深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除技術(shù)在城市復(fù)雜地形條件下的應(yīng)用

文｜廣東省第四建筑工程有限公司 趙慶強(qiáng)

一、工程概況

1、基本概況

海納百川總部大廈A、B座工程位于深圳市寶安中心區(qū)，總用地面積11632.89m2。工程由2棟高層辦公樓、裙房和地下室組成，地下3層，地上23層，塔樓高度為100m，構(gòu)件高度110m，總建筑面積103565.27m2，地上70928.82m2，地下30174.25m2，基坑深度約3m，屬深基坑。

2、施工場地周邊環(huán)境

工程周邊環(huán)境比較復(fù)雜，A座塔樓以西緊鄰巳投入使用的萬駿經(jīng)貿(mào)大廈，B座塔樓以西為綠化用地，以東隔寶興路為寶安區(qū)圖書館，以南隔甲岸南路為華僑城酒店基坑開挖深度較深，基坑開挖施工影響范圍較廣，基坑周邊高層建筑及管線較多，施工環(huán)境條件十分復(fù)雜，以保證本工程深基坑安全和對周邊高層建筑環(huán)境保護(hù)是本工程基坑拆換撐施工的重點(diǎn)，尤其是工程基坑西側(cè)現(xiàn)有萬駿經(jīng)貿(mào)大廈、基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)紅線外地下管線是本工程應(yīng)予以重點(diǎn)保護(hù)的對象。

3、內(nèi)支撐工程概況

本工程B座和連廊區(qū)場地周邊為道路和空地，采用樁錨支護(hù)形式，圍護(hù)樁直徑1.0m，間距1.6m或1.7m，采用樁間1根Φ1000三重管旋噴樁止水。錨索三層，長度21～29m。A座深基坑西側(cè)為萬駿金貿(mào)大廈地下室，無法施工錨索，采用樁撐支護(hù)。西側(cè)一道支撐支護(hù)，圍護(hù)樁直徑1.2m，間距1.4m，樁間用1根Φ600 單管旋噴樁止水；其余兩側(cè)采用一道支撐+兩道錨索支護(hù)，圍護(hù)樁直徑1.0m，間距 1.6m，樁間用1根Φ1000三重管旋噴樁止水；東西向采用對撐支護(hù)，北側(cè)采用角撐支護(hù)結(jié)構(gòu)。立樁采用直徑800灌注樁，入坑底以下10m?；舆叡眰?cè)、東側(cè)和南側(cè)地下管線負(fù)復(fù)雜，共有約6000m長的地下管線，施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，對基坑變形控制異常敏感。

圖1 支撐梁拆除分區(qū)拆除步驟

二、深基坑內(nèi)支撐拆除施工應(yīng)用

1、支撐拆除方法選擇

由于我國當(dāng)前城市化建設(shè)不斷提速，超高層建筑不斷增多，深基坑深度也在增加，由于本工程項(xiàng)目在城市中心區(qū)，為滿足地下管線等對周邊環(huán)境變形敏感的地下建筑物允許變形要求，支撐體系使用樁撐支護(hù)、鋼筋混凝土內(nèi)撐，給后續(xù)的支撐拆除、換撐帶來一定的施工難度。進(jìn)行鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除施工期間，鋼筋混凝土內(nèi)支撐與支護(hù)排樁和地下室結(jié)構(gòu)之間內(nèi)力重新進(jìn)行分布，內(nèi)力的重分布對深基坑支護(hù)體系的變形有重要影響，從而影響到周邊高層建筑、地下管線。因此進(jìn)行內(nèi)支撐拆除環(huán)節(jié)是深基坑內(nèi)力劇變的明顯情形，進(jìn)行內(nèi)支撐拆除過程中內(nèi)力劇變和基坑變形控制是本工程拆撐的一大難點(diǎn)。本工程內(nèi)支撐拆除難度大、時間較長，如何合理選擇支撐拆除的順序和方法，直接決定了后期地下室結(jié)構(gòu)甚至整體工程的施工進(jìn)度，施工單位對內(nèi)支撐系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)域?qū)ΨQ拆除，先拆連桿、八字撐，再拆對撐。

由于本工程基坑較深、鋼筋混凝土支撐內(nèi)力大，如果采取直接爆破拆除會使基坑支撐內(nèi)力立即大量釋放，對整個基坑圍護(hù)和施工附近環(huán)境產(chǎn)生較大影響。由于支撐截面巨大，最大截面達(dá)到 1000×1000mm；支撐拆除量大，支撐混凝土總量高達(dá)約1000m3；環(huán)撐混凝土強(qiáng)度達(dá)C30，人工剔鑿難度大。選擇合適的支撐拆除方法，在保證拆撐過程中基坑及結(jié)構(gòu)安全前提下，既可滿足支撐拆除進(jìn)度要求，又能節(jié)約施工費(fèi)用是支撐拆除的難點(diǎn)?？紤]到本項(xiàng)目工期緊作為首要矛盾，拆撐處于關(guān)鍵線路上，經(jīng)項(xiàng)目部進(jìn)行成本和技術(shù)分析對比，本工程采用繩鋸切割的方法拆除支撐梁，通過靜爆拆除的方法拆除立柱樁。施工中采用機(jī)械切割及靜態(tài)爆破相結(jié)合的方式切割內(nèi)支撐梁，支撐立柱采用靜態(tài)爆破及人工拆除相結(jié)合，切割機(jī)械使用繩鋸切割機(jī)，拆除過程中注意加強(qiáng)基坑監(jiān)測和爆破振動監(jiān)測，保證支護(hù)整體的安全。

