半逆施工方法在安钢球团块矿工程中的应用

郭京卫(安阳钢铁集团有限责任公司，河南 安阳455004)

深基坑对工程安全及造价有较大影响，如何根据条件正确地选择施工方法，是保证施工安全与质量及降低工程的关键。

1 工程概况

安钢球团块矿筛供应系统位于厂区最西部，紧邻厂区围墙，围墙外是农业用地。由北向南依次为：3#转运站、6#皮带通廓、返矿仓、5#皮带通廓、筛分楼。其中3#转运站、6#皮带廓为地上建筑结构，可以按正常顺序安排施工；而返矿仓、5#皮带通廓、筛分楼为地下钢筋混凝土结构。

返矿仓位于－12.00m处，5#皮带通廓位于－10.00m、筛分楼位于－13.80m，西侧紧邻厂区围墙（最近处距离只有3m）。

2 施工中面临的问题

如果仅从工程本身设计特点来看，施工并不存在特殊难度。但由于场地所限，该建筑物建西侧紧邻厂区围墙，如果拆除该围墙，会给保卫工作带来隐患。不拆除围墙将会造成施工难度加大，如果不在施工方法上进行创新，按照常规的大开挖施工方法，上部工作面至少需20m宽，但实际建筑物距离围墙最近只有3m，显然，常规的大开挖施工根本不具有可行性。因此，寻找一种创新的施工方法就成了该项工程的关键。

3 施工方案的确定与“半逆施工法”的提出

由于施工现场受到限制，按常规的大开挖施工已成为不可能。确定一个安全、经济、合理的施工方案已成为本工程的关键，必须采取基坑支护来解决无法放坡，一侧有围墙的问题。对于支护结构的选型，涉及技术因素、经济因素，要从满足施工要求，方便施工，工期短，经济性好，安全可靠性高，经过慎重的经济技术比较后加以确定。根据该工程的特点及现场条件，初步选定土层锚杆支护、钢板坑支护和半逆施工法三种施工方案。

3.1 三种施工方案的比较

3.1.1 土层锚杆支护

土层锚杆支护的施工方法是先用钻机在土层中钻孔，将锚杆（钢筋或钢绞线）插入孔内，灌入水泥净浆，经养护，待灌浆达到一定的强度，锚杆与浆体的握裹力满足设计要求后，进行预应力拉张，使其形成有效的预应力后张体系，起到对被锚固体的支撑作用。这种施工方法必须在边坡土体做一层配有钢筋网片的混凝土面层，形成结构层。锚杆与滑裂面以外的土体连成一个整体，再通过托架、槽梁、锚头与结构层连结，组成一个受力体，承受主动土压力、水压压力，利用地层的锚固力，以维持被锚固体的稳定。此方案施工工艺比较简单，但是本工程所处的位置西侧有很高的钢筋混凝土墙（8m高），土层的压应力很大，安全性差，另外费用较高，需要投入大量材料，分层开挖时每层厚约1m左右做锚杆支护，等上层锚杆内的混凝土养护7天后才可再开挖下层土方做锚杆支护，工期需2个月；锚杆内的混凝土需要养护。

3.1.2 钢板桩支护

钢板桩支护的施工方法是用打桩机将紧密排列的钢杭桩打入土中，钢桩上端增加槽向支撑，形成一个抗力体系，该方案具有工艺相对简单、施工速度快、工期短等优点，但同时也有不利之处：①钢板桩施工时，震动大、噪声大，对周围建筑物及地下管线有不利影响，由于本工程西侧紧邻8m高的围墙，有可能导致墙体开裂和不均匀下沉或倒塌。②钢板桩所需材料需外购，投入费用大，经济性差；③由于工程基坑开挖较深，达－13.8m，建筑物中间需要增加槽向支撑，会给挖土施工带来不便，延长工期。

3.1.3 半逆施工法

半逆施工法采取的施工方法是东半部分采用机械放坡大开挖，挖到基底设计标高，进行垫层和底板施工，同时在底板中设止水带以便与西半部分底板衔接。待东半部底板施工完毕后，即可进行东部墙板的施工，墙板施工中应按设计要求留设梁板钢筋。西半部分分层开挖土方，主体结构从上而下逆向施工，施工时将主体结构分成四段，先施工上部，将施工完毕的上部建筑做为支撑支护土方，施工好后再开挖下层土方，以此类推，循环作业，直至施工完成。该方案的优点是安全可靠，经济合理，工期较短，一次做成。支撑结构也就是主体结构，施工工艺简单。

