深基坑混凝土內支撐拆除技術在城市復雜地形條件下的應用

文｜廣東省第四建筑工程有限公司 趙慶強

一、工程概況

1、基本概況

海納百川總部大廈A、B座工程位于深圳市寶安中心區，總用地面積11632.89m2。工程由2棟高層辦公樓、裙房和地下室組成，地下3層，地上23層，塔樓高度為100m，構件高度110m，總建筑面積103565.27m2，地上70928.82m2，地下30174.25m2，基坑深度約3m，屬深基坑。

2、施工場地周邊環境

工程周邊環境比較復雜，A座塔樓以西緊鄰巳投入使用的萬駿經貿大廈，B座塔樓以西為綠化用地，以東隔寶興路為寶安區圖書館，以南隔甲岸南路為華僑城酒店基坑開挖深度較深，基坑開挖施工影響范圍較廣，基坑周邊高層建筑及管線較多，施工環境條件十分復雜，以保證本工程深基坑安全和對周邊高層建筑環境保護是本工程基坑拆換撐施工的重點，尤其是工程基坑西側現有萬駿經貿大廈、基坑東側和北側紅線外地下管線是本工程應予以重點保護的對象。

3、內支撐工程概況

本工程B座和連廊區場地周邊為道路和空地，采用樁錨支護形式，圍護樁直徑1.0m，間距1.6m或1.7m，采用樁間1根Φ1000三重管旋噴樁止水。錨索三層，長度21～29m。A座深基坑西側為萬駿金貿大廈地下室，無法施工錨索，采用樁撐支護。西側一道支撐支護，圍護樁直徑1.2m，間距1.4m，樁間用1根Φ600 單管旋噴樁止水；其余兩側采用一道支撐+兩道錨索支護，圍護樁直徑1.0m，間距 1.6m，樁間用1根Φ1000三重管旋噴樁止水；東西向采用對撐支護，北側采用角撐支護結構。立樁采用直徑800灌注樁，入坑底以下10m。基坑邊北側、東側和南側地下管線負復雜，共有約6000m長的地下管線，施工現場環境復雜，對基坑變形控制異常敏感。

圖1 支撐梁拆除分區拆除步驟

二、深基坑內支撐拆除施工應用

1、支撐拆除方法選擇

由于我國當前城市化建設不斷提速，超高層建筑不斷增多，深基坑深度也在增加，由于本工程項目在城市中心區，為滿足地下管線等對周邊環境變形敏感的地下建筑物允許變形要求，支撐體系使用樁撐支護、鋼筋混凝土內撐，給后續的支撐拆除、換撐帶來一定的施工難度。進行鋼筋混凝土內支撐拆除施工期間，鋼筋混凝土內支撐與支護排樁和地下室結構之間內力重新進行分布，內力的重分布對深基坑支護體系的變形有重要影響，從而影響到周邊高層建筑、地下管線。因此進行內支撐拆除環節是深基坑內力劇變的明顯情形，進行內支撐拆除過程中內力劇變和基坑變形控制是本工程拆撐的一大難點。本工程內支撐拆除難度大、時間較長，如何合理選擇支撐拆除的順序和方法，直接決定了后期地下室結構甚至整體工程的施工進度，施工單位對內支撐系統進行分區域對稱拆除，先拆連桿、八字撐，再拆對撐。

由于本工程基坑較深、鋼筋混凝土支撐內力大，如果采取直接爆破拆除會使基坑支撐內力立即大量釋放，對整個基坑圍護和施工附近環境產生較大影響。由于支撐截面巨大，最大截面達到 1000×1000mm；支撐拆除量大，支撐混凝土總量高達約1000m3；環撐混凝土強度達C30，人工剔鑿難度大。選擇合適的支撐拆除方法，在保證拆撐過程中基坑及結構安全前提下，既可滿足支撐拆除進度要求，又能節約施工費用是支撐拆除的難點。考慮到本項目工期緊作為首要矛盾，拆撐處于關鍵線路上，經項目部進行成本和技術分析對比，本工程采用繩鋸切割的方法拆除支撐梁，通過靜爆拆除的方法拆除立柱樁。施工中采用機械切割及靜態爆破相結合的方式切割內支撐梁，支撐立柱采用靜態爆破及人工拆除相結合，切割機械使用繩鋸切割機，拆除過程中注意加強基坑監測和爆破振動監測，保證支護整體的安全。

2、內支撐拆除施工工藝流程（圖1）

（1）先拆影響核心筒墻柱施工的支撐梁，即第一階段（包括影響柱子施工的立柱 P15、P16 和 P17 之間的兩段對撐梁）。

（2）再拆基坑北部角撐部分，拆完角撐后從北側腰梁中間段向兩邊拆除。

（3）待連廊施工到負一層梁板，連廊部分地下室三層回填石粉完畢，第二道換撐板帶強度達到80%后，拆除第三階段對撐梁，完成支撐梁的拆除。

（4）各個拆撐階段中，必須遵循對撐拆除的原則，且先拆連杠和連系梁，再拆八字撐，然后拆對撐和角撐，最后拆腰梁。

（5）拆完支撐梁后，從上至下逐層拆除立柱。

（6）從下至上逐層澆筑后澆混凝土塊。

3、拆除內支撐施工操作要點

本工程地處深圳市寶安中心區位置，西側緊鄰萬駿經貿大廈；支撐拆除工作工期緊，內支撐拆除施工與主體結構施工交叉進行；支撐梁截面大、強度高、配筋量較大，尤其是對撐梁和腰梁，拆除難度大。而混凝土支撐拆除后產生的大量渣土，在水平與垂直運輸過程中的問題也比較突出。

