復(fù)雜周邊環(huán)境下基坑支撐拆除方法的選用

施浩席

江蘇南通二建集團(tuán)有限公司上海公司 上海 200433

1 工程概況

上海東元坊住宅項(xiàng)目工程位于上海黃浦區(qū)普育路，地處鬧市區(qū)，周邊環(huán)境復(fù)雜，2#、3#樓為32層剪力墻結(jié)構(gòu)。地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置1道水平鋼筋混凝土支撐，支撐系統(tǒng)采用不同截面尺寸的鋼筋混凝土支撐梁，支撐為支撐梁與壓頂梁形成的整體結(jié)構(gòu)，支撐設(shè)置棧橋，水平支撐主梁交點(diǎn)處設(shè)有垂直鋼格構(gòu)立柱。

支撐梁有2種截面形式，分別為800 mm×800 mm、600 mm×600 mm，棧橋支撐梁有2種截面形式，分別為800 mm×1 000 mm、600 mm×1 000 mm，棧橋板厚度為250 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（圖1）。

圖1 基坑平面布置示意

2 支撐拆除方法的選擇

本工程周圍鄰近3條城區(qū)主干道、多幢居民樓，支撐拆除施工必須嚴(yán)格控制噪聲、揚(yáng)塵、振動(dòng)。目前市場(chǎng)上支撐拆除方法主要有爆破拆除法、人工風(fēng)鎬拆除法、切割機(jī)切割拆除法、鎬頭機(jī)破碎拆除法及靜態(tài)爆破法。綜合考慮施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及對(duì)周圍環(huán)境的影響等因素，我們擬采取靜態(tài)爆破方法進(jìn)行本工程支撐圍檁的拆除（表1）。

表1 各種拆除方法優(yōu)缺點(diǎn)比較

3 靜態(tài)爆破的施工原則與工藝

3.1 施工原則

全斷面分次靜態(tài)爆破遵循“掏槽先行、分區(qū)破碎、安全可靠”“垂直于混凝土面、孔眼同一平面、與臨空面平行”和“滿孔裝藥、搗固密實(shí)、先內(nèi)后外、確保安全”的施工原則。

3.2 支撐膨脹破碎施工

1）布孔設(shè)計(jì)：為減少施工時(shí)的鉆孔量，在支撐混凝土澆筑時(shí)進(jìn)行部分膨脹孔的預(yù)埋工作。其他膨脹孔采用現(xiàn)場(chǎng)鉆鑿方法進(jìn)行（圖2）。布孔設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 預(yù)留孔布置

圖2 膨脹孔分布

2）爆破前清孔：由于成孔到爆破施工前間隔較長(zhǎng)一段時(shí)間，爆破施工前膨脹孔中存有較多垃圾和灰塵需清理，為避免影響爆破效果，我項(xiàng)目部采用先清理預(yù)埋成孔硬質(zhì)紙，后用氣泵吹氣清理干凈。

3）靜爆膨脹劑配料：用水桶裝好水，按照靜爆膨脹劑以一定的水和藥比例（1∶100）配好，充分?jǐn)嚢璩珊隣睢?/p>

4）裝藥：將攪拌好的糊狀膨脹劑均勻緩慢地灌入鉆好的孔中，灌滿至密實(shí)，不用蓋，不用塞口。

5）靜爆過程：在灌入靜爆膨脹劑12～24 h，混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。在拆除支撐梁的前1 d，將膨脹劑灌入孔內(nèi)，第2天當(dāng)裂縫寬度達(dá)到2 cm以上即可進(jìn)行破碎、清理作業(yè)。

6）鎬頭機(jī)松動(dòng)破碎施工：膨脹后的支撐梁已經(jīng)開裂松動(dòng)，用鎬頭機(jī)將混凝土與鋼筋充分脫離[1,2]。

4 靜態(tài)爆破的重要環(huán)節(jié)

4.1 膨脹孔深、孔徑、孔距的確定

孔深、孔徑和孔距與破碎效果有直接關(guān)系，孔過深、孔徑過大、孔距過小則需加大鉆孔工作量及藥量，反之，則會(huì)影響破碎效果，且孔徑越大越易發(fā)生沖孔現(xiàn)象。

1）孔深的確定：經(jīng)項(xiàng)目部與爆破劑廠家多次研究試驗(yàn)后確定孔深為破碎體（梁）高度的90%。

2）孔徑的確定：取1 m3鋼筋混凝土做試驗(yàn)，鉆孔深0.90 m，單位用藥量20 kg，分別選直徑為36 mm、38 mm、40 mm的鉆頭進(jìn)行鉆孔，作出曲線如圖3所示。根據(jù)曲線圖，項(xiàng)目部選取直徑38 mm的鉆頭，孔徑確定為40 mm。

3）孔距的確定：依據(jù)爆破專業(yè)公司提供的咨詢結(jié)果并結(jié)合工程實(shí)際情況（主要根據(jù)梁截面大小和混凝土強(qiáng)度），確定孔距為200 mm。

4.2 每孔膨脹劑用量的確定

圖3 孔徑對(duì)膨脹壓力的影響

膨脹藥劑的用量是直接關(guān)系到爆破效果的核心參數(shù)，藥劑用量越大則作用力越大，但爆破劑反應(yīng)時(shí)間難以控制，且沖孔危險(xiǎn)性較大。根據(jù)《靜態(tài)爆破的設(shè)計(jì)與運(yùn)用》，孔網(wǎng)參數(shù)及單耗量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值可參見表3。

表3 孔網(wǎng)參數(shù)及單耗量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

結(jié)合我項(xiàng)目部所選孔深、孔徑和孔距等參數(shù)，確定單孔藥用量為2.00 kg/m。

4.3 基坑及周邊監(jiān)測(cè)情況

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，在基坑?xùn)|側(cè)土方開挖后，2012年8月6日～8月8日出現(xiàn)連日降雨的情況且雨量較大，基坑?xùn)|側(cè)及北側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)及外圍路面出現(xiàn)裂縫，對(duì)應(yīng)的W2、W3、W4測(cè)點(diǎn)發(fā)生變形報(bào)警。2012年8月8日對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固后，險(xiǎn)情排除，該處支護(hù)結(jié)構(gòu)變形逐漸穩(wěn)定。其余位置各監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)變形及變形速率均很小，累計(jì)變形量及變形速率均未超過報(bào)警值，符合相關(guān)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

靜態(tài)爆破技術(shù)在本項(xiàng)目工程中取得了良好的效果，項(xiàng)目部技術(shù)人員在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上總結(jié)出4條合理化建議[3-5]：

1）剛鉆完孔和剛沖孔的鉆孔，孔壁溫度較高，應(yīng)確定溫度正常符合要求并清洗干凈后才能繼續(xù)裝藥。

2）混凝土剛開裂時(shí)即可向裂縫中加水，以支持藥劑持續(xù)反應(yīng)，可獲得更好效果。

3）增設(shè)自由面，獲取更高破碎效果。

4）藥劑反應(yīng)期間應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注基坑變形監(jiān)測(cè)情況。