深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除施工技術(shù)的應(yīng)用

潘德要

（廣州一建建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣州511457）

鋼筋混凝土內(nèi)支撐因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力合理，在深基坑施工中應(yīng)用十分廣泛。但鋼筋混凝土支撐在深基坑的應(yīng)用，只作為一種臨時性的構(gòu)件［1］，在主體工程進(jìn)度推進(jìn)中，除一部分是設(shè)計同意留存，其余部分將逐步拆除。其過程是回填、換撐、拆撐，交錯進(jìn)行，以保證基坑在整個施工過程中的穩(wěn)定。

1 工程概況

廣州某項目北臨黃埔大道，東隔珠江西路與花城廣場相鄰，西臨華夏路。項目總用地面積為25 102 m2，地下室共5 層。本項目基坑開挖面積約為24 252 m2（以基坑頂邊線計），基坑底周長約為770 m，基坑頂面標(biāo)高為-0.5 m，基坑底面標(biāo)高為-27.0 m。

根據(jù)拆換撐的施工順序及整體考慮，本項目將地下室結(jié)構(gòu)劃分為8個施工區(qū)段（見圖1）如下：A1段、B1段、C1段、C2段、C3段、C4段、C5段、C6段，其中A1段、B1段含有超高層塔樓及商業(yè)裙樓，C1～C6段為商業(yè)裙樓。

因工程體量較大，本文以基坑B1、C1、C2段北側(cè)的鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除施工技術(shù)作分析研究。

圖1 施工區(qū)段Fig.1 Construction Section

2 工程特點與難點

2.1 工程特點

基坑北側(cè)支護(hù)形式：鋼筋混凝土板撐+斜撐+樁撐；

⑴標(biāo)高-4.25 m 以上部分為原有復(fù)合土釘墻，雖然已為穩(wěn)定支護(hù)結(jié)構(gòu)，但考慮到超過使用年限時間較長、大部分錨索已經(jīng)失效，且基坑尚須下挖深度較多，另在C1段設(shè)鋼筋混凝土板撐，厚度600 mm，南北兩側(cè)對頂。

⑵施工樁至第1 道內(nèi)撐梁底，鉆（沖）孔樁灌注樁直徑為φ1200，間距1 400 mm；于標(biāo)高-4.25 m、-10.95 m、-15.95 m、-20.95 m 處設(shè)置4 道鋼筋混凝土內(nèi)撐；新施工樁之間及新舊樁之間設(shè)置旋噴樁φ600@400 止水，樁長度穿過砂層，進(jìn)入不透水層1 m，樁長11 m。

⑶內(nèi)支撐梁截面為1 000 mm×1 000 mm，腰梁截面為1 200 mm×1 000 mm。

2.2 工程難點

⑴基坑北面內(nèi)支撐桁架下弦桿與地下室側(cè)壁碰撞，地下室側(cè)壁與北面支護(hù)樁之間尚有約10 m的空隙。北側(cè)因為地鐵地下空間（未建）侵占本項目建筑紅線，造成基坑北側(cè)內(nèi)支撐桁架下無結(jié)構(gòu)樓板，拆撐時無法提供樓板作業(yè)平臺。

⑵基坑北側(cè)四道混凝土支撐桁架下弦桿件與地下室側(cè)壁碰撞，阻礙地下室結(jié)構(gòu)向上施工。

3 換撐技術(shù)方案［2］

3.1 總體思路

根據(jù)各地下室樓層、各剖面的施工環(huán)境及內(nèi)支撐梁板設(shè)計特點，總體上制定“先換撐、后拆撐”的原則。支撐拆除作業(yè)前，必須堅持支撐回頂替換閉合的原則。施工工藝上制定以“液壓繩鋸靜力切割”為主、“靜力爆破”為輔的施工方法。

基坑北側(cè)因各道混凝土內(nèi)支撐下均無樓板作為換撐施工、拆撐施工的作業(yè)平臺，故為了降低換撐、拆撐難度以及提高操作安全性，擬在北側(cè)狹長空間采用滿堂紅鋼管支撐搭設(shè)操作平臺，桁架下弦桿可以用液壓繩鋸靜力切割，其余部分支撐梁板擬采用靜力爆破。

3.2 拆撐順序［3］

⑴拆撐平面分為：拆撐順序在豎向由下而上進(jìn)行，隨主體結(jié)構(gòu)施工層層推進(jìn)。施工順序跟隨換撐構(gòu)件的施工順序。

⑵對稱拆除具體順序：由基坑內(nèi)向基坑外邊逐層拆除，先斷連系梁，再斷主梁，從兩邊向中間開始拆除；

⑶角撐拆除具體順序：由基坑內(nèi)向基坑外邊逐層拆除。

⑷每跨支撐拆除時，應(yīng)先將兩端支撐梁與腰梁連接節(jié)點切割，避免鋼格構(gòu)柱承受單向力的作用，拆除時由兩端同時向中間開始拆除。拆除每跨支撐梁時，先拆除連系梁，再拆除主梁。

⑸平面流向：本項目的拆撐需根據(jù)地下室各區(qū)塊的施工順序進(jìn)行先后拆除，地下室結(jié)構(gòu)施工的大致流向為：B1段→C3段→C2段→C1段→C4段→C5段→C6段→A1段。其中B1段施工相對獨立，C2段與C3段必須保證錯層同步（即結(jié)構(gòu)總是相差不超過一結(jié)構(gòu)層）。

⑹垂直流向：各區(qū)段向上進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工前均需拆除阻礙的混凝土支撐梁板，同樣是必須先換撐，后拆撐。