（1）支撐架搭設

本工程支撐梁拆除采用搭設滿堂腳手架來作為內支撐梁拆除時的臨時支撐和施工平臺，內支撐梁主梁采用48×3.5的鋼管搭設，沿支撐梁長度方向在搭設滿堂架，搭設范圍按施工實際現場決定。為保護樓地面混凝土，在立桿底部需墊木塊，在拆完內支撐兩之前不允許拆除負一層梁板的模板支撐。

（2）塔吊吊裝

繩鋸拆除后混凝土塊用塔吊吊裝，考慮到塔吊起重吊裝能力，西側安排3臺繩鋸切割機，東側安排2臺繩鋸切割機，東西兩側對撐切割拆除，分三個區域連續拆除。本工程切割的混凝土梁采用塔吊調運，塔吊的起重性能將決定支撐梁的切割長度。切割分塊根據塔吊實際參數嚴格分塊，切割與吊裝統籌配合，可以交叉進行作業，進行吊裝作業前，必須對吊具與索具進行檢查，當確認完好時方可吊裝。

（3）拆除渣土外運

由于內支撐拆除后的混凝土渣土量多達1000m3，支撐梁切割完畢立即使用塔吊吊裝至運輸車組織外運。大廈主體結構承受荷載能力有限，經過現場拆除的混凝土渣要及時組織車輛實施外運，運輸混凝土渣量大、碎渣數量多、基坑深、水平及垂直運輸速度跟不上。實施內支撐拆除時必須對大廈主體結構樓板采取適當的保護措施，避免對已完工大廈主體結構樓板產生撞擊破壞。因此合理組織渣土的外運和主體結構的成品保護成為拆撐工作的重點。

（4）安全防護及成品保護

由于現場切割、吊裝交叉作業較多，施工過程中塔吊高空吊運，大型施工機械吊運、支撐拆除人員均進行現場作業，交叉施工中很容易引發安全問題。因此，施工現場的安全管理同樣成為拆撐工作的重要面對的問題，拆除施工過程不能進行交叉作業，拆除施工劃分好明顯的區域分隔，并用醒目警示帶分隔由專人現場值守。

滿堂紅腳手架搭設在支撐下表面，上方使用竹膠板滿鋪，承載支撐的自重并能作為拆除作業人員操作平臺。要注意基坑拆除過程中混凝土渣破壞下層結構墻、外墻防水，對下層結構柱插筋保護可以在預留的插筋端頭纏上布膠帶并套上鋼筋套，對下層結構內、外墻插筋和防水保護，要搭設鋼管保護棚進行防護,露出鋼管保護棚的插筋也應在端頭纏布膠帶并加鋼筋套。由于套管保護工作量太大，直接在構架上鋪放木跳板，以抵擋混凝土碎渣沖砸，讓砼渣下落至木板上，二次用人工直接清理渣土。

4、靜爆拆除施工要點

由于負三層和負二層層高為3.8m和3.6m，為保證施工安全，需搭設靜爆腳手架操作平臺，平臺鋪設木方和模板。

由于鋼筋混凝土立柱樁內裝配的鋼筋籠比較密集，為達到靜爆的效果，先把立柱四周混凝土用風鎬鑿除，露出主筋和箍筋，再把鋼筋混凝土構件的主筋、箍筋割斷剔除。

靜爆需要在支撐梁上需要拆除的部位開孔，在鉆好的孔中灌注靜態膨脹劑，待靜態膨脹劑產生水化反應，體積膨脹達到一定時間使混凝土產生裂縫破碎，孔之間的距離為0.3m，鉆孔參數、分布點依據破碎部位情況確定。

灌注靜態膨脹劑24h后，操作人工使用風鎬、大錘等手工破拆工具進行剔鑿破碎。將其破碎為直徑＜250px的渣土，設置自溜渣槽運至下層樓板，清運工人與鏟車、起重機配合及時用車輛運走，破碎混凝土渣不能集中堆放避免超載。

5、拆除支撐過程監測

深基坑內支撐拆除前后是結構受力轉變和支撐內力重分布過程，支撐結構內力的變化對周圍建筑受力和土體沉降都有影響，因此，持續做好對深基坑支護樁、基坑的位移、內支撐梁內力和周圍土體沉降監測，并做好應急救援預案。通過信息化監測系統，在拆除內支撐前，對基坑內支撐梁內力分布情況進行分析卸荷時如何進行均勻卸載，避免內力卸荷不均勻引發內力重分布導致支撐不穩定，實時監測支撐拆除全過程，支撐拆除期間增加基坑監測頻率，每4小時實施一次監測，派專人實施24小時現場巡視，直至所有支撐拆除結束一周后才能恢復正常監測頻率。在拆除過程中和拆除后，要時刻注意觀測對基坑位移、沉降情況，發現異常情況及時上報，及時采取有效應急措施。

三、結語

海納百川總部大廈深基坑內支撐梁拆除選用繩鋸切割，立柱樁拆除選用靜態爆破加人工拆除的方法，解決了城市中心區緊鄰高層建筑復雜地形下深基坑內支撐拆除遇到的施工難題，安全高效實施深基坑混凝土內支撐拆除關鍵技術。靜爆卸載方式使支撐內力荷載緩慢釋放，拆撐速度快，實施內支撐拆除過程中深基坑及周邊建筑物沉降、基坑位移等情況進行嚴密科學的監測，實施本方法滿足了保證基坑周邊建筑物安全和正常使用，能快速高效拆除基坑大斷面內支撐，滿足了工程進度的需要，降低了施工成本，對類似城市復雜條件下的混凝土內支撐拆除施工起到了很好的示范作用，保證安全文明施工和減少對周圍環境的影響，提高了施工企業經濟效益。