超大規(guī)模內(nèi)支撐拆除的安全保障與效率提升

唐作鳳 崔 苗

中國華西企業(yè)有限公司 廣東 深圳 518034

1 工程簡介

1.1 項目概況

羅湖區(qū)翠竹街道水貝村城市更新單元（02、03、05、06地塊）施工總承包工程位于深圳市羅湖區(qū)文錦北路以東，水貝二路以南，總占地面積43 833.36 m2，總建筑面積621 465.96 m2，是集商業(yè)、辦公、住宅、公寓、保障房、回遷房、幼兒園、公交首末站等于一體的大型綜合體工程。地下室4層、裙樓3～4層，塔樓9棟，其中4棟塔樓為裝配式建筑，建筑高度最高的一棟為246.3 m。

1.2 內(nèi)支撐概況

基坑深度19.4～25.4 m，02地塊內(nèi)支撐4道，03、05、06地塊內(nèi)支撐3道，06地塊為獨立基坑，02、03、05地塊為一個大坑，03、05地塊雙環(huán)撐及相連角撐和對撐整體組合受力。支撐梁截面有1 800 mm×1 000 mm（環(huán)撐）、1 600 mm×1 000 mm（環(huán)撐）、1 200 mm×900 mm、1 200 mm×800 mm、1 000 mm×900 mm、1 000 mm×800 mm，支撐板厚250～350 mm。支撐梁底距離樓面高度分別有650、1 350、1 750、1 950、2 150、2 450、2 550、2 650、3 150 mm等。

地下室底板與支護(hù)樁之間設(shè)置厚500 mm的C30素混凝土換撐帶，樓層標(biāo)高位置地下室外墻與支護(hù)樁之間設(shè)400 mm×600 mm換撐梁，間距3 000 mm。

支撐立柱有格構(gòu)式型鋼混凝土圓柱、鋼筋混凝土圓柱、鋼管柱、鋼格構(gòu)柱、鋼筋混凝土方柱等多種，支護(hù)樁為樁徑1 200 mm的咬合樁。

2 內(nèi)支撐拆除分區(qū)及順序

2.1 豎向順序

底板及換撐帶→負(fù)4層及換撐梁→拆第4道撐→負(fù)3層及換撐梁→拆第3道撐→負(fù)2層及換撐梁→拆第2道撐→負(fù)1層及換撐梁→拆第1道撐（僅02地塊有）→拆支撐立柱

2.2 水平分區(qū)與拆撐順序

各地塊拆撐順序如圖1所示。

圖1 水貝村城市更新項目內(nèi)支撐分區(qū)順序

05地塊拆撐順序：1區(qū)、2區(qū)→3區(qū)、4區(qū)→5區(qū)。

03地塊拆撐順序：6區(qū)、7區(qū)→8區(qū)、9區(qū)→10區(qū)。

02地塊拆撐順序：11區(qū)→12區(qū)→13區(qū)→14區(qū)→15區(qū)→16區(qū)→17區(qū)。

06地塊拆撐順序：18區(qū)→19區(qū)→20區(qū)→21區(qū)。

3 雙環(huán)撐卸載方法

由于雙環(huán)撐及與之相連的角撐和對撐整體組合受力，所有的力傳遞到環(huán)撐，順圓環(huán)軸心方向二次分布，雙環(huán)撐受力極大，如果不采取合理的、逐步的卸載方法，必將導(dǎo)致荷載突然釋放，引起環(huán)撐崩塌、基坑側(cè)壁嚴(yán)重變形、工地周邊急劇沉降、結(jié)構(gòu)擠壓拱裂等嚴(yán)重事故，必須采取可靠的卸載措施（圖2）。

圖2 水貝村城市更新項目內(nèi)雙環(huán)撐卸載

1）切斷一部分與環(huán)撐垂直相交的支撐梁，05地塊16刀，03地塊24刀，卸載掉一部分基坑側(cè)壓力，間隔觀察至少4 h，無異常后進(jìn)行下一步。

2）按圖2所示位置，每個圓環(huán)就位4臺繩鋸機(jī)，同時開機(jī)切割，分4段同時對稱卸掉環(huán)撐上的剩余荷載，避免環(huán)撐的軸心力釋放不均引起安全事故。間隔觀察至少4 h，無異常后進(jìn)行下一步施工[1]。

3）切割剩余與環(huán)撐相連的梁，使環(huán)撐完全脫離對撐和角撐，然后按分區(qū)順序，遵從先斷次梁、后斷主梁的原則，確?；觽?cè)壓力緩慢、均勻、逐步地傳遞給結(jié)構(gòu)。

