房屋建筑工程深基坑內(nèi)支撐拆除施工工藝探討

石江余 劉铚

摘要：混凝土內(nèi)支撐是目前工程中較常用的基坑支護(hù)方式，但是內(nèi)支撐的拆除產(chǎn)生的垃圾、噪音成為工程界的難題，內(nèi)支撐無損切割拆除施工技術(shù)是利用金剛石繩索切割混凝土支撐。對(duì)基坑周邊環(huán)境條件、建筑物進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合內(nèi)支撐拆除單元的劃分，施工流水等，對(duì)采用繩鋸機(jī)械拆除內(nèi)支撐施工工藝進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：基坑工程； 內(nèi)支撐； 拆除； 施工工藝

中圖分類號(hào)：TU746.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

以某深基坑項(xiàng)內(nèi)支撐拆除為例，采用繩鋸法拆除基坑工程內(nèi)支撐，與傳統(tǒng)的拆除方法相比更具有優(yōu)越性，有效降低了因拆除對(duì)周圍建筑物的影響，施工無粉塵，噪音小，更具有環(huán)保效果［1］。既保證了基坑工程的安全又給地下室結(jié)構(gòu)提前插入提供工作面。隨著地下室主體結(jié)構(gòu)的插入，內(nèi)支撐往往占據(jù)地下室結(jié)構(gòu)范圍，影響地下室的施工，需要對(duì)內(nèi)支撐進(jìn)行拆除［2］，對(duì)混凝土內(nèi)支撐的拆除施工方法的選擇、拆除區(qū)域劃分、施工流水、施工工藝等進(jìn)行研究，以期對(duì)深基坑工程項(xiàng)目內(nèi)支撐拆除提供參考和借鑒。

1工程概述

1.1項(xiàng)目概述

光明區(qū)中心醫(yī)院二期項(xiàng)目新建建筑面積 177 730 m2，其中地上126 679 m2、地下 51 051 m2，地上最大層數(shù) 19 層，地下3 層，基坑面積約18 086 m2，基坑周長約542 m，設(shè)3層地下室，基坑底絕對(duì)高程為18.1 m，正負(fù)零高程為32.7 m，基坑平均開挖深度18 m。

1.2內(nèi)支撐情況概述

基坑分段采用樁撐結(jié)構(gòu)、樁錨結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。在基坑西北、東北、西南均采用內(nèi)支撐支護(hù)形式，內(nèi)支撐占基坑面積45%，冠梁、支撐梁、腰梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。冠梁1200 mm×1800 mm；冠梁連梁LL 1800 mm×800 mm；支撐梁ZC1000 mm×1000 mm；腰梁YL1 1000 mm×1200 mm，基坑工程內(nèi)支撐平面示意見圖1。

2內(nèi)支撐拆除施工方法選擇

項(xiàng)目基坑平均深度18 m，根據(jù)項(xiàng)目所處地理位置及周邊環(huán)境，結(jié)合拆除安全、質(zhì)量要求等要求，基坑內(nèi)支撐拆除選擇繩鋸機(jī)械切割方法，繩鋸機(jī)械切割時(shí)在支撐結(jié)構(gòu)下搭設(shè)支撐架，將支撐結(jié)構(gòu)分段切割，然后用塔吊或其它機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)或直接吊運(yùn)出基坑，裝車運(yùn)出場外，優(yōu)點(diǎn)是在拆除過程中噪音小，振動(dòng)小，對(duì)環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)影響較小，已在深基坑內(nèi)支撐拆除過程中被廣泛采用。項(xiàng)目采用的主要切割設(shè)備金剛石繩鋸，搭配水鉆孔機(jī)［3］。純切割速度：30～40 min/斷面；安裝時(shí)間：10～20 min/次。

3周邊環(huán)境條件

項(xiàng)目場地北側(cè)臨近院區(qū)住院大樓，基坑邊線距離建筑邊線約為17 m，紅線與建筑物之間埋設(shè)有雨水管和污水管。場地東側(cè)鄰近2棟1層建筑物，基坑邊線距離建筑邊線約為6.5 m，紅線外為市政道路，道路東側(cè)為公園，市政道路旁埋設(shè)有燃?xì)夤芫€、污水管、雨水管等地下管線。場地西側(cè)、南側(cè)紅線外均為市政道路，基坑四周管線復(fù)雜且臨近建筑物。

