淺析深基坑支護分段換撐及拆除的施工安全技術

張來森 胡平

在城區(qū)深基坑分標段支護拆除和換撐施工中，若在支護結構換撐施工中遇到主體結構墻柱與基坑支撐梁柱位置沖突，將導致正常換撐及拆除無法進行。基于杭州某項目在深基坑支護分段換撐和拆除施工中遇到的問題解決措施，介紹了正常換撐和結構位置沖突換撐拆除的施工安全技術。

深基坑； 分段換撐； 結構位置沖突； 施工技術

TU94+2 B

［定稿日期］2021-12-29

［作者簡介］張來森（1987—），男，本科，一級建造師，主要從事建筑工程管理工作；胡平（1986—），男，本科，高級工程師，注冊安全工程師，安全評價師，一級建造師，主要從事建筑工程管理、施工安全管理工作。

隨著城市建設的快速發(fā)展，項目建設呈小面積多個標段依次施工的趨勢，以便逐個標段設計出圖，縮短項目開發(fā)周期，但給建設工程施工帶來巨大的挑戰(zhàn)。本文總結杭州某項目深基坑支護分段換撐及拆除施工過程中遇到的問題及解決措施，對基坑換拆撐的施工方法以及施工中遇到的重難點問題進行簡要論述，為類似工程的施工提供參考借鑒。

1 工程概況

該項目位于杭州市下城區(qū)，由2棟高層建筑和附屬裙樓組成，地下結構2層，項目用地面積8 332 m2，施工圖總建筑面積35 737 m2。其中地下1層層高為6 m，地下1層夾層為非機動車庫層高3 m，地下2層層高為4.5 m。基坑面積6 890 m2，基坑圍護邊長337 m，基坑開挖深度為11.25 m。采用直徑0.9 m排樁+內支撐的鋼筋混凝土內支撐形式，樁間支護采用三軸水泥攪拌樁止水帷幕，采用2道內支撐支護結構，混凝土支撐壓頂梁斷面為1000 mm×850 mm;支撐最大斷面為900 mm×1000 mm，最小斷面為600 mm×700 mm，混凝土等級C30。支撐標高為-1.7 m、-6.75 m，基坑安全等級為一級，基坑周邊環(huán)境見圖1。

2 支撐拆除重、難點分析

（1）由于同一基坑分2個標段施工。局部支撐不能按照正常從底部到頂部拆除的順序，需保留部分格構柱和支撐梁，預留后澆帶，對換撐部位二次建筑混凝土，施工難度大。

（2）對于預留后澆筑的結構柱和支撐梁，需要設置后澆混凝土的措施，保證負2層預留板柱混凝土澆筑密實。

（3）基坑工程東、南、西、北基坑邊線距離用地紅線極窄，僅有供人行走的環(huán)形通道，且外部為城市主干道，無材料臨時堆放場地、無施工機具停放場地。

（4）基坑四周無環(huán)形施工道路，并且塔吊還要為主體結構施工材料提供垂直運輸，造成了基坑拆撐期間占用塔吊，嚴重影響主體結構施工進度，項目進度協(xié)調難度大，施工效率不高。

3 正常支撐拆除施工方法

3.1 施工流程

3.1.1 施工順序

2層地下室區(qū)域待地下室底板達到85%設計強度后，在不影響結構施工和支護結構的位置，拆除部分第二道支撐；待地下一層樓板及換撐構件達到85%設計強度后，拆除不影響結構施工和位置沖突的第一道支撐，建筑結構梁柱和基坑支護換撐的施工方法見本文第4章節(jié)梁柱沖突位置的施工方法。

正常支撐梁拆除應對稱進行，以盡量減少技術間歇期。第二道支撐拆除順序：2層地下室（1區(qū)）北側（第二道）—2層地下室（2區(qū)）西北角撐（第二道）—2層地下室（3區(qū)）東北角撐（第二道）—2層地下室（4區(qū)）中間西邊對撐（第二道）—2層地下室（5區(qū)）中間東邊對撐（第二道），第一道支撐拆除參照第二道支撐拆除順序，支撐拆除順序見圖2。

3.1.2 支撐拆除分析

（1）2層地下室區(qū)域支撐拆除，工況1如圖3所示。

（2）墊層鋪至圍護樁邊，澆注底板時在底板位置澆注一層素混凝土（混凝土強度等級同底板），底板后澆帶應設置傳力型鋼，底板混凝土澆筑前應將支護樁與換撐結構接觸部位清洗干凈、鑿毛，使基坑支護在新的支撐條件下重新建立平衡［1］，工況2如圖4所示。

（3）待地下室底板達到85%設計強度后，拆除第二道支撐；地下室外墻施工，施工地下室至地下1層樓板，同時做換撐構件。支撐應先拆除聯(lián)系梁，后拆除主撐，拆除支撐時應對稱的進行，工況3如圖5所示。