缺点是第一段以下的土方开挖不能采用机械开挖，必须采用人工循环式开挖，因此要投入大量的人力。另外，由于“半逆施工法”在我公司从未有过成功应用，因此采取什么样的具体施工措施、施工过程中会遇到什么问题都无现成经验可借鉴。

3.2 施工方案的确定

针对施工中存在的困难，有关人员对上述施工方法进行了科学分析和充分论证，一致认为“半逆施工法”无论是从施工工艺、施工经济性、施工工期，还是从安全方面综合考虑，非常适用于本工程的实际情况。

4 “半逆施工法”的施工过程

4.1 措施桩的确定

返矿仓、5#皮带通廓、筛分楼都采用了“半逆施工法”，现就筛分楼的施工工程做一详细介绍。为了保证剪力墙在施工过程中不会出现下沉，西半部沿剪力墙①轴线布置8根人工挖孔灌注桩（措施桩），桩径Φ800mm，配筋16Φ18，箍筋Φ8，＠200mm，加劲圈Φ16，＠2500mm。桩顶标高控制在84.85m（室外地坪）。桩底标高66.35m（回收料槽底筏板下5m），原图纸设计的混凝土剪力墙厚由850mm改为1000mm，从而达到墙包桩的效果。

4.2 土方开挖

从③轴线向⑤轴线按正常放坡，采用机械大开挖，挖到基底，主体框架从下向上施工至85.15m，未施工部分预留搭接钢筋。①轴线至③轴线由上向下开挖第一次挖至80.65m，施工该部分剪力墙，与已经施工完成的结构连接为一体，依次类推，第二次挖至77.35m，第三次挖至74.35m，第四次挖至基底71.35m。梁板预留搭接钢筋。

4.3 钢筋工程

为保证后施工墙板竖向钢筋的锚固长度和减少钢筋搭接接头，在标高84.85mm处根据设计要求放线定出钢筋位置，采用洛阳铲在土面上掏孔，直至挖到底板设计标高，将竖向钢筋放入孔中，竖向钢筋在墙板中为通筋，保证了竖向钢筋在墙板中的正确位置，也使竖向钢筋的接头减少到了最少，另外竖向钢筋在侧面也可以起到支护作用。

4.4 混凝土工程

由于采用“半逆施工法”，自上而下分四个施工段，施工缝较多，考虑到混凝土接槎处的密实性和剪力墙体自身的防水性都必须达到很好的效果，所以浇筑①轴线至③轴线混凝土时，必须掺和UEA膨胀剂（水泥含量15%），原图设计的抗渗等级由S6改为S8，施工缝处混凝土的施工是关键，处理不当会造成地下结构的渗漏，影响使用。具体处理措施为：待上部一段混凝土强度达到75%的设计强度以上时（根据现场留置的试块测试），开始挖下部施工段土方，将挖出的剪力墙竖向钢筋和预留梁板钢筋上的土清理干净，再绑扎钢筋，支模板，浇注混凝土。

4.5 地下防水工程

剪力墙的防水工程：基坑土方采用机械大开挖部分的剪力墙外侧墙身刷沥青油二道，回填三七灰土3m宽，分层夯填；采用逆施工开挖部分的混凝土剪力墙由原图设计外侧防水改为内侧防水，具体做法如下：①基层处理剂一遍；②4mm厚SBS改性沥青防水卷材；③水泥钢筋固定钢筋网；④20mm厚1：2水泥沙浆抹面。

5 结语

球团块矿筛分供应系统工程施工工期约90天，施工过程中各相关单位通力配合，施工单位严格按照施工组织设计进行施工，顺利完成施工任务，满足了原料场球团块矿的工艺要求。经过几年多的使用，未出现渗漏现象，各项指标均满足使用要求。半逆施工法的成功实施，提供了一种创新的施工方法，对于完成在特殊施工场地情况下的施工项目，具有较高的推广和应用价值。

[1] 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002

[2] 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002