4技術(shù)參數(shù)

4.1拼裝式方型鋼架

（1）高0.6 m以上支撐采用拼裝式方型鋼架拆除臨時(shí)支撐體系，方型鋼架高度根據(jù)支撐距下層結(jié)構(gòu)板的高度，采用2.0 m、1 m、0.5 m、0.2 m高度的立桿進(jìn)行組合拼裝。方型鋼架之間支設(shè)間距根據(jù)分塊尺寸確定，確保每個(gè)切割段的支撐梁都在方型鋼架上。

（2）拼裝式的方型鋼架立柱采用方鋼焊制，使用前在場地內(nèi)，提前將各個(gè)構(gòu)件使用螺栓，按需要的尺寸拼裝組合好。

（3）方型鋼架用小叉車叉運(yùn)至支撐梁下方，支設(shè)完成后，方型鋼架頂部與支撐梁底之間不超過15 cm的空隙直接使用方木楔墊。對(duì)于支設(shè)好的方型鋼架之間使用鋼管扣件進(jìn)行縱橫向連接，防止單個(gè)方型鋼架失穩(wěn)發(fā)生傾覆。

（4）拼裝式支撐梁切割用方型鋼架，材質(zhì)為Q345型鋼，立柱方鋼截面尺寸80 mm×80 mm×6 mm，長度2.0 m、1 m、0.5 m、0.2 m，橫撐槽鋼120 mm×6 mm，長度740 mm，耳板鋼板100 mm×100 mm×8 mm，螺栓Q345，直徑16 mm，長度120 mm。

（5）為提高可拼裝式支撐梁切割用方型鋼架的抗傾覆系數(shù)，支撐梁切割刀口處縱向鋼筋左右各保留一根。經(jīng)計(jì)算的分段切割長度必須滿足起重設(shè)備的有效吊重，方型鋼架的擺放間距：計(jì)算長度不大于1.6 m時(shí)，放置 1個(gè)方型鋼架，當(dāng)分段切割長度大于1.6 m時(shí)，至少放置 2個(gè)方型鋼架。

（6）待叉車叉運(yùn)時(shí)再使用等離子切斷機(jī)將預(yù)留角筋切斷后進(jìn)行叉運(yùn)，拼裝式方型鋼架現(xiàn)場施工圖見圖2。

4.2枕木楔墊支撐

（1）對(duì)于高度不高于0.6 m的支撐梁，直接采用2塊枕木在支撐梁下方進(jìn)行井字形疊加搭設(shè)臨時(shí)支撐體系，枕木楔墊支撐見圖3。

5施工工藝流程

5.1內(nèi)支撐梁分塊劃分原則

（1）根據(jù)內(nèi)支撐梁的結(jié)構(gòu)尺寸，支撐下層主體結(jié)構(gòu)的承載力，起重設(shè)備性能參數(shù)和重型貨車的載重，確定分塊尺寸后，在結(jié)構(gòu)物上放出分塊切割線。

（2）綜合分析本項(xiàng)目的實(shí)際情況，根據(jù)將本工程支撐的分塊重量控制在7 t以內(nèi)。通過查詢80 t汽車吊起重半徑，根據(jù)80 t汽車吊的起重參數(shù)，切割混凝土塊的重量為不超過7 t，確定切割后的混凝土塊吊運(yùn)時(shí)汽車吊的有效工作半徑。

（3）支撐梁切割前應(yīng)正確放樣，使切割后的混凝土塊體與理論計(jì)算值保持相符，不致吊運(yùn)時(shí)超載，造成安全隱患。根據(jù)內(nèi)支撐梁圖紙截面尺寸計(jì)算，對(duì)內(nèi)支撐區(qū)域A的分塊長度為1.3～4.3 m，截面尺寸最小為800 mm×800 mm，截面最大尺寸為1000 mm×1200 mm，重量不超過5 t，主體結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋和內(nèi)支撐梁交叉影響的情況下，內(nèi)支撐梁分塊尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)整。