3.1.3 支撐梁分塊劃分

本工程塔吊型號為QTZ80，將破除的支撐梁吊運到基坑邊裝車運走，1#塔需要吊運半徑約50 m，2#塔吊需要吊運半徑約45.5 m，根據(jù)塔吊的起吊性能可知，塔吊QTZ80在半徑50 m處起吊重量3 t。

綜上所述，支撐梁及棧橋板分段、分塊如表1所示。

3.2 支撐拆除

3.2.1 支撐拆除方法比選

城區(qū)項目環(huán)境要求高，基坑四周環(huán)境和主要起重機械選型的限制，結合現(xiàn)場實際分析，在人工破除、機械破除、傳統(tǒng)爆破，靜力爆破和繩鋸切割法中，該項目支撐拆除的方法優(yōu)選繩鋸切割法［2］，優(yōu)點有：

（1）由于本工程基坑安全要求高，所以不能采取對基坑有大擾動的方式來拆除，繩鋸切割法為無損靜力切割，對結構擾動小，低噪音，無污染，少粉塵，所切割的截面分塊平整。

（2）繩鋸切割法不限制鋼筋混凝土切塊的長度大小，適應多尺寸內支撐梁工藝切割。

（3）繩鋸切割法不受被切割物的體積大小和形狀的限制，可以根據(jù)現(xiàn)場起重機械運力和預留運輸通道的尺寸切割。

3.2.2 分段切割施工

（1）拆除施工工藝流程為：搭設支撐架—鉆機排孔施工—金剛鏈切割—起重機吊運—運輸至指定位置—支撐破碎（回收鋼筋）—垃圾渣土處理［3］。

（2）工程分段切割程序總體為：先中部后臨邊；先遠處后近處；先切割次要、受力小的支撐桿件，后切割主要的、受力大的支撐桿件。中部棧橋板的支撐應先拆除棧橋板，后拆除支撐梁，先拆除角撐，再拆除短方向對撐，先分離支撐桿與圍檁，再拆支撐桿，最后拆圍檁。主要受力支撐桿件的切割應間隔進行，使支撐拆除部位的圍護體應力釋放和變形能相對對稱、均勻、緩慢。

（3）應由具有豐富施工經驗的人員進行繩鋸設備的操作，繩鋸在支撐梁切割時應有5%的角度，使支撐梁切完后成倒“八”字型，防止切割過程中下墜，同時方便吊裝。

3.2.3 鋼格構柱割除施工

（1）格構柱分層分段依次拆除，由專業(yè)拆除隊伍進行拆除，禁止在拆除過程中碰撞板、柱、墻。在拆除過程中必須輕放、慢放，不得拖拉格構柱。

（2）主支撐與鋼格構柱連接點，待格構柱上部支撐全部拆除后在拆除格構柱。

4 梁柱沖突位置的施工方法

4.1 支撐后拆實施說明

根據(jù)支撐后拆施工設計圖，將結構柱與內支撐梁等沖突部位采取加設混凝土柱的方式（以下稱為小柱），達到“托梁換柱的效果”，待基坑內支撐拆除完成后，將被影響的結構柱進行二次混凝土澆注，完成支撐后拆。

4.2 施工方法

4.2.1 植筋和支模加固

按設計圖對“小柱”進行定位放線，不同樓層定位不得超過5 mm。根據(jù)設計圖要求選擇相應的鋼筋進行植筋，其植筋深度見表2。

植筋深度未示明的采用上表值，懸挑構件植筋深度為上表的1.5倍。

植筋施工注意事項：

1.新增部分與原結構連接處采用植筋方式，在原混凝土結構鉆孔時嚴禁采用沖擊錘，鉆孔位置應避開原鋼筋，不得鉆斷主筋；成孔后，應將孔內廢渣清理沖洗干凈，鉆孔深度應進行測量，必須滿足設計要求；

2.鋼筋表面進行除銹處理，鉆孔內應保持干燥；

3.植筋用的膠粘劑應采用A級改性環(huán)氧類結構膠粘劑或A級改性乙烯基酯類結構膠粘劑并需有產品合格證明，嚴格按照產品說明進行施工，固化過程應對鋼筋進行保護鋼筋不得有任何松動；根據(jù)有關規(guī)范驗收合格后方可進行下道工序；

4.新舊混凝土連接處，原構件混凝土保護層鑿除，鑿除時不得損傷保留部分，澆筑混凝土前需對連接處界面進行鑿糙、打毛、沖凈、涂刷界面劑后方澆筑，并保證新舊混凝土結合成一體；

