5m），原圖紙設計的混凝土剪力墻厚由850mm改為1000mm，從而達到墻包樁的效果。

4.2 土方開挖

從③軸線向⑤軸線按正常放坡，采用機械大開挖，挖到基底，主體框架從下向上施工至85.15m，未施工部分預留搭接鋼筋。①軸線至③軸線由上向下開挖第一次挖至80.65m，施工該部分剪力墻，與已經(jīng)施工完成的結(jié)構連接為一體，依次類推，第二次挖至77.35m，第三次挖至74.35m，第四次挖至基底71.35m。梁板預留搭接鋼筋。

4.3 鋼筋工程

為保證后施工墻板豎向鋼筋的錨固長度和減少鋼筋搭接接頭，在標高84.85mm處根據(jù)設計要求放線定出鋼筋位置，采用洛陽鏟在土面上掏孔，直至挖到底板設計標高，將豎向鋼筋放入孔中，豎向鋼筋在墻板中為通筋，保證了豎向鋼筋在墻板中的正確位置，也使豎向鋼筋的接頭減少到了最少，另外豎向鋼筋在側(cè)面也可以起到支護作用。

4.4 混凝土工程

由于采用“半逆施工法”，自上而下分四個施工段，施工縫較多，考慮到混凝土接槎處的密實性和剪力墻體自身的防水性都必須達到很好的效果，所以澆筑①軸線至③軸線混凝土時，必須摻和UEA膨脹劑（水泥含量15%），原圖設計的抗?jié)B等級由S6改為S8，施工縫處混凝土的施工是關鍵，處理不當會造成地下結(jié)構的滲漏，影響使用。具體處理措施為：待上部一段混凝土強度達到75%的設計強度以上時（根據(jù)現(xiàn)場留置的試塊測試），開始挖下部施工段土方，將挖出的剪力墻豎向鋼筋和預留梁板鋼筋上的土清理干凈，再綁扎鋼筋，支模板，澆注混凝土。

4.5 地下防水工程

剪力墻的防水工程：基坑土方采用機械大開挖部分的剪力墻外側(cè)墻身刷瀝青油二道，回填三七灰土3m寬，分層夯填；采用逆施工開挖部分的混凝土剪力墻由原圖設計外側(cè)防水改為內(nèi)側(cè)防水，具體做法如下：①基層處理劑一遍；②4mm厚SBS改性瀝青防水卷材；③水泥鋼筋固定鋼筋網(wǎng)；④20mm厚1：2水泥沙漿抹面。

5 結(jié)語

球團塊礦篩分供應系統(tǒng)工程施工工期約90天，施工過程中各相關單位通力配合，施工單位嚴格按照施工組織設計進行施工，順利完成施工任務，滿足了原料場球團塊礦的工藝要求。經(jīng)過幾年多的使用，未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，各項指標均滿足使用要求。半逆施工法的成功實施，提供了一種創(chuàng)新的施工方法，對于完成在特殊施工場地情況下的施工項目，具有較高的推廣和應用價值。

[1] 建筑地基基礎設計規(guī)范 GB50007-2002

[2] 建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50202-2002