建筑基坑工程內(nèi)支撐拆除施工技術(shù)研究探討

翁新云

（福建經(jīng)帆市政園林工程有限公司， 福建 福州 350001）

1 工程概況

本工程項(xiàng)目地址為湖南省張家界市，建筑面積為73508.28m2，由4 棟多層和1 棟高度為88.6m 的酒店、商業(yè)一體化綜合裙樓組成?；娱_挖深度13.7m，開挖面積為11644.68m2，基坑支護(hù)周長為442.02m?；又ёo(hù)采用咬合樁和2 道內(nèi)支撐復(fù)合支護(hù)體系。咬合樁至外墻距離為100mm。項(xiàng)目建設(shè)場地東側(cè)為某商務(wù)寫字樓，西側(cè)為火車站站臺，南側(cè)為城市交通主干道，北側(cè)為已建成住宅小區(qū)。相鄰建筑多為上世紀(jì)90 年代建設(shè)的多層建筑，基礎(chǔ)形式為沉管灌注樁，相鄰火車站至基坑連續(xù)墻距離最近處僅為5.2m。基坑周邊施工環(huán)境較為復(fù)雜。

同時(shí)，本工程施工周期短，如采用常規(guī)爆破+人工風(fēng)鎬拆除方案，一方面施工周期長，人工和機(jī)械投入量大。另一方面，極易產(chǎn)生大量的粉塵污染和噪聲污染問題，不符合上級部門對文明施工的有關(guān)要求，針對該問題，本工程采用金剛石繩鋸切割、水鉆打孔、金剛石圓碟切割組合拆除方案。

2 支撐體系分析

本工程基坑支護(hù)形式為咬合樁+2 道內(nèi)支撐復(fù)合支護(hù)體系。第2 道內(nèi)支撐梁頂與地下2 層樓板高差為2.1m，大部分梁底距梁板面高度為1.1m；第1 道內(nèi)支撐梁頂距地下1 層樓板高度為4m，部分區(qū)域高差達(dá)4.7m。根據(jù)工程設(shè)計(jì)，本工程采用的支撐梁截面尺寸為400mm×600mm、600mm×600mm、800mm×1000mm、1000mm×1000mm、1000mm×1200mm.腰梁截面為1000mm×1000mm，兩道支撐梁加加板厚分別為300mm、250mm，立柱樁直徑為1000mm。

3 內(nèi)支撐拆除方案分析

綜合分析基坑內(nèi)支撐拆除對周圍建筑、地鐵、道路等環(huán)境的影響和工程進(jìn)度、施工安全等因素，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、業(yè)主等溝通協(xié)調(diào)，決定采用金剛石繩鋸切割、水鉆打孔機(jī)和金剛石圓碟切割組合拆除技術(shù)方案，并投入叉車、塔吊、吊車的運(yùn)輸機(jī)械將拆除后的內(nèi)支撐構(gòu)件運(yùn)輸?shù)綀鐾狻Ｓ捎诒竟こ虉龅爻书L方形，內(nèi)支撐體系角撐和對撐結(jié)合方案，可分區(qū)分段拆除。經(jīng)核算，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)間約為7d，內(nèi)支撐拆除和外運(yùn)時(shí)間約為4d，臨時(shí)支撐拆除與清理需花費(fèi)時(shí)間為3d，則總體時(shí)間約為14d?？紤]到本工程工期緊的現(xiàn)實(shí)問題，經(jīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主等單位溝通，決定將塔樓地下3 層、第2 道內(nèi)支撐拆除和地下2 層結(jié)構(gòu)施工一并進(jìn)行，由于內(nèi)支撐梁拆除與地下1 層及以上結(jié)構(gòu)施工不沖突，因此，可在塔樓主體結(jié)構(gòu)施工過程中同步拆除內(nèi)支撐。根據(jù)該方案，可在完成地下3 層頂板、地下2 層頂板施工后，拆除第1 道內(nèi)支撐，當(dāng)樓板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%時(shí)，可搭設(shè)臨時(shí)支撐架體，當(dāng)樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值強(qiáng)度后，使用組合拆除方案拆除內(nèi)支撐體系，并將拆除后的內(nèi)支撐構(gòu)件運(yùn)輸至場外。