5.本次新增澆筑部分混凝土等級為C35，且需采用添加膨脹劑的微膨脹自密實細石混凝土；

6.本工程承重結構植筋的最小錨固深刻圖中未注明者可按下表執(zhí)行。

支模材料及加固方式同大面，其“小柱”與結構梁的模板進行連通，連接節(jié)點見圖6。

4.2.2 結構梁鋼筋接頭預留和后澆柱混凝土施工

所有無法一次成型的結構柱周圍的梁鋼筋預留鋼筋接頭長度均按結構柱的抗震等級及混凝土強度進行預留。

未澆筑結構柱的位置需隨主體一次行封閉完成，不能留設洞口，需將板形成一個整體，混凝土澆筑時需在柱中預埋250×6 mm鋼套管（情況特殊可預埋多個）方便后期二次澆筑結構柱及梁。后期二次澆筑前先將混凝土進行鑿毛，澆筑時采用較原混凝土等級提高一級的自密實混凝土，需利用預埋的鋼套管+高壓注漿的方式進行配合，當拆模后發(fā)現(xiàn)混凝土未密實，或達不到要求時，采用高壓注射灌漿料進行修正（或將柱上封閉的部位進行剔除，重新一起澆筑），保證混凝土的密實性。其節(jié)點如圖7所示。

4.2.3 柱鋼筋預留及混凝土澆筑

未施工的結構柱，若在結構施工時預埋柱鋼筋，必定會造成鋼筋偏位，現(xiàn)場結構施工時，不作鋼筋預留，待后期二次澆筑時，通過鉆孔的方式安裝柱鋼筋，先根據(jù)定位放線，確定結構柱的詳細位置，再根據(jù)柱鋼筋的排布方式畫點鉆孔，鉆孔完成后清理孔內灰塵，待鋼筋安裝后采用注漿工藝對鉆孔澆筑密實。被影響的柱頂混凝土隨結構一次澆筑，高度同柱周圍梁高，“小柱”的混凝土等級為C30，后澆構件以相鄰構件混凝土強度等級取大值。

4.2.4 格構柱與梁沖突

梁與格構柱沖突斷開的位置采用后澆帶換撐的方式，其被斷開的梁采用Q235 Ⅰ10工字鋼進行連接，見圖8。

5 施工保證措施

5.1 質量安全保證措施

（1）內支撐梁拆除時，應嚴格復核換撐板帶的混凝土強度； 頂撐梁與支護樁之間采用植筋連接，鉆孔深度及植筋方式滿足規(guī)范要求。

（2）按照支撐及棧橋拆除條件、順序及安全措施，重點注意坑邊及棧橋荷載控制。

（3）加強支撐梁下，工程樁、格構柱監(jiān)測點的保護。

（4）要注意車道位置處內支撐梁臨時支撐的設置位置和間距，需要叉車臨時轉運時，應提前預留叉車下基坑的孔洞。

（5）合理選擇起重機具參數(shù)，起重機類型，應注意塔吊起重量和工作半徑。

（6）需在基坑四周均勻加設水霧抑塵裝置進行降塵，避免影響周邊環(huán)境;成品保護方面，在繩鋸切割前，需將墻柱鋼筋包薄膜保護、后澆帶區(qū)域作覆蓋，避免后期進行墻柱鋼筋、柱根部、后澆帶淤泥的清理［4］。

（7）對于格構柱立柱與主體結構沖突的局部區(qū)域，需要設置臨時立柱支撐，支撐梁板后方可繼續(xù)作業(yè)。同時要對臨時立柱支撐的承載力，剛度，穩(wěn)定性進行驗算，保障施工安全。

5.2 基坑監(jiān)測措施

（1）基坑支護在拆除和換撐的過程中，要監(jiān)測維護結構頂部水平位移，頂部及周邊道路的沉降，建筑物的裂縫情況，各道支撐軸力變化等，重點是圍護結構頂部水平位移，深層水平位移（測斜），第一道支撐軸力變化和第二道支撐軸力4個主要監(jiān)測項目數(shù)據(jù)變化的監(jiān)測［5］。

（2）由具有資質的第三方單位監(jiān)測，出現(xiàn)異常及時通知監(jiān)理、設計、業(yè)主及施工單位處理。一般情況當基坑變化速率位移3 mm/d，連續(xù)3天以上，或累計位移達到40 mm時，應立即停止施工，采取應急措施。

6 結束語

本文結合了杭州某項目深基坑內支撐梁拆除施工工藝與施工技術要點，分析了狹窄深基坑支護結構拆除和換撐的重點和難點，介紹了正常拆撐和梁柱沖突位置情況下的施工方法。通過以上施工安全技術的實施，縮短了施工工期，確保了換撐過程中的施工質量和安全。

參考文獻

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［3］ 吉璇.鬧市區(qū)拆除基坑混凝土支撐的綠色施工新工藝.地基基礎［J］.建筑施工，2012（8）.

［4］ 倪超， 邱嘉敏.狹窄場地內深基坑拆換撐方案的優(yōu)化與施工［J］.中國房地產業(yè)（下旬），2019（10）.

［5］ 張雷云.基坑開挖階段圍護結構的變形及內力分析［J］.建筑施工，2013（7）.