深基坑有限空間內支撐拆除方案優化

張善壯 董福永 李永虎

中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250022

1 工程簡介

某甲級寫字樓工程，地下5層，基坑深度24.7 m（局部25.7 m），基坑面積約4 208 m2，內支撐共4道，支撐梁截面尺寸最大為2.0 m×1.2 m，最小為1.0 m×0.8 m。

周邊環境情況如下：

1）用地北側：城市某主干道。用地紅線距離主干道輔道約17 m，距離最近的電力管線4.5 m。

2）用地南側：為某在建甲級寫字樓。樁基礎，正在進行主體施工，距離用地紅線超過30 m，其基坑采取上部適當放坡＋支護樁＋預應力錨索＋止水帷幕的支護結構，局部錨索已進入本場地紅線范圍。

3）用地西側：城市道路。城市道路與主干道立交，用地紅線距離道路約33.7 m，距離最近的管線（給水管21 m。地鐵線路盾構結構距離本用地紅線最近77 m。

4）用地東側：為變電站的未開工地塊。用地紅線距離最近的電力管線24 m。

5）場地內部：場地內僅北側有寬6～8 m道路，可以布置汽車吊等大型機械。

2 深基坑內支撐概況

深基坑支護在－2.65、－8.25、－13.55、－18.55 m（支撐梁中線標高）處共設4道鋼筋混凝土支撐梁，由于基坑形狀呈扇形，支撐平面為橢圓環形支撐＋角撐（圖1、圖2），半徑分別為25 m和30 m，支撐梁尺寸分別為1.0 m×0.8 m（第1、第2道）和1.2 m×1.0 m（第3、第4道），環梁尺寸分別為1.6 m×1.2 m（第1、第2道）和2.0 m×1.2 m（第3、第4道）。

圖1 支護平面布置示意

3 原支撐拆除方案的影響

原設計方案支撐梁拆除的方式為靜爆拆除，先鑿除支撐梁表面的鋼筋保護層，氣焊燒斷支撐梁箍筋，大面積靜爆前先做試爆，主要測試鉆孔孔距、孔深、裝孔藥量、膨脹劑藥效等，取得參數后調整施工方案；期望形成20 cm×20 cm×20 cm混凝土塊段，并粘連在支撐梁鋼筋上。然后人工再用風鎬等工具將靜爆后的混凝土塊從鋼筋上剝離、用氧焊將連接鋼筋割斷，人工將混凝土碎塊清運出場。

對原方案，不僅需由具有相關爆破資質的單位進行操作，同時混凝土碎塊較多，體量過大，人工剔鑿配合較多，且由于場地限制，需人工搬運混凝土碎塊至北側再進行轉運，無法滿足施工進度要求。

圖2 基坑支護剖面示意

4 解決方案

選用新型設備，采用繩鋸切割機進行支撐梁切割，技術人員使用BIM技術將支撐梁分別進行切割模擬，每塊支撐梁重約8 t，使用10 t叉車將混凝土塊在基坑內轉運至北側，在北側道路上布置100 t汽車吊將混凝土塊吊出，直接裝車外運。該種方案不僅避免產生大量混凝土碎塊，給環境造成壓力，同時減少了人工工作量，支撐梁成塊狀外運，大大加快了施工進度。

為實現上述方案，需解決切割后支撐梁的支承方式問題。建筑行業常規的支承結構為搭設鋼管滿堂腳手架，但由于受到工程的工期制約，滿堂腳手架安拆緩慢，無法及時為后續正式結構施工提供工作面。同時，支撐梁與正式結構樓板間距分別為2.45、1.60、1.80、0.60 m，均無法使用標準構件，對鋼管材料浪費較大。因此施工單位優化支撐體系，根據不同間距，采用10#槽鋼在場外加工制作不同高度的定型化馬凳（圖3）。在場外提前加工制作，不僅在工期上有所保障，同時避免了場地狹小的約束。在施工過程中，各個部位周轉使用，提高了材料利用率，并且使用方便，大大提高了施工效率。

圖3 定型化槽鋼模型

5 優化后的實施效果

將原支撐梁拆除采用的靜爆優化為繩鋸切割：減輕了大量混凝土碎塊的外運及清理壓力，混凝土塊外運車次減少近50%，不僅減小了建筑垃圾的堆積體量，且節約了成本；同時混凝土塊切割后外運及槽鋼馬凳的使用，大大提高了施工效率，可提前30 d完成4道支撐梁拆除工作。

6 基坑支護監測

為保證基坑穩定和安全，在施工過程中，必須對基坑土體、支護結構、相鄰建筑、管線和道路等進行監測。

1）基坑頂部水平位移≤30 mm，沉降≤40 mm。

2）周邊地表沉降按照30 mm控制；管線差異沉降不大于20 mm，對于燃氣、給水等重要管線，預警值為25 mm或變形速率超過3 mm/d時，也要及時進行預警。

3）周邊多層建筑物基礎的局部傾斜按照不大于0.3%控制，整體傾斜按照0.4%控制。

4）監測工作應由有資質的第三方監測機構進行。當坡頂、地面或周邊管線出現異常時，應及時與設計方、建設方和監理方聯系并采取應急技術措施。

7 創新點

將支撐梁靜爆拆除優化為繩鋸切割的方案，綜合考慮了施工場地狹小、支撐梁體量大、施工效率、工期緊張、成本控制等因素，前瞻性地提出了切實有效的深基坑有限空間支撐梁拆除的方法。繩鋸切割機以及定型化槽鋼馬凳的使用，不僅有效地解決了城市中噪聲、揚塵、建筑垃圾處理等環保問題，更為深基坑支撐梁拆除施工尋求到了一種更高效、安全的方式，解決了拆除作業空間小、基坑深度深導致的施工效率低的問題，最終實現了施工組織方案上的一次創新。

8 結語

1）深基坑內支撐繩鋸切割拆除方案非常適合深基坑有限空間的施工，尤其是在大城市等對環保要求高的地區[1-2]。不僅考慮到施工過程中垃圾清運壓力，同時對施工進度、材料周轉、后續工作的提前介入等有極大的優勢。

2）深基坑內支撐繩鋸切割拆除方案解決了深基坑施工中的很多難題，在深基坑施工中有很大的推廣價值。深基坑內支撐拆除方案優化是一次嘗試，也是一次創新。此次嘗試和創新為將來類似工程的深基坑有限空間拆撐提供了參考與借鑒。