后拆撐法在基坑支護中的應用分析

季進勇

(深圳市建藝市政工程有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引 言

改革開放四十多年來，城市建設如火如荼，大項目層出不窮，在這個過程中出現(xiàn)了很多深大基坑。為了保障深大基坑的結構安全與穩(wěn)定，經(jīng)常采用內(nèi)支撐進行加固與保護。內(nèi)支撐作為臨時的支護構件，一般會在主體澆筑過程中逐步進行換拆撐。然而換拆撐過程耗費時間較多，會直接影響上部結構施工的工期進度，為了避免工期延誤，多采用逆作法或者順作法中的后拆撐法進行施工。逆作法工藝較為復雜，施工過程協(xié)調(diào)控制困難，一般較少使用。大多數(shù)情況，順作法后拆撐施工已經(jīng)可以較大程度地縮短工期。

后拆撐法能適應緊急工期的要求，但是卻因為存在一些弊端在實際應用中較少，其實后拆撐法的弊端基本能夠通過相應技術方案進行解決。本文將對于后拆撐法這項工藝進行闡述，尤其對其弊端與相應技術方案進行詳細分析。

1 后拆撐法工藝

1.1 后拆撐法簡述

后拆撐法是相對于常規(guī)先拆撐施工的一種工藝。

傳統(tǒng)基坑施工工藝中，內(nèi)支撐在地下室澆筑過程，必須先換撐才能進行拆撐。在原來的基坑支護體系里，內(nèi)支撐發(fā)揮著支撐作用保護基坑安全，因此需要構建新的支撐體系取代原有內(nèi)支撐的效用，完成基坑應力從原有內(nèi)支撐體系向新支撐體系的轉(zhuǎn)移、調(diào)整與分配，才能進行原有內(nèi)支撐結構的拆除。

拆撐過程中，內(nèi)支撐作為鋼筋混凝土大構件，一般需要搭設回頂支撐，采用線鋸切割、炮頭機械拆除、人工拆除等方式分段切割，再調(diào)運離場，工序復雜、十分耗時,嚴重拖累上部結構的施工。以某工程支撐拆除為例，如圖1所示，三道支撐都需要新支撐強度達到設計要求之后方能拆除。換拆撐過程關系著基坑安全與穩(wěn)定，必須嚴格監(jiān)測，很難縮短這段工序的施工時間。

后拆撐法通過預留孔洞延續(xù)了內(nèi)支撐的使用壽命，原有內(nèi)支撐繼續(xù)發(fā)揮效用，因此不需要換拆撐的情況下就能繼續(xù)向上施工主體結構，如圖2所示。后拆撐法實質(zhì)上是調(diào)整了施工工序，精簡了施工關鍵線路的工序，使得拆撐成了非關鍵線路上的工序。理論上后拆撐時間可以地下室澆筑完成后的任意時段完成，有利于項目管理者根據(jù)施工工況、人力、機械資源配備情況進行靈活調(diào)配。在工程實踐中，相較于傳統(tǒng)換拆撐施工，后拆撐法平均每道內(nèi)支撐可以節(jié)省工期25～35 d(視基坑大小與施工環(huán)境而定)。

1.2 后拆撐法優(yōu)勢

(1) 后拆撐法最主要的優(yōu)勢就是節(jié)約工期。換拆撐工序在施工關鍵線路上占用了大量的時間，后拆撐法把換拆撐工序從施工關鍵線路中移除，大幅縮短了地下室結構的施工工期。

(2) 后拆撐法還可以作為臨時傳力結構方便上部結構的施工。上部結構中轉(zhuǎn)換層大梁具有截面大、跨度大的特點，常需要在跨中增設臨時支點。如果轉(zhuǎn)換層大梁空間平面上與下面幾層梁的位置錯開，轉(zhuǎn)換層的施工荷載傳遞問題難以解決。如果從基礎底板上重新施工構造柱作為臨時支點，施工非常麻煩且耗時。采用后拆撐法施工則可以保留格構柱至轉(zhuǎn)換層施工階段，格構柱用以承載轉(zhuǎn)換層大梁施工的荷載。