4 拆撐用移動式可調(diào)型鋼馬凳

4.1 新技術(shù)優(yōu)點

1）周轉(zhuǎn)次數(shù)高：一個項目內(nèi)可重復(fù)使用，回收后可供多個工程持續(xù)使用，節(jié)約周轉(zhuǎn)材料成本。

2）可移動：每個馬凳拼裝好后形成一個穩(wěn)定的個體，可采用叉車、汽車吊等運輸工具進(jìn)行捆綁后整體運輸。

3）可調(diào)節(jié)：相同高度檔級范圍，采用同一型號的馬凳，根據(jù)支撐梁底與樓面的實際凈空高度，調(diào)整螺栓孔位及可調(diào)頂托高度，快速適應(yīng)不同高度需求。

4）速度快、成本低：省去傳統(tǒng)散支鋼管腳手架反復(fù)搭拆的煩瑣工序，機(jī)械化程度高，顯著降低人工成本，加快回頂搭拆速度，明顯縮短拆撐工期。

5）安全環(huán)保：型鋼馬凳強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，整潔美觀、綠色環(huán)保。

4.2 工藝原理

拆撐用移動式可調(diào)節(jié)型鋼馬凳是由受力支腿、調(diào)節(jié)支腿、螺栓、連系橫桿、受力橫梁、可調(diào)頂托等組成的成榀式、高強(qiáng)度、高剛度的三角形組合架體（圖3），每榀架體具有自穩(wěn)定性，可單獨隨時隨地移動。切割的支撐梁自重通過雙鋼管托梁平均分?jǐn)偨o4個可調(diào)頂托，可調(diào)頂托將上部荷載傳遞給受力橫梁，再通過支腿傳遞給樓板，回頂搭拆非常快捷、安全、高效。

圖3 拆撐用移動式可調(diào)節(jié)型鋼馬凳工藝原理

4.3 馬凳制作

根據(jù)內(nèi)支撐梁底距離結(jié)構(gòu)樓面的高度，對型鋼支撐馬凳進(jìn)行設(shè)計、計算和制作，以100 mm×100 mm×8 mm，120 mm×120 mm×10 mm鋼方通為制作材料，將馬凳焊接、拼裝成形。受力橫梁鉆孔4個，供頂托穿過。受力支腿和調(diào)節(jié)支腿，每個支腿分別等距鉆孔6個，供調(diào)節(jié)螺栓穿過，螺栓拼裝選擇不同孔位，可拼裝成不同高度的馬凳。

4.4 馬凳安裝

1）根據(jù)方案放線確定切割位置，根據(jù)切割線和凈空高度，選擇對應(yīng)型號的馬凳進(jìn)行布設(shè)。對于不同截面尺寸的支撐梁，馬凳間距按方案分別布置，且每個切割段至少布置2個馬凳。每個切割段下的馬凳應(yīng)對稱均勻布置，保證切割后的塊段自重通過頂托均勻傳遞至橫梁，馬凳受力平穩(wěn)、不傾覆。

2）安裝頂托和托梁后，根據(jù)實際空間尺寸需求，通過調(diào)節(jié)螺栓孔位和頂托高度，調(diào)整回頂高度，直至頂緊內(nèi)支撐梁板底面。

5 繩鋸機(jī)靜力切割

5.1 繩鋸機(jī)安裝

1）就位：根據(jù)切割線，將繩鋸機(jī)安裝在方便切割操作的合理位置。

2）固定：在混凝土上鉆孔，用膨脹螺栓緊固設(shè)備底座，固定機(jī)位。

3）布置控制臺：在距離繩鋸機(jī)側(cè)后方5～10 m，便于觀察、操控的合適位置，布置繩鋸機(jī)控制臺。

4）安裝金剛石繩：將金剛石繩索繞在切割線處，并纏繞在主動輪及輔助輪上，調(diào)整繩鋸切割角度，注意金剛石繩的方向應(yīng)和主動輪的驅(qū)動方向一致。

5）繩鋸機(jī)就緒：接通電源、冷卻管，鎖緊導(dǎo)向輪連桿，準(zhǔn)備就緒。

5.2 內(nèi)支撐切割

1）檢查：設(shè)備開啟之前，檢查、調(diào)試?yán)K鋸機(jī)和安全防護(hù)裝置。

2）張緊金剛石繩：啟動張緊電動機(jī)，調(diào)整主動輪，將金剛石繩適當(dāng)繃緊。

3）開機(jī)：啟動循環(huán)冷卻水，啟動回轉(zhuǎn)切割電機(jī)，主動輪帶動金剛石繩索開始切割。

4）降溫抑塵：冷卻水須隨著繩鋸切割位置的改變而移動，確保金剛石繩有效降溫，以及有效抑制切割揚塵。

5）防夾繩：在切割過程中，應(yīng)及時向鋸縫中塞入撐縫楔塊，防止鋸縫兩邊的塊段因基坑側(cè)壓力而合縫，擠壓損壞金剛石繩。

5.3 塊段運輸

切割完成的混凝土塊段自然靜置在型鋼馬凳上，注意保護(hù)其不能受到碰撞，且不要長時間放置，應(yīng)及時采用叉車將混凝土塊段水平轉(zhuǎn)運至塔吊或汽車吊的起重范圍，然后吊運至平板車上外運。

