復雜環境下大型鋼筋混凝土內支撐體系拆除

仇業振

廈門地山建設發展集團有限公司（361009）

復雜環境下大型鋼筋混凝土內支撐體系拆除

仇業振

廈門地山建設發展集團有限公司（361009）

以帝景苑一期基坑內支撐系統拆除項目為例，介紹復雜環境下大型鋼筋混凝土內支撐體系拆除施工中遇到的部分難點重點，以及采取的措施和成果。重點列舉了爆破拆除施工中的相關參數，以期為同類型的支撐梁拆除爆破提供一些參考。

大型鋼筋混凝土支撐；爆破拆除；復雜環境

1 工程概況

帝景苑項目位于廈門思明區湖濱南路與湖濱西路交叉口處，建設工程場地原始地貌為海灣灘涂，后經人工回填成建筑場地，一期工程為1～3樓，基坑面積約3萬m2，含三層地下室，深度18.5 m。本基坑內支撐系統分三層，各道支撐梁間的豎直立柱為外徑φ600 mm鋼管立柱和600 mm×600 mm的格構鋼立柱，詳見圖1和表1。

圖1 帝景苑支撐梁平面示意圖

周邊環境復雜，北側距離筼筜湖35 m；西側距離污水處理廠6 m、高壓變電站6 m、湖濱西路9 m；南側距離湖濱南路35 m；首道支撐梁頂上有一條現澆的污水渠連通湖濱南路和筼筜湖；第三道支撐梁底部距離新澆筑的主體結構樓板僅0.6 m（樓板為空心樓板、板厚7 cm）。

2 拆除控制重點

根據周邊負責環境要求和項目本身施工要求，除保證爆破產生的飛散物不出基坑外，拆除施工控制重點還有:

1）西側變電站、污水處理廠、污水渠都是運行中的重大民生工程，施工中不得出現斷電、停產等情況。

2）臨近筼筜湖地下水位高、土質松軟，為避免內支撐系統結構失穩，影響基坑安全，需保證豎向格構柱、圍護樁的安全。

3）樓下主體結構的空心樓板為新澆筑混凝土，要保證其不會被爆破碎塊損傷。

4）單次爆破規模大，爆破網路復雜，傳爆網路的安全性要求高。

表1 支撐梁尺寸、配筋密

3 拆除方案選擇

針對本工程的幾大控制重點和建設單位要求，換撐后分區進行支撐梁拆除施工；對稱施工，以保證應力逐步釋放；采用機械拆除與爆破拆除相結合，爆破拆除為主、機械拆除為輔的方式進行施工；形成防護、鉆孔、爆破、出渣等各工序流水作業。

第三道撐施工時工期要求緊，辦爆破審批手續需要時間，為滿足工期要求，手續辦理期間采取液壓破碎錘進行機械拆除，把部分次梁打斷，釋放內支撐體系的應力，手續辦理完成后，再對大尺寸的支撐梁和主體結構下的梁板進行爆破拆除；第二道撐采用機械破除四周次梁、釋放應力后爆破拆除剩余部分；第三道撐尺寸較小、距離地面不到1 m，防護設施搭設難度較大、成本高，全部采用機械拆除。

表2 支撐梁爆破參數統計表

4 設計與施工

4.1 機械拆除部分

拆除機械選用換裝液壓破碎錘的中小型挖掘機，吊至待拆除的支撐梁上，履帶和支撐梁之間采用寬約1 m、長約6 m的鋼跳板作為行走支架，液壓破碎錘破碎支撐梁時，采取邊破拆邊后退的路線行進。

破碎后鋼筋采用人工歸集后吊至基坑外；混凝土渣采用小型輪式裝載機歸堆，長臂挖機出渣并裝車。

4.2 爆破拆除部分

為控制爆破振動、降低爆破覆蓋成本和縮短工期，采用分區域爆破的方式施工，確保防護棚搭設、鉆孔作業、爆破作業、清渣外運等都能形成流水作業。

1）防護措施采用常用的離體防護棚，頂部防護是在上道支撐梁頂部用鋼管、方木和模板進行封閉；防護棚的側面懸掛竹笆片和密眼漁網，上端固定，下端懸至底板或者梁下1.5 m左右。