(3) 后拆撐法在拆撐的時候由于地下室已經(jīng)施工完成，敞開露天的拆撐施工環(huán)境變成了室內(nèi)，對控制噪聲、粉塵擴散非常有幫助，這點在大城市的繁華路段非常有意義。在工程實踐中，拆撐工序的施工高峰期有近80臺空壓機同時工作，陣陣轟鳴聲在地下室內(nèi)震耳欲聾，但是在地面測得各項指標均符合要求，也從未收到附近居民相關投訴。拆撐作業(yè)時，地下室內(nèi)的噪聲分貝較高，需要采取相關措施保護施工人員的健康，如穿戴耳塞耳罩等相關防護道具。

圖1 支撐拆除工序示意圖

圖2 后拆撐法示意圖

(4) 后拆撐法增加了內(nèi)支撐體系的使用周期。內(nèi)支撐拆除時，地下室頂板早已澆筑完成，并達到了設計強度，地下室的整體受力性能已經(jīng)能充分發(fā)揮。通過肥槽的回填，地下室能有效對基坑提供支撐效果，有利于基坑結構的穩(wěn)定與變形控制。

1.3 后拆撐法的不足

1.3.1 防水不當容易造成滲水

地下室的外墻為了避讓內(nèi)支撐所做的預留孔洞成了結構薄弱點與滲水高發(fā)區(qū)，預留孔洞位置的防水如果不重視，極容易形成地下室滲水通道，滲水還可能進一步腐蝕混凝土中的鋼筋，威脅地下室結構安全。

1.3.2 爆破拆除受到制約

相較于傳統(tǒng)方式，后拆撐法的爆破拆除施工環(huán)境變成了室內(nèi)，需要考慮地下室結構安全。一般來說，后拆撐多采用安全經(jīng)濟的繩鋸法，以盡量減小對地下室其他構件的影響。如果采用爆破拆除，則必須做好爆破防護。

1.3.3 拆撐施工空間受到限制

后拆撐法的拆撐施工空間受到限制主要是上部空間受限，相較于傳統(tǒng)拆撐的敞開式空間，后拆撐法進行拆撐作業(yè)的時候，上面的樓板結構已經(jīng)澆筑，周圍還有很多豎向結構。如果上層樓板與內(nèi)支撐結構之間相距過近，施工空間不足，會造成拆撐施工的極大困難。

1.3.4 格構柱影響梁板的澆筑

在空間位置上，格構柱可能與結構梁有重疊部分。因為后拆的原因，本應該拆除的格構柱長時間存在，結構梁中出現(xiàn)了格構柱，結構梁只能在重疊處斷開留待后澆，加大了結構梁的施工難度。同時為了支撐斷開的梁，需要在梁下加設臨時支柱，內(nèi)支撐結構拆除之后，支模澆搗斷開梁的后澆段，后澆段養(yǎng)護達到規(guī)范要求的相應強度后，方能拆模、拆除臨時支柱。

在工程實踐中，如果內(nèi)支撐平面布置未作相應的優(yōu)化，梁穿格構柱的碰撞現(xiàn)象比較嚴重，但是優(yōu)化過后碰撞情況大為改善。

1.3.5 垂直吊運困難

支撐后拆會導致空間平面布置上地下室結構構件與內(nèi)支撐構件相互交錯，一些需要垂直吊運的模板 、鋼管等材料可能會因此出現(xiàn)吊運困難的情況，影響施工。因為地下室已經(jīng)封閉，預留垂直運輸洞口施工條件有限，內(nèi)支撐后拆之后大多也不能像傳統(tǒng)施工那樣采用吊車垂直吊運走，基本依靠叉車利用汽車坡道外運，如圖3所示。因此內(nèi)支撐拆除分塊的大小受到了運輸空間的條件限制。

圖3 叉車外運送混凝土構件示意圖

1.3.6 影響排架的搭設

內(nèi)支撐結構占用了大量的空間，后拆除使得向上搭設排架時不可避免地受到了影響。假如經(jīng)過理論計算，內(nèi)支撐結構的抗彎性能足以承受上部排架的荷載，可以在支撐上鋪設墊板，再將排架的立桿置于墊板之上向上搭設排架。相反，則應該調(diào)整排架方案，滿足結構安全與施工安全要求。

2 后拆撐的施工技術方案

2.1 地下室外墻的防水處理

后拆撐法內(nèi)支撐結構穿過地下室外墻是不可避免的，地下室外墻需要預留洞口，為了防止地下室外墻滲水，洞口的防水處理十分重要。首先應該對地下室預留洞口進行鑿毛，鑿除洞口部分松散混凝土，用清水清洗干凈。