6 馬凳轉(zhuǎn)運

上一拆撐區(qū)段的支撐梁板拆除、吊裝、外運后，可用叉車或塔吊將拆撐馬凳叉運或吊運至下一拆撐區(qū)段，按方案安裝下一區(qū)段的支撐梁板回頂，開始新一輪拆撐工作。馬凳安裝快捷，轉(zhuǎn)運方便，顯著提升拆撐效率。

7 結(jié)構(gòu)加固與保護(hù)

1）結(jié)構(gòu)梁板加固措施：每一道內(nèi)支撐投影區(qū)域下及叉車行走路線下結(jié)構(gòu)梁板的支模架留置不拆除，待該道內(nèi)支撐拆除清運完成，不再行走叉車后，方可拆除（圖4）。

圖4 支撐架留置范圍示意

2）結(jié)構(gòu)梁板保護(hù)措施：在叉車行走路線區(qū)域的結(jié)構(gòu)梁板鋪設(shè)厚10 mm鋼板，使混凝土受力均勻、不被壓裂。

3）泥漿處理措施：在拆撐樓層所有的洞口四周采用包裹塑料薄膜的方木圍擋，防止泥漿流入底板，造成底板后澆帶無法清理。泥漿在樓層面流淌，面層的清水流走后，在沉淀下來的泥塊硬化前，用鏟子鏟起并裝袋外運。

8 其他注意事項

8.1 換撐施工與混凝土強(qiáng)度要求

1）換撐帶、換撐梁，按支護(hù)設(shè)計要求與主體結(jié)構(gòu)同步施工。若支護(hù)設(shè)計無換撐，則需提前做好換撐設(shè)計。

2）換撐梁的豎向位置應(yīng)當(dāng)與樓層梁板高度一致，當(dāng)外墻內(nèi)側(cè)為坡道、樓梯等標(biāo)高變化的斜板時，換撐梁高度應(yīng)隨內(nèi)側(cè)斜板高度調(diào)整。

3）換撐與主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計規(guī)定的百分比后（一般是85%以上），才能開始拆撐，如果地下施工期緊張，可以考慮摻加早強(qiáng)劑，以節(jié)約間歇時間。

8.2 后澆帶傳力處理

內(nèi)支撐拆除后，基坑側(cè)壓力傳遞到地下室結(jié)構(gòu)上，因后澆帶將地下室結(jié)構(gòu)分割成零散的區(qū)域，未形成整體受力體系，無法承受基坑側(cè)壓力。所以，應(yīng)提前計算好各區(qū)段結(jié)構(gòu)工期和拆撐時間，在拆撐開始前，已經(jīng)達(dá)到后澆帶封閉時間的，需要提前全部封閉；未達(dá)到封閉時間的，應(yīng)提前設(shè)計好傳力體系，在后澆帶處埋設(shè)水平傳力型鋼，將地下室各分區(qū)有效地連成整體受力體系。

8.3 基坑監(jiān)測

拆除內(nèi)支撐過程中，應(yīng)進(jìn)行加密監(jiān)測。在拆撐間歇期，每3天監(jiān)測1次，地面巡查每天1次；在拆撐操作期，每天監(jiān)測1次，地面巡查每天3次。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果得出內(nèi)力分布情況，拆撐卸荷時做到均勻卸荷，卸荷過程中監(jiān)測內(nèi)力重分布情況，及時做出正確判斷，做到信息化施工。

9 結(jié)語

針對超大規(guī)模、受力復(fù)雜的內(nèi)支撐體系，拆撐順序與卸載方法尤為關(guān)鍵，經(jīng)過嚴(yán)密的計算并與專家討論，本項目拆撐安全可控，基坑周邊地面出現(xiàn)少量輕微裂縫，灌縫后未再出現(xiàn)二次裂縫。拆撐用移動式可調(diào)節(jié)型鋼馬凳，采用常見材料制作，加工簡便，可在多個工程中多次重復(fù)利用，周轉(zhuǎn)次數(shù)高，并徹底摒棄了傳統(tǒng)鋼管回頂架反復(fù)搭拆的煩瑣工序，回頂安裝速度快、成捆轉(zhuǎn)運便捷，顯著縮短拆撐工期、節(jié)約成本，安全、高效、環(huán)保。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑拆除工程安全技術(shù)規(guī)范:JGJ 147—2016[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2017.