5.2內(nèi)支撐梁拆除區(qū)域劃分

在基坑工程內(nèi)支撐拆除過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)閮?nèi)支撐拆除產(chǎn)生應(yīng)力釋放和再分配及再傳遞，為了保護(hù)基坑和周邊建筑物及環(huán)境不受內(nèi)支撐拆除產(chǎn)生應(yīng)力集中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，新澆筑的地下室及換撐梁混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到75%，方可進(jìn)行支撐拆除作業(yè)，因此確定內(nèi)支撐梁整體拆除擬按分區(qū)順序：B區(qū)—A區(qū)—C區(qū)對(duì)撐拆除施工。

5.3內(nèi)支撐梁拆除順序劃分

（1）內(nèi)支撐主梁及系梁的拆除順序?yàn)橛赏獠肯騼?nèi)部，先拆除長支撐再拆除較短的支撐梁，保證拆撐過程中應(yīng)力釋放的均勻性。

（2）先拆除角撐后拆除對(duì)撐，先拆除外側(cè)的支撐梁，后拆除內(nèi)側(cè)支撐梁，單根支撐梁的拆除順序?yàn)橛芍虚g向兩端施工，首吊塊切割成斜邊。預(yù)留內(nèi)支撐梁上部角筋和支撐腰梁吊筋一定不能在切割工序中進(jìn)行割除，當(dāng)叉車就位后，即將進(jìn)行卸塊工序時(shí)，方可割除內(nèi)支撐梁上部角筋和支撐腰梁吊筋。

（3）結(jié)合項(xiàng)目整體施工部署，地下室施工順序及施工段劃分，整個(gè)支撐拆除施工可分為3個(gè)施工區(qū)域，3個(gè)施工流水段進(jìn)行。施工順序先拆除內(nèi)支撐B，再拆除內(nèi)支撐A，在拆除內(nèi)支撐C。

5.4換撐梁施工

根據(jù)現(xiàn)場施工條件、進(jìn)度和整體施工部署，為了保證拆除內(nèi)支撐后支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平推力能正常傳遞，澆筑地下室負(fù)三層及負(fù)二層的頂板時(shí)在地下室外墻與基坑邊線之間同樓板和外墻一起澆筑一道寬度0.5 m、厚0.5 m的C30混凝土換撐梁；待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％后方可拆除內(nèi)支撐。

5.5內(nèi)支撐切割順序

內(nèi)支撐梁切割順序原則上應(yīng)先切內(nèi)側(cè)混凝土塊①，再切割兩側(cè)混凝土塊②或③，為方便內(nèi)側(cè)混凝土塊吊裝方便，需切割成內(nèi)八字型，內(nèi)支撐梁切割示意見圖4。

（1）施工流程：施工準(zhǔn)備—澆筑地下室B2層梁板—第二道內(nèi)支撐梁下搭設(shè)方型鋼架—定位放線—分塊切割—塔吊吊下放至清運(yùn)車輛上—外運(yùn)—澆筑地下室B1層梁板—第一道內(nèi)支撐梁下搭設(shè)方型鋼架—定位放線—分塊切割—塔吊吊下放至清運(yùn)車輛上—外運(yùn)—完工。

（2）前期施工準(zhǔn)備，專業(yè)水、電施工人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場水、電接通，及其他各項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作，切割前應(yīng)先搭設(shè)方型鋼架，做好臨時(shí)支撐工作。

（3）采用切割法施工：現(xiàn)場施工人員對(duì)需切割部位支撐梁使用紅漆標(biāo)注切割線位置和切割長度，方便施工人員控制切割長度。

（4）按照確定好的放線位置進(jìn)行切割，切割時(shí)首先在支撐梁上部側(cè)邊豎向邊緣100 mm處采用風(fēng)鎬破口，保留支撐梁上部兩邊各一根角筋，并在鋼筋內(nèi)穿鏈條（確保不傷到鋼筋），梁切割時(shí)預(yù)留梁兩側(cè)的上部角筋不切，待吊裝前再使用等離子切割機(jī)切斷鋼筋，以確保施工安全，內(nèi)支撐梁角部鋼筋鑿出保留示意見圖5。

（5）當(dāng)切割到一定階段時(shí)，應(yīng)按施工現(xiàn)場管理人員要求配合汽車吊將混凝土塊吊裝清運(yùn)。

5.6腰梁切割的施工方法

（1）腰梁截面尺寸大，規(guī)格為1000 mm×1200 mm，且腰梁四周操作空間有限，為保證拆除腰梁過程中安全可控，腰梁拆除時(shí)輔助使用叉車拆除，同時(shí)減小分塊重量，換撐施工時(shí)的模板支架不拆除的條件下，需要在換撐部位操作預(yù)留窗口處鋪設(shè)模板提供施工作業(yè)人員操作安全防護(hù)平臺(tái)。