⑺地下室結(jié)構(gòu)施工時，在每層鋼格構(gòu)柱位置，按圖紙要求留后澆塊，并在洞口處設(shè)置加強鋼筋，在拆完最后一道鋼筋混凝土內(nèi)支撐后，開始從上往下分段拆除鋼格構(gòu)柱。

3.3 換撐方法［5］

根據(jù)“先換撐、后拆撐”，需同步提前換撐［4］。具體如下：

⑴根據(jù)φ609×16 鋼管支撐的理論重量為235kg/m，故在操作平臺上進(jìn)行拼裝時，線荷載為2.35 kN/m。

⑵擬采用鋼管滿堂腳手架操作平臺（見圖2）作為拼裝操作平臺，利用2個5 t的手拉葫蘆進(jìn)行起吊定位、焊接及安裝，手拉葫蘆支設(shè)在上一道內(nèi)支撐梁上（桁架腹桿上）。

圖2 鋼管滿堂腳手架示意圖Fig.2 The Sketch Map of Steel Scaffold

⑶操作平臺［6］距離鋼支撐底約100～200 mm，鋼支撐在操作平臺上拼吊裝。

⑷根據(jù)換撐圖紙，在基坑側(cè)壁與樓板相交處、支護(hù)樁新施工的腰梁上設(shè)置調(diào)整混凝土牛腿，混凝土牛腿具有傾斜角度。

⑸鋼管支撐的拼裝場地設(shè)置在洞口附近的操作平臺面板上，拼裝時需要在鋼管下面墊2 m 長的50 mm×100 mm 雙木枋，木枋側(cè)放，以均攤荷載作用。

⑹第1 道～第3 道鋼管支撐必須分段吊運至平臺上，再拼裝，然后借助2個5 t 葫蘆吊就位安裝。

⑺鋼管定位后，地下室側(cè)壁端和支護(hù)樁腰梁上利用吊環(huán)（φ32）和鋼絲繩拉吊，同時用七字鉤卡在砼牛腿上端面。

⑻鋼管支撐懸掛固定后，在活絡(luò)端利用液壓千斤頂施加預(yù)應(yīng)力，將鋼楔子打入活絡(luò)端，頂緊側(cè)壁與支護(hù)樁，待穩(wěn)定后，卸載千斤頂。

⑼本項目所有部位的鋼管支撐均在在整個地下室結(jié)構(gòu)施工完成后，側(cè)壁進(jìn)行回填土的過程進(jìn)行逐層拆除回收。

⑽如果按等間距布置鋼支撐時，遇到側(cè)壁后澆帶［7］，則換撐混凝土牛腿適當(dāng)向旁邊偏位，以避開后澆帶。

3.4 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

⑴普通混凝土干表觀密度［8］為2 000～2 800 kg/m3，經(jīng)設(shè)計單位確認(rèn)，現(xiàn)場鋼筋混凝土密度采用2 510 kg/m3，分段切割支撐梁的長度應(yīng)小于2 m，所以分段切割后的混凝土塊重量不超過5.1 t。塔吊（型號：永茂STT553，大臂60 m）的塔吊末端吊重6.3 t，符合起吊要求。其他區(qū)域的分段切割長度，應(yīng)在塔吊或其他吊裝設(shè)備的允許起吊重量范圍之類。

⑵混凝土支撐梁切塊重量5.1 t，經(jīng)查表計算得出：鋼絲繩的選用直徑為20 mm的鋼絲繩。不允許單根鋼絲繩起吊。

⑶選擇起重量為10 t（型號為T（8），銷軸螺紋為35）的D 型卸扣作為本工程吊裝的卸扣。

⑷本項目選用7 t 叉車現(xiàn)場轉(zhuǎn)運切割后的混凝土塊，在叉車行走路線的正下兩層樓板，利用結(jié)構(gòu)施工時的支撐系統(tǒng)進(jìn)行回頂，即支架后拆。

⑸根據(jù)φ609×16 鋼管支撐的理論重量為235 kg/m，本項目鋼支撐最大安裝長度為9.7 m，故鋼管支撐最大重量約為2.3t,符合塔吊起吊量范圍。

⑹采用不小于5 t的吊裝葫蘆，用2個葫蘆箍緊切割出來的混凝土塊。吊裝葫蘆安裝在上一層的混凝土支撐梁上。

⑺混凝土塊吊裝出基坑時，采用兩根鋼絲繩起吊，每根鋼絲繩距離砼塊端頭的距離不大于L/4，并且為了保護(hù)鋼絲與混凝土塊的陽角摩擦而損壞，在鋼絲與混凝土塊周邊陽角的接觸部位綁扎橡膠保護(hù)套。一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩損傷程度不符合規(guī)范要求的，立即更換。

⑻汽車跑道因側(cè)壁換撐，需要在換撐傳力方向（一般是車道兩側(cè)）用換撐鋼管進(jìn)行提前對頂［9］。

⑼回填材料應(yīng)按圖紙計要求，如果是采取碎石混合料，要控制好含泥量［10］。經(jīng)業(yè)主同意，局部地下室側(cè)壁離支護(hù)結(jié)構(gòu)距離小的部位，可以采用C15 素混凝土回填。

4 結(jié)論

本項目基坑支護(hù)的監(jiān)測報警值為30 mm，拆撐期間基坑無報警，處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證了施工進(jìn)度、質(zhì)量。因鋼筋混凝土內(nèi)支撐影響地下室主體結(jié)構(gòu)向上施工，屬于關(guān)鍵工序，通過換鋼管支撐，采用液壓繩鋸靜力切割內(nèi)支撐與靜力爆破切割，在保證安全的前提下，能有效縮短工期約3個月，經(jīng)濟(jì)方面也節(jié)省管理費用至少上百萬元。