深基坑有限空間內(nèi)支撐拆除方案優(yōu)化

張善壯 董福永 李永虎

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250022

1 工程簡介

某甲級寫字樓工程，地下5層，基坑深度24.7 m（局部25.7 m），基坑面積約4 208 m2，內(nèi)支撐共4道，支撐梁截面尺寸最大為2.0 m×1.2 m，最小為1.0 m×0.8 m。

周邊環(huán)境情況如下：

1）用地北側(cè)：城市某主干道。用地紅線距離主干道輔道約17 m，距離最近的電力管線4.5 m。

2）用地南側(cè)：為某在建甲級寫字樓。樁基礎(chǔ)，正在進(jìn)行主體施工，距離用地紅線超過30 m，其基坑采取上部適當(dāng)放坡＋支護(hù)樁＋預(yù)應(yīng)力錨索＋止水帷幕的支護(hù)結(jié)構(gòu)，局部錨索已進(jìn)入本場地紅線范圍。

3）用地西側(cè)：城市道路。城市道路與主干道立交，用地紅線距離道路約33.7 m，距離最近的管線（給水管21 m。地鐵線路盾構(gòu)結(jié)構(gòu)距離本用地紅線最近77 m。

4）用地東側(cè)：為變電站的未開工地塊。用地紅線距離最近的電力管線24 m。

5）場地內(nèi)部：場地內(nèi)僅北側(cè)有寬6～8 m道路，可以布置汽車吊等大型機(jī)械。

2 深基坑內(nèi)支撐概況

深基坑支護(hù)在－2.65、－8.25、－13.55、－18.55 m（支撐梁中線標(biāo)高）處共設(shè)4道鋼筋混凝土支撐梁，由于基坑形狀呈扇形，支撐平面為橢圓環(huán)形支撐＋角撐（圖1、圖2），半徑分別為25 m和30 m，支撐梁尺寸分別為1.0 m×0.8 m（第1、第2道）和1.2 m×1.0 m（第3、第4道），環(huán)梁尺寸分別為1.6 m×1.2 m（第1、第2道）和2.0 m×1.2 m（第3、第4道）。

圖1 支護(hù)平面布置示意

3 原支撐拆除方案的影響

原設(shè)計方案支撐梁拆除的方式為靜爆拆除，先鑿除支撐梁表面的鋼筋保護(hù)層，氣焊燒斷支撐梁箍筋，大面積靜爆前先做試爆，主要測試鉆孔孔距、孔深、裝孔藥量、膨脹劑藥效等，取得參數(shù)后調(diào)整施工方案；期望形成20 cm×20 cm×20 cm混凝土塊段，并粘連在支撐梁鋼筋上。然后人工再用風(fēng)鎬等工具將靜爆后的混凝土塊從鋼筋上剝離、用氧焊將連接鋼筋割斷，人工將混凝土碎塊清運出場。

對原方案，不僅需由具有相關(guān)爆破資質(zhì)的單位進(jìn)行操作，同時混凝土碎塊較多，體量過大，人工剔鑿配合較多，且由于場地限制，需人工搬運混凝土碎塊至北側(cè)再進(jìn)行轉(zhuǎn)運，無法滿足施工進(jìn)度要求。

圖2 基坑支護(hù)剖面示意

4 解決方案

選用新型設(shè)備，采用繩鋸切割機(jī)進(jìn)行支撐梁切割，技術(shù)人員使用BIM技術(shù)將支撐梁分別進(jìn)行切割模擬，每塊支撐梁重約8 t，使用10 t叉車將混凝土塊在基坑內(nèi)轉(zhuǎn)運至北側(cè)，在北側(cè)道路上布置100 t汽車吊將混凝土塊吊出，直接裝車外運。該種方案不僅避免產(chǎn)生大量混凝土碎塊，給環(huán)境造成壓力，同時減少了人工工作量，支撐梁成塊狀外運，大大加快了施工進(jìn)度。