4 內(nèi)支撐施工技術(shù)應(yīng)用研究

4.1 工藝技術(shù)原理

本工程中，內(nèi)支撐組合拆除方案技術(shù)原理為：使用繩鋸切割支撐梁，使用碟鋸切割內(nèi)支撐加板，使用水鉆打孔機(jī)在支撐板上打孔，以便于支撐板安全吊裝。其施工技術(shù)原理如下：

（1）繩鋸切割

本工程中，采用漢鵬207H 型混凝土全液壓切割機(jī)進(jìn)行支撐梁切割，功率為22kW。切割前，先采用打膨脹螺栓的方式固定切割機(jī)和導(dǎo)輪，切割效率為1.5m2/h。針對部分區(qū)域內(nèi)支撐腰梁、小梁厚度大的情況，可采用水鉆打孔機(jī)打孔，孔徑為φ100mm 孔后，再使用繩鋸切割。

（2）碟鋸切割

本工程中，碟鋸采用HAG-12.2 型金剛石圓碟鋸，碟鋸鋸片直徑為0.8m。采用M16 化學(xué)錨栓固定導(dǎo)軌基座，確保鋸片和切割平面處于同一平面內(nèi)，防止鋸片傾角過大造成鋸片損壞和切割中斷。切割過程中，使用水冷卻。在切割0.3m 后加板時(shí)，切割效率為0.5m2/h。

（3）水鉆打孔

本工程中，水鉆打孔機(jī)型號為SCY-3050B，采用M12 膨脹螺栓固定鉆機(jī)，切割過程中使用水冷卻。

4.2 支撐架搭設(shè)方案

（1）第2 道內(nèi)支撐梁支撐架體設(shè)計(jì)

采用直插式支撐架的水平連桿、立桿和接長套筒等搭設(shè)梁底支撐，采用鋼管、扣件搭設(shè)斜撐，居中設(shè)置雙排立桿，立桿底部設(shè)150mm×1500mm 模板墊塊。水平橫桿沿豎向設(shè)置2 道。斜撐設(shè)置方式為自支撐梁左側(cè)立桿上部通股扣件與鋼管連接，鋼管自左向由延伸至梁右側(cè)，與梁板形成45°夾角。架體下放墊放木楔子固定，防止架體移動(dòng)或傾斜，確保架體頂部水平。

支撐梁截面面積為1200mm×1000mm，梁底與板面高差為1100mm，立桿縱向、橫向間距為900mm。當(dāng)架體立桿間距為2700mm 時(shí)，應(yīng)布設(shè)一對斜撐。立桿長度為700mm，下部接長度為200mm 的接長套筒，上部平托伸出立桿頂部約200mm，支撐梁底結(jié)構(gòu)；支撐梁截面尺寸為1000mm×1000mm 時(shí)，梁底與板面高差為1.1m，立桿橫向設(shè)置間距為600mm，縱向間距為900mm，架體立桿間距2.7m 應(yīng)設(shè)置1對斜撐。立桿長度為700mm，立桿下接200mm 接長套筒，上部伸出立桿頂住200mm頂住梁底；針對截面尺寸為800mm×1000mm 的支撐梁，梁底與板面高差為1100mm，立桿橫向間距為600mm，縱向間距為1200mm，斜撐按間距3600mm 設(shè)置一對，立桿長度為700mm，下部接200mm 接長套筒，上部伸出200mm 頂住梁底；針對截面尺寸為600mm×600mm 及以下尺寸的支撐梁，其梁底距板面高度為1500mm，立桿橫向間距為900mm，縱向間距為600mm，斜撐設(shè)置間距為3600mm，立桿長度為1300mm，上部采用U 型頂托，伸出高度為150mm。

針對第2 道支撐加板，其板底與樓板高差為1875mm，立桿縱向、橫向間距為1500mm，斜撐間距為3600mm 立桿長度為1600mm 上部伸出長度為275mm。

（2）第1 道內(nèi)支撐梁架體設(shè)計(jì)

第1 道內(nèi)支撐梁支撐架體與第2 道支撐梁架體方案基本一致，僅存在部分差異：①斜撐與樓板面夾角調(diào)整為60°；②水平橫桿道數(shù)與立桿連接盤數(shù)量一致；③針對600mm×1000mm 即以下支撐梁架體設(shè)計(jì)，其梁底與板面高差為3000mm，立桿橫向間距為400mm