大跨度基坑混凝土支撐分段拆除施工技術(shù)

陳 柱，陳 煜，莫亞婷，褚 煒

（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131）

1 工程概況

常州市綠都萬和城06、07地塊基坑開挖面積27 068m2，基坑周長866m，基坑?xùn)|西向跨度約350m，南北向跨度約90m。本工程地下3層，基坑挖深7.40～12.55m?；又ёo(hù)采用“850mm@1 200mm三軸攪拌止水樁+900mm@1 100mm、1 100mm@1 300mm、800mm@1 300mm、800mm@1 100mm鉆孔灌注樁支護(hù)+1道鋼筋混凝土支撐”體系。

H型鋼、鉆孔灌注樁采用1 100mm×1 300mm×1 400mm的C30鋼筋混凝土冠梁連接，連梁LXL為700mm×600mm，混凝土內(nèi)支撐體系采用ZC-1角撐（850mm×850mm）、ZC-2角撐（950mm×900mm）。

2 混凝土支撐拆除工作量

拆除工作包括角撐、連梁3 885m3，格構(gòu)柱189根，238t。

3 混凝土支撐梁拆除順序安排

3.1 混凝土支撐編號(hào)

根據(jù)本基坑對(duì)撐加角撐的特點(diǎn)，將角撐編號(hào)為1～10，如圖 1 所示。

圖1 基坑內(nèi)角撐編號(hào)

3.2 混凝土支撐換撐區(qū)域編號(hào)

混凝土支撐相對(duì)應(yīng)的換撐區(qū)域分為1～7區(qū)，如圖2所示。

圖2 基坑內(nèi)支撐換撐分區(qū)

4 具體卸荷拆除順序及前置條件

4.1 第1次拆除

4.2 第2次拆除

4.3 第3次拆除

4.4 第4次拆除

4.5 第5次拆除

4.6 第6次拆除

4.7 第7次拆除

5 角撐及對(duì)撐拆撐

5.1 拆撐順序

支撐拆除在滿足設(shè)計(jì)工況要求之后進(jìn)行。先拆除副支撐，然后拆除主支撐。對(duì)撐支撐梁拆除時(shí)，做到支撐兩端與腰梁同時(shí)進(jìn)行切割、斷開，之后再將無軸力的支撐梁逐段拆除。角撐及對(duì)撐拆除順序如圖3，4所示。

圖3 角撐拆除順序

圖4 對(duì)撐拆除順序

5.2 內(nèi)支撐拆除

混凝土內(nèi)支撐采用繩鋸切割拆除，繩鋸切割施工作業(yè)速度快、噪聲低、無震動(dòng)，對(duì)周邊環(huán)境影響小，且切口平直光滑，無需善后加工處理，有利于底板已有結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件保護(hù)；現(xiàn)場無粉塵廢氣污染；支撐轉(zhuǎn)運(yùn)至別處處理，大大縮短施工工期。

繩鋸切割施工工藝流程：定位放切割線→放置鋼馬凳→鏈鋸切割（鏈鋸切割斜切倒八字口）→起重機(jī)張緊支撐→氣割→起重機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)→裝車外運(yùn)→格構(gòu)柱周邊預(yù)留混凝土破除→現(xiàn)場建筑垃圾清理外運(yùn)。

5.2.1 步驟1：定位放線

1）測量放切割線時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按專項(xiàng)施工方案規(guī)劃好的切割分塊線準(zhǔn)確標(biāo)出支撐切割線，以保證切割吊裝施工安全有序進(jìn)行。

2）支撐切割原則上先切割中間，再切割兩側(cè)，吊塊切割成倒八字斜邊，以方便吊裝。鋼筋混凝土塊體切割時(shí)塊體盡可能最大化，切割次數(shù)盡可能最小化，達(dá)到最大經(jīng)效益和最快施工速度。

3）鋼筋混凝土塊體的大小應(yīng)考慮起重機(jī)的選型及起重機(jī)起重穩(wěn)定力矩，本工程采用80t起重機(jī)?；炷翂K體最大重量不得大于9t。最大長度不得大于4m。主支撐截面950mm×900mm，其4m長的重量為8.55t。支撐梁切割前應(yīng)準(zhǔn)確放樣，使切割后的混凝土塊體與理論計(jì)算值大致相符，以避免吊運(yùn)時(shí)超載，造成安全隱患。

5.2.2 步驟2：放置鋼馬凳

拆除工程使用鋼方通馬凳支架作為支撐梁底部架體，可直接在支撐梁下搭設(shè)此架體，加以枕木塞縫即可完成回頂施工。在拆除區(qū)域間距2m均勻布置鋼方通馬凳支架。馬凳材料為100mm×100m×5mm，40mm×80mm×3m鋼方通，采用焊接的方法制成（見圖5）。

圖5 鋼方通馬凳構(gòu)造

5.2.3 步驟3：切割

利用鏈鋸自下而上按照倒八字形進(jìn)行切割。切割用水、電及機(jī)械設(shè)備的管路連接應(yīng)正確規(guī)范、相對(duì)集中。切割施工中嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程。繩索切割施工過程中，繩鋸運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)設(shè)置安全護(hù)欄進(jìn)行防護(hù)，并設(shè)置安全標(biāo)志。切割施工過程中密切觀察繩鋸機(jī)底座的穩(wěn)定性，隨時(shí)調(diào)整導(dǎo)向輪的偏移，以確保切割繩在同一個(gè)平面。