2、內(nèi)支撐拆除施工工藝流程（圖1）

（1）先拆影響核心筒墻柱施工的支撐梁，即第一階段（包括影響柱子施工的立柱 P15、P16 和 P17 之間的兩段對撐梁）。

（2）再拆基坑北部角撐部分，拆完角撐后從北側(cè)腰梁中間段向兩邊拆除。

（3）待連廊施工到負(fù)一層梁板，連廊部分地下室三層回填石粉完畢，第二道換撐板帶強(qiáng)度達(dá)到80%后，拆除第三階段對撐梁，完成支撐梁的拆除。

（4）各個拆撐階段中，必須遵循對撐拆除的原則，且先拆連杠和連系梁，再拆八字撐，然后拆對撐和角撐，最后拆腰梁。

（5）拆完支撐梁后，從上至下逐層拆除立柱。

（6）從下至上逐層澆筑后澆混凝土塊。

3、拆除內(nèi)支撐施工操作要點(diǎn)

本工程地處深圳市寶安中心區(qū)位置，西側(cè)緊鄰萬駿經(jīng)貿(mào)大廈；支撐拆除工作工期緊，內(nèi)支撐拆除施工與主體結(jié)構(gòu)施工交叉進(jìn)行；支撐梁截面大、強(qiáng)度高、配筋量較大，尤其是對撐梁和腰梁，拆除難度大。而混凝土支撐拆除后產(chǎn)生的大量渣土，在水平與垂直運(yùn)輸過程中的問題也比較突出。

（1）支撐架搭設(shè)

本工程支撐梁拆除采用搭設(shè)滿堂腳手架來作為內(nèi)支撐梁拆除時的臨時支撐和施工平臺，內(nèi)支撐梁主梁采用48×3.5的鋼管搭設(shè)，沿支撐梁長度方向在搭設(shè)滿堂架，搭設(shè)范圍按施工實(shí)際現(xiàn)場決定。為保護(hù)樓地面混凝土，在立桿底部需墊木塊，在拆完內(nèi)支撐兩之前不允許拆除負(fù)一層梁板的模板支撐。

（2）塔吊吊裝

繩鋸拆除后混凝土塊用塔吊吊裝，考慮到塔吊起重吊裝能力，西側(cè)安排3臺繩鋸切割機(jī)，東側(cè)安排2臺繩鋸切割機(jī)，東西兩側(cè)對撐切割拆除，分三個區(qū)域連續(xù)拆除。本工程切割的混凝土梁采用塔吊調(diào)運(yùn)，塔吊的起重性能將決定支撐梁的切割長度。切割分塊根據(jù)塔吊實(shí)際參數(shù)嚴(yán)格分塊，切割與吊裝統(tǒng)籌配合，可以交叉進(jìn)行作業(yè)，進(jìn)行吊裝作業(yè)前，必須對吊具與索具進(jìn)行檢查，當(dāng)確認(rèn)完好時方可吊裝。

（3）拆除渣土外運(yùn)

由于內(nèi)支撐拆除后的混凝土渣土量多達(dá)1000m3，支撐梁切割完畢立即使用塔吊吊裝至運(yùn)輸車組織外運(yùn)。大廈主體結(jié)構(gòu)承受荷載能力有限，經(jīng)過現(xiàn)場拆除的混凝土渣要及時組織車輛實(shí)施外運(yùn)，運(yùn)輸混凝土渣量大、碎渣數(shù)量多、基坑深、水平及垂直運(yùn)輸速度跟不上。實(shí)施內(nèi)支撐拆除時必須對大廈主體結(jié)構(gòu)樓板采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，避免對已完工大廈主體結(jié)構(gòu)樓板產(chǎn)生撞擊破壞。因此合理組織渣土的外運(yùn)和主體結(jié)構(gòu)的成品保護(hù)成為拆撐工作的重點(diǎn)。

（4）安全防護(hù)及成品保護(hù)

由于現(xiàn)場切割、吊裝交叉作業(yè)較多，施工過程中塔吊高空吊運(yùn)，大型施工機(jī)械吊運(yùn)、支撐拆除人員均進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)，交叉施工中很容易引發(fā)安全問題。因此，施工現(xiàn)場的安全管理同樣成為拆撐工作的重要面對的問題，拆除施工過程不能進(jìn)行交叉作業(yè)，拆除施工劃分好明顯的區(qū)域分隔，并用醒目警示帶分隔由專人現(xiàn)場值守。