2）炮孔布置和單耗、單孔裝藥量見表2。

縱梁的單孔裝藥量外側孔要低于中間孔；弧梁的單孔裝藥量內側孔最低、外側孔次之、中間孔最高；腰梁的單孔藥量外側最小、中間較高、內側最高，靠近圍護樁的最后一排孔需減少裝藥量；交叉處鋼筋密度高，孔距縮小約30%，單孔裝藥量增加約20%。

3）起爆網路和起爆順序：

該項目爆破時孔內非電導爆管雷管段位選17、18、19、20四個段位，孔外接力雷管段位選用3、5兩個段位；

單根梁的起爆順序一般為梁體兩側炮孔先響、中間炮孔后響，腰梁爆破時，最外側先響、內側最后響；在多個梁板同時起爆時的先后順序一般依次為板、小梁、大梁、腰梁、交叉點。

起爆網路采用導爆管交叉復式接力起爆網路，通過復式網路的交叉連接和接力，確保每一個簇聯點都有不低于兩個方向的傳爆信號傳入，即使某個方向的線路被破壞也能保證后續網路準爆性。

4）為確保周邊安全設置50 m警戒距離，對西、南兩側道路進行交通管制。

4.3 重點控制措施與成果

1）為避免內支撐系統結構失穩，影響基坑和臨近筼筜湖的安全，施工中利用液壓破碎錘打斷與腰梁聯系的次梁，釋放內支撐系統應力；起爆時鋼格構立柱附近比四周相連的支撐梁后響；采用接力起爆網路將最大單響藥量控制在5 kg以內；施工時密切跟蹤對豎向鋼格構立柱和圍護樁的監測。以上措施保證了施工中內支撐系統的安全穩定，基坑和筼筜湖均未出現新增滲漏點。

2）為確保西側變電站和污水處理廠等不斷電、不停產，保護措施分為振動和飛石兩部分，振動控制措施主要有采用液壓破碎錘將西側連接腰梁的次梁打斷后再進行爆破作業，該側腰梁分段分批和其他支撐梁一起爆破，且采用順著腰梁主筋方向的逐排接力起爆網路，將該段腰梁的最大單響藥量控制在2 kg以內；飛石控制措施主要是頂部的防護，在常規木模板防護棚的上面松鋪兩層密眼漁網（尼龍網、網眼直徑約1～2 mm），杜絕了個別爆破飛散物飛出基坑；施工中，未發生停電、停產情況。

3）主體結構的空心樓板為密肋梁結構或填充泡沫，樓板厚度僅7 cm。爆破均須在樓板達到設計強度后再施工，爆破施工中早期采取防護措施是在梁下方墊沙土和竹笆片，經多次試爆后發現在加大炸藥單耗、混凝土被粉碎至30 cm以下時，不會對樓板造成損傷；相反，若有較大的混凝土塊砸在樓面上則容易出現樓板損傷。

4）單次爆破規模較大、空間狹小，傳爆網路的安全性要求高。接力網路采用雙發以上雷管交叉連接，形成一個導爆管復式交叉網路，有效保證了傳爆網路的安全性。兩道支撐梁大面積拆除爆破共19次，其中有兩次網路出現部分拒爆，研究后發現孔外傳爆距離小于20 m（孔外傳爆距離是指孔內雷管炸響時孔外傳爆雷管炸響的最小距離），容易造成先響炮孔產生的飛散物破壞孔外傳爆網路。

5）設計施工順利解決了本工程的幾大重點難點，但同時也暴露出一些問題，主要有爆破手續的審批滯后；手風鉆鉆孔粉塵對人體傷害大、成本高、鉆孔速度慢；多次爆破對繁華道路的影響較大等。這些問題需在今后的施工中逐步改進。

5 結語

本工程順利完工，確保周邊重大民生設施安全，其施工組織和技術參數為同類型復雜環境下大型基坑鋼筋混凝土內支撐體系爆破提供一些參考。

[1]汪旭光.中國工程爆破協會成立20周年學術會議:中國爆破新進展[M].北京:冶金工業出版社,2014,10.

[2]潘婭紅,趙坤,陳寶弟,章金岳.軟土條件下深基坑混凝土支撐爆破拆除[J].工程爆破,2013(5):41-44.

[3]董鋒.復雜環境下深基坑鋼筋混凝土支撐爆破拆除技術[J].建筑施工,2011(3):173-175.