5.2.4 步驟4：鑿除

利用空壓機(jī)將混凝土支撐預(yù)留的混凝土鑿除。

5.2.5 步驟5：叉運(yùn)

本工程支撐梁切割塊的分塊重量控制在10t以內(nèi)，現(xiàn)場通過10t叉車將混凝土切割塊運(yùn)至指定樓面臨時(shí)堆放點(diǎn)，切割塊隨堆隨吊隨運(yùn)。叉車樓面上行走路線范圍內(nèi)布置滿堂支撐體系。行車線路避讓口部、墻板、框架柱、格構(gòu)柱、坑洞等，樓面高低跨區(qū)域做1∶7的鋼斜坡。行車線路上穿越豎向插筋時(shí)豎向鋼筋放倒，面層設(shè)置鋼斜坡通道，后期恢復(fù)到位。

5.2.6 步驟6：吊運(yùn)

根據(jù)吊重及場地條件，采用80t起重機(jī)進(jìn)行混凝土支撐塊的吊運(yùn)工作。吊裝時(shí)起重機(jī)?？吭诨又苓叺缆飞希?yīng)盡量遠(yuǎn)離基坑邊緣。

1）鋼絲繩選擇 以支撐4m長度進(jìn)行驗(yàn)算，現(xiàn)場支撐長度切割最長不超過4m，吊裝角度不小于60°，采用兩吊點(diǎn)，則每根鋼絲繩受力為52kN。根據(jù)計(jì)算，吊裝鋼絲繩選用2根長10m，6×37M類鋼芯鋼絲繩，鋼絲繩直徑44.0mm，可滿足使用要求。

2）防護(hù)措施 支撐梁分段切割后進(jìn)行起重吊運(yùn)，設(shè)置2個(gè)吊點(diǎn)，采用鋼絲繩將混凝土塊整體捆住，在支撐梁的4個(gè)角部事先用風(fēng)鎬頭打出凹槽，防止鋼絲繩滑落，同時(shí)采用柔性材料（舊橡膠輪胎等）對(duì)鋼絲繩進(jìn)行保護(hù)，防止剪切破壞。

5.2.7 步驟7：外運(yùn)

切割后的支撐混凝土塊采用吊機(jī)吊裝，利用20t平板車直接將其外運(yùn)至指定場所再破碎。梁體起吊時(shí)，速度要均勻，構(gòu)件要平穩(wěn)，混凝土塊體須慢速輕放。

5.3 格構(gòu)柱拆除方式

5.3.1 格構(gòu)柱拆除方法及技術(shù)措施

1）支柱拆除擬在所有支撐、橫梁全部拆除后進(jìn)行，拆除順序由上至下分段分層將立柱斷開，并將斷開的立柱從地下室吊到地面再運(yùn)走。

2）首先用三角架將支柱臨時(shí)固定，將鋼立柱切斷，再用塔式起重機(jī)將切斷的立柱吊至地面運(yùn)出。

3）立柱分段切斷長度根據(jù)叉車合理轉(zhuǎn)運(yùn)長度確定。本工程需切割的鋼格柱長9.2m，擬分4段割除，每段長約2.3m，重約2.5t，現(xiàn)場由叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至場外。

5.3.2 格構(gòu)柱周邊混凝土支撐拆除

格構(gòu)柱節(jié)點(diǎn)處混凝土支撐拆除時(shí)，采用小型鎬頭機(jī)或風(fēng)鎬對(duì)稱拆除。

6 基坑監(jiān)測

1）累計(jì)變化 地表豎向位移最大位移量為-17.57mm，周邊道路沉降最大位移量為-8.18mm，周邊管線沉降最大位移量為-7.08mm，北側(cè)河道駁岸水平與垂向最大位移量為1.96mm和-2.61mm，立柱豎向位移最大位移量為-10.25mm，樁頂水平位移最大位移量為21.55mm，樁頂豎向位移最大位移量為-19.68mm，土體深層位移最大位移量為26.92mm，坑外水位變化最大位移量為1410mm。

2）變化速率 水平方向最大值為0.60mm/d，豎向?yàn)?0.27mm/d；土體深層位移速率最大值為0.70mm/d，周邊道路沉降速率最大值為-0.12mm/d。

監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)最大變化量和速率最大變化量均在控制值范圍內(nèi)，監(jiān)測結(jié)果正常。

7 結(jié)語

綠都萬和城06、07地塊項(xiàng)目內(nèi)支撐分段拆除施工方案經(jīng)專家論證會(huì)認(rèn)可后實(shí)施，施工過程中的第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)最大變化量和速率最大變化量均在控制值范圍內(nèi)，基坑圍護(hù)均處于安全可控范圍，證明本工程基坑內(nèi)支撐分段拆除施工切實(shí)可行，同時(shí)可大幅縮短施工時(shí)間，確保合同約定的節(jié)點(diǎn)工期，并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。