滿堂紅腳手架搭設(shè)在支撐下表面，上方使用竹膠板滿鋪，承載支撐的自重并能作為拆除作業(yè)人員操作平臺。要注意基坑拆除過程中混凝土渣破壞下層結(jié)構(gòu)墻、外墻防水，對下層結(jié)構(gòu)柱插筋保護(hù)可以在預(yù)留的插筋端頭纏上布膠帶并套上鋼筋套，對下層結(jié)構(gòu)內(nèi)、外墻插筋和防水保護(hù)，要搭設(shè)鋼管保護(hù)棚進(jìn)行防護(hù),露出鋼管保護(hù)棚的插筋也應(yīng)在端頭纏布膠帶并加鋼筋套。由于套管保護(hù)工作量太大，直接在構(gòu)架上鋪放木跳板，以抵擋混凝土碎渣沖砸，讓砼渣下落至木板上，二次用人工直接清理渣土。

4、靜爆拆除施工要點(diǎn)

由于負(fù)三層和負(fù)二層層高為3.8m和3.6m，為保證施工安全，需搭設(shè)靜爆腳手架操作平臺，平臺鋪設(shè)木方和模板。

由于鋼筋混凝土立柱樁內(nèi)裝配的鋼筋籠比較密集，為達(dá)到靜爆的效果，先把立柱四周混凝土用風(fēng)鎬鑿除，露出主筋和箍筋，再把鋼筋混凝土構(gòu)件的主筋、箍筋割斷剔除。

靜爆需要在支撐梁上需要拆除的部位開孔，在鉆好的孔中灌注靜態(tài)膨脹劑，待靜態(tài)膨脹劑產(chǎn)生水化反應(yīng)，體積膨脹達(dá)到一定時間使混凝土產(chǎn)生裂縫破碎，孔之間的距離為0.3m，鉆孔參數(shù)、分布點(diǎn)依據(jù)破碎部位情況確定。

灌注靜態(tài)膨脹劑24h后，操作人工使用風(fēng)鎬、大錘等手工破拆工具進(jìn)行剔鑿破碎。將其破碎為直徑＜250px的渣土，設(shè)置自溜渣槽運(yùn)至下層樓板，清運(yùn)工人與鏟車、起重機(jī)配合及時用車輛運(yùn)走，破碎混凝土渣不能集中堆放避免超載。

5、拆除支撐過程監(jiān)測

深基坑內(nèi)支撐拆除前后是結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)變和支撐內(nèi)力重分布過程，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化對周圍建筑受力和土體沉降都有影響，因此，持續(xù)做好對深基坑支護(hù)樁、基坑的位移、內(nèi)支撐梁內(nèi)力和周圍土體沉降監(jiān)測，并做好應(yīng)急救援預(yù)案。通過信息化監(jiān)測系統(tǒng)，在拆除內(nèi)支撐前，對基坑內(nèi)支撐梁內(nèi)力分布情況進(jìn)行分析卸荷時如何進(jìn)行均勻卸載，避免內(nèi)力卸荷不均勻引發(fā)內(nèi)力重分布導(dǎo)致支撐不穩(wěn)定，實(shí)時監(jiān)測支撐拆除全過程，支撐拆除期間增加基坑監(jiān)測頻率，每4小時實(shí)施一次監(jiān)測，派專人實(shí)施24小時現(xiàn)場巡視，直至所有支撐拆除結(jié)束一周后才能恢復(fù)正常監(jiān)測頻率。在拆除過程中和拆除后，要時刻注意觀測對基坑位移、沉降情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時上報，及時采取有效應(yīng)急措施。

三、結(jié)語

海納百川總部大廈深基坑內(nèi)支撐梁拆除選用繩鋸切割，立柱樁拆除選用靜態(tài)爆破加人工拆除的方法，解決了城市中心區(qū)緊鄰高層建筑復(fù)雜地形下深基坑內(nèi)支撐拆除遇到的施工難題，安全高效實(shí)施深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除關(guān)鍵技術(shù)。靜爆卸載方式使支撐內(nèi)力荷載緩慢釋放，拆撐速度快，實(shí)施內(nèi)支撐拆除過程中深基坑及周邊建筑物沉降、基坑位移等情況進(jìn)行嚴(yán)密科學(xué)的監(jiān)測，實(shí)施本方法滿足了保證基坑周邊建筑物安全和正常使用，能快速高效拆除基坑大斷面內(nèi)支撐，滿足了工程進(jìn)度的需要，降低了施工成本，對類似城市復(fù)雜條件下的混凝土內(nèi)支撐拆除施工起到了很好的示范作用，保證安全文明施工和減少對周圍環(huán)境的影響，提高了施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。