（2）用水鉆孔機(jī)在腰梁的切割線交界處貼圍護(hù)樁或地下連續(xù)墻結(jié)合處鉆切割孔。如在澆筑混凝土支撐時(shí)，提前進(jìn)行穿繩孔的預(yù)埋，預(yù)埋直徑25 mm的PVC管，沿圍檁與樁交接處間距1 000 mm排布，預(yù)埋后可以提高施工功效和節(jié)約施工工期［4］。

（3）在腰梁上根據(jù)腰梁的分段長度，間隔一定距離在鉆好的切割孔內(nèi)穿入金剛石切割繩，采用繩鋸切割機(jī)切割腰梁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合部位，當(dāng)腰梁內(nèi)側(cè)切割出一定長度后，與地下連續(xù)墻結(jié)合面切割長度不得超過10 m，與圍護(hù)樁結(jié)合面切割長度不超過5 m，再垂直于腰梁進(jìn)行分塊斷刀切割，首塊應(yīng)切割成八字型，以保證混凝土塊順利叉出［5］。

5.7支撐板、擋土板及鋼立柱切割拆除方法

5.7.1支撐板拆除方法

根據(jù)支撐板分塊重量，劃定支撐板分塊尺寸，在切割線交叉部位，鉆設(shè)穿繩孔，使用繩鋸進(jìn)行縱橫向切割。

5.7.2擋土板拆除方法

擋土板參照支撐梁板的拆除方法，以現(xiàn)場情況隨支撐梁一起切除，或單獨(dú)分割切除。單獨(dú)分割時(shí)在墻根部鉆孔，進(jìn)行水平刀的切割，然后分塊長度，豎向刀切割拆除、外運(yùn)。

5.7.3鋼立柱拆除方法

（1）在所有混凝土內(nèi)支撐梁拆除完成后方可進(jìn)行鋼立柱拆除施工。在地下室結(jié)構(gòu)施工過程中，預(yù)留混凝土內(nèi)支撐鋼立柱與結(jié)構(gòu)樓板之間四周預(yù)留500 mm空間，500 mm×500 mm洞口或滿足梁板鋼筋后期搭接長度即可。

（2）拆除鋼立柱前，人工對(duì)鋼格構(gòu)柱與支撐梁連接切割殘留的混凝土塊進(jìn)行破除，然后再進(jìn)行鋼格構(gòu)柱拆除施工，以保證鋼格構(gòu)柱由結(jié)構(gòu)預(yù)留孔洞中順利吊出。

（3）采用兩輛叉車配合，一號(hào)叉車將叉齒升至鋼立柱上部，二號(hào)叉車對(duì)向叉住鋼立柱中部，待鋼立柱底部切割完成后，兩輛叉車配合將鋼立柱緩慢傾斜放倒至底板上。使用叉車將切割完畢的鋼立柱轉(zhuǎn)運(yùn)至吊裝點(diǎn)起吊。鋼立柱切割分段示意見圖6。

6結(jié)束語

綜上所述，由于基坑工程內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，在內(nèi)支撐拆除過程中受力體系發(fā)生變化，為確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，采用繩鋸機(jī)械拆除內(nèi)支撐的方法，既保證基坑周圍道路、建筑物及地下管線的安全，又滿足國家建設(shè)工程的有關(guān)法規(guī)和規(guī)范要求［6］。經(jīng)過項(xiàng)目案例實(shí)踐分析，深基坑內(nèi)支撐拆除選擇繩鋸機(jī)械拆除施工工藝是可行的，在拆除過程中未發(fā)生較大水平位移和豎向位移。繩鋸機(jī)械切割內(nèi)支撐在工期上節(jié)約一個(gè)月的工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；在環(huán)境效果方面有效的降低了因拆除對(duì)周圍建筑物的影響，施工無粉塵，噪音小，更具有環(huán)保效果。

參考文獻(xiàn)

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［作者簡介］石江余（1987— ），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槿^程工程咨詢項(xiàng)目管理、建筑工程技術(shù)等。