半順半逆及鋼便橋土方開挖綜合施工技術

摘 要：于家堡站站房工程大型深基坑是目前國內面積最大的全地下結構鐵路站房深基坑工程，由于該基坑面積大、開挖深、地下水位高、基坑周邊鄰近站房配套及附屬工程多，施工環境復雜，中鐵建工集團有限公司在工程施工中，采用了“半順半逆及鋼便橋土方開挖施工技術”，總結了在復雜條件下大型深基坑工程的若干經驗，確保了基坑支護結構、周邊配套及附屬工程和周圍環境的安全，取得了較好的效果。

關鍵詞：基坑工程；半順半逆作法；基坑土方開挖

1 前言

隨著城市經濟的迅速發展，在市中心新建公共建筑及商業項目，一般都會因寸土寸金而最大限度地利用地下空間，超深、超大、超難的深基坑項目大量涌現，而深基坑的支護、止水、降水、土方及地下結構構成一個需通盤考慮的設計與施工體系。一般工程基坑支護工程常規的施工順序是從下而上，通常稱為“順作法”施工。隨著施工技術及地下結構形式的發展，出現了“逆作法”施工，即在地下基礎施工的同時，還可以進行地上建筑物的施工，待上部建筑物施工到若干層后，地下各層基礎工程也全部竣工。這樣可以有效減少施工工期；但深基坑“逆作法”對施工組織的要求較高，且挖土極為不便。

2 工程概況

于家堡站房工程根據工程本身的特點和施工工期的要求，地下二層采用了“半逆作法”進行施工，地下一層采用了“半順做法”進行施工。結合于家堡站房工程施工工況及特點，站房基坑超深，面積超大，站房長310m，寬62.5m，超大超深基坑施工難度大，支護安全要求高，負二層出土采用修建出土鋼便橋方式，在負一層中板預留出土口，解決了負二層施工出土難題，提高了整體的施工效率，從而可加快施工進度。

于家堡為保證站房地下二層土方開挖及總體施工進度，在基坑南側自然地面到負一層中板預留出土口修筑出土鋼便橋。鋼便橋的立柱采用鋼管柱，鋼管柱錨固在工程樁內，在工程樁施工時同時將鋼管柱預埋到樁內。鋼便橋下鋼管柱共16根，其中72軸外側的2根鋼管柱在承臺施工完成后明裝，其余的14根鋼管柱預埋和工程樁同時施工。預埋鋼管柱直徑650mm，壁厚10mm，長度13.143～19.705m不等，頂標高-5.754～+1.800m不等。

3 關鍵施工技術

3.1 先順后逆施工要點

依據設計圖紙，蓋挖區基坑長310m，寬60.5m，土方開挖分為兩個階段：第一階段為明挖，土方挖至負一層中板-3.25m，開挖深度11.616m，土方量約21.8萬米；第二階段為暗挖，土方挖至負二層底板墊層底，開挖深度12.4m，土方量約23.7萬米。

3.2 負一層順作法施工要點

3.2.1 負一層土方開挖

3.2.2 負一層混凝土結構施工技術

（1）出土鋼便橋施工。負二層為逆作法施工，為加快土方開挖施工進度及材料運輸，在地面至負二層之間修建一座出土鋼橋，做為出土和材料運輸通道。出土坡道的負二層到負一層由原土構成，坡面澆注混凝土面層，負一層到地面采用鋼便橋。設計鋼橋時，豎向支撐為鋼管柱，并在柱間加X型斜撐（水平方向、豎向）增加橋體抗側移剛度。橋面板為鋼梁（主梁、次梁）、檁條上鋪鋼板；梁、檁條采用工字鋼，鋼板取20mm厚。出土鋼橋施工設備簡潔、可操作性強，勞動強度低，施工工期短，很好地節省了人力、物力。而且臨時剛便橋前期的安裝以及后期的拆卸都很方便。

鋼便橋立柱采用鋼管柱，由于鋼管柱在加工廠內分段加工，到現場后需進行拼裝，拼裝需采用E50焊條，焊接材料在使用前應按材料說明規定的溫度和時間要求進行烘焙和儲存，拼裝前將坡口內10～15mm仔細去除銹蝕。坡口外自坡口邊10～15mm范圍內也必須仔細驅除銹蝕與污物；拼裝時，不得在接近坡口處上引弧點焊夾具或硬性敲打，以防母材受到破壞；同時對接接頭錯口現象必須控制在規范允許范圍之內。為保證混凝土導管的順利下放和上提，拼裝結束后需在鋼管柱的上下均焊接導向鋼筋。

鋼便橋橋面采用H型鋼分塊施工，便橋橋面共拆分成三種桿件安裝類型：散裝桿件、嵌補桿件和分塊吊裝單元。同一柱距內桿件安裝順序為：散裝桿件→分塊吊裝單元→嵌補桿件→便橋橋面鋼板。構件組裝時應確認零件厚度和外形尺寸已經檢驗合格，已無切割毛刺和缺口，并應核對零件編號、方向和尺寸無誤后才可進行組裝。拼裝完成后進行構件焊接，焊縫的裝配間隙和坡口尺寸，均應控制在允許公差的范圍之內，凡超差部位應給予修正，焊縫要求必須滿足規范要求。

（2）鋼骨梁安裝。負一層中板墊層澆筑完成后，待墊層混凝土強度達到要求后進行鋼柱節點安裝及鋼骨梁結構安裝。

（3）負一層底板結構施工。根據鋼骨梁安裝施工進度，對負一層底板結構進行分段作業施工。負一層中板混凝土強度等級達到100%后，方可進行負一層頂板結構施工。

3.3 負二層逆作法施工

3.3.2 土方開挖原則

開挖時合理的安排車次，嚴格控制標高，嚴禁超挖。逆作法施工負二層的土方時，要求負一層底板混凝土達到設計強度要求后方可進行。挖機從出土鋼便橋歸置到出土口進行開挖，開挖至基坑圍護結構邊界時，預留足夠多的反壓土體。將逆作法部分土方從出土剛便橋運出。

3.3.3 逆作法部分難點

負二層逆作法結構施工較為復雜，A軸、D軸框架梁與內隔墻重合，負一層底板施工時需要預埋墻插筋，墻的預插筋下部全部與梁底齊平，鋼筋端頭套絲并安裝接駁器，接駁器直接與梁底模相抵，鋼筋接頭全部留設在梁底位置。同一斷面接頭百分率控制在50%，鋼筋相互錯開35d，較短插筋高出負一層底板頂面500mm。負二層基礎底板鋼筋綁扎完成后，進行內隔墻鋼筋綁扎，為了保證內隔墻鋼筋綁扎質量，對內隔墻鋼筋進行實測放樣，將基礎底板鋼筋與中板梁底預留鋼筋一次性綁扎到位。

4 結束語

京津城際延伸線于家堡站站房工程采用半順半逆施工技術充分利用施工現場作業空間，提高了整體的施工效率，從而可加快施工進度。在南部基坑至負一層底板設置出土鋼便橋，方便負二層土方開挖，大部分實現機械化挖土。利用負一層底板作為水平支撐體系，較好的控制支護結構的變形，支撐體系可靠，可減小對周邊環境的影響。于家堡站的蓋挖逆作法施工經驗，為國內同類工程提供了可資借鑒的經驗。