為了保證防水效果可采取后注漿的方式，即預埋注漿管+拆撐后兩側搭設模板封堵注漿的方式。預留注漿管埋設在地下室外墻預留孔洞位置，支撐梁拆除后，在預留孔洞兩側支模并用止水對拉螺栓緊固，模板搭設完成便可以通過預埋注漿管進行注漿，如圖4所示。為了保證地下室外墻洞口后補混凝土與周圍先澆部分接觸緊密，可采用比原地下室外墻混凝土標號高一級的微膨脹混凝土進行封堵。在工程實踐中該方法防水效果好，預留孔洞位置沒有發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

圖4 地下室預留孔洞防水處理示意圖

2.2 平面優(yōu)化

平面優(yōu)化遵循避讓原則。

后拆撐法在空間平面布置上會有很多沖突的地方，有些可以通過調(diào)整施工方案解決，有些則需要調(diào)整設計方案。

在樓板部位設置用以施工材料的垂直運輸?shù)念A留洞口時，可以通過內(nèi)支撐平面布置圖與地下室各個樓層的樓板結構布置圖進行對照，垂直吊運洞口盡量避讓內(nèi)支撐結構與結構梁的平面位置，在遠離內(nèi)支撐與結構梁分布密集區(qū)域施工垂直吊運預留洞口。

內(nèi)支撐結構盡量避讓主體結構。避免內(nèi)支撐因為與主體結構沖突不得已進行局部的早期拆除，盡量保證內(nèi)支撐體系的完整性。如果轉(zhuǎn)換層大梁施工需要格構柱作為臨時傳力結構，應當調(diào)整位置使得格構柱既能滿足內(nèi)支撐要求，又能為大梁跨中位置提供支撐。

2.3 空間優(yōu)化

內(nèi)支撐結構最終還是要拆除的，傳統(tǒng)做法內(nèi)支撐拆除是開放空間作業(yè)，不必考慮上部結構與內(nèi)支撐結構之間作業(yè)空間。 但是后拆撐必須考慮為拆撐施工預留足夠的施工空間以及防護搭設空間。因此在內(nèi)支撐設計時應充分考慮其與上部結構的高程差以滿足施工空間需求。

2.4 室內(nèi)爆破防護

如果采取靜力爆破的方式進行內(nèi)支撐拆除，必須做好爆破防護。相較于傳統(tǒng)敞開式爆破施工條件，室內(nèi)爆破防護需要保護的結構多了許多，飛石、瞬間氣壓可能會對樓板、結構梁、周邊豎向結構造成損傷。可采用近體防護，如在待爆體上覆蓋多層麻袋、在爆破輻射范圍的地板上鋪設兩層麻袋，為了防止意外，常常將輻射范圍的周邊外延兩米，擴大范圍保護。對于爆破影響范圍內(nèi)重要的結構柱、剪力墻可用竹笆貼于結構表面的方式進行保護。如果爆破不慎傷到了結構，則應該進行補救。

2.5 基坑監(jiān)測

內(nèi)支撐拆除過程基坑出現(xiàn)了應力變化，應該進行嚴格的監(jiān)測，應該對圍護墻頂部垂直、水平位移，圍護墻側向變形(測斜)，支撐軸力，立柱垂直位移監(jiān)測，坑外地下水位等對結構安全、周邊環(huán)境影響重大的指標進行嚴密監(jiān)測，建議監(jiān)測頻率2天一次。拆撐過程如果有數(shù)據(jù)指標超出安全范圍，應該立刻停止拆撐，并通知監(jiān)理、設計、業(yè)主單位，組織專家調(diào)查，發(fā)現(xiàn)并及時處理問題。

3 結 語

盡管后拆撐在工程應用中有一些難以避免的弊端，實際上加大了施工的總工作量。但是它調(diào)節(jié)了工序，以空間換取了時間，在縮短工期上的作用十分顯著。此外，后拆撐的室內(nèi)拆撐條件，成功的控制了拆撐過程中的噪聲、粉塵污染傳播，很符合環(huán)境友好的理念，減少了對周圍居民的影響，對強調(diào)保護環(huán)境、以人為本的繁華都市十分有意義，也有效避免了因為周邊居民投訴影響施工的情況。此外，該工藝還具有利于基坑變形控制等優(yōu)點。對于后拆撐工藝上不足的地方，應該選用合適的技術方案，并加強與設計的聯(lián)系，從施工方案優(yōu)化與設計優(yōu)化的角度減小施工中的不利影響。