為實現(xiàn)上述方案，需解決切割后支撐梁的支承方式問題。建筑行業(yè)常規(guī)的支承結(jié)構(gòu)為搭設(shè)鋼管滿堂腳手架，但由于受到工程的工期制約，滿堂腳手架安拆緩慢，無法及時為后續(xù)正式結(jié)構(gòu)施工提供工作面。同時，支撐梁與正式結(jié)構(gòu)樓板間距分別為2.45、1.60、1.80、0.60 m，均無法使用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，對鋼管材料浪費較大。因此施工單位優(yōu)化支撐體系，根據(jù)不同間距，采用10#槽鋼在場外加工制作不同高度的定型化馬凳（圖3）。在場外提前加工制作，不僅在工期上有所保障，同時避免了場地狹小的約束。在施工過程中，各個部位周轉(zhuǎn)使用，提高了材料利用率，并且使用方便，大大提高了施工效率。

圖3 定型化槽鋼模型

5 優(yōu)化后的實施效果

將原支撐梁拆除采用的靜爆優(yōu)化為繩鋸切割：減輕了大量混凝土碎塊的外運及清理壓力，混凝土塊外運車次減少近50%，不僅減小了建筑垃圾的堆積體量，且節(jié)約了成本；同時混凝土塊切割后外運及槽鋼馬凳的使用，大大提高了施工效率，可提前30 d完成4道支撐梁拆除工作。

6 基坑支護(hù)監(jiān)測

為保證基坑穩(wěn)定和安全，在施工過程中，必須對基坑土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)、相鄰建筑、管線和道路等進(jìn)行監(jiān)測。

1）基坑頂部水平位移≤30 mm，沉降≤40 mm。

2）周邊地表沉降按照30 mm控制；管線差異沉降不大于20 mm，對于燃?xì)?、給水等重要管線，預(yù)警值為25 mm或變形速率超過3 mm/d時，也要及時進(jìn)行預(yù)警。

3）周邊多層建筑物基礎(chǔ)的局部傾斜按照不大于0.3%控制，整體傾斜按照0.4%控制。

4）監(jiān)測工作應(yīng)由有資質(zhì)的第三方監(jiān)測機(jī)構(gòu)進(jìn)行。當(dāng)坡頂、地面或周邊管線出現(xiàn)異常時，應(yīng)及時與設(shè)計方、建設(shè)方和監(jiān)理方聯(lián)系并采取應(yīng)急技術(shù)措施。

7 創(chuàng)新點

將支撐梁靜爆拆除優(yōu)化為繩鋸切割的方案，綜合考慮了施工場地狹小、支撐梁體量大、施工效率、工期緊張、成本控制等因素，前瞻性地提出了切實有效的深基坑有限空間支撐梁拆除的方法。繩鋸切割機(jī)以及定型化槽鋼馬凳的使用，不僅有效地解決了城市中噪聲、揚塵、建筑垃圾處理等環(huán)保問題，更為深基坑支撐梁拆除施工尋求到了一種更高效、安全的方式，解決了拆除作業(yè)空間小、基坑深度深導(dǎo)致的施工效率低的問題，最終實現(xiàn)了施工組織方案上的一次創(chuàng)新。

8 結(jié)語

1）深基坑內(nèi)支撐繩鋸切割拆除方案非常適合深基坑有限空間的施工，尤其是在大城市等對環(huán)保要求高的地區(qū)[1-2]。不僅考慮到施工過程中垃圾清運壓力，同時對施工進(jìn)度、材料周轉(zhuǎn)、后續(xù)工作的提前介入等有極大的優(yōu)勢。

2）深基坑內(nèi)支撐繩鋸切割拆除方案解決了深基坑施工中的很多難題，在深基坑施工中有很大的推廣價值。深基坑內(nèi)支撐拆除方案優(yōu)化是一次嘗試，也是一次創(chuàng)新。此次嘗試和創(chuàng)新為將來類似工程的深基坑有限空間拆撐提供了參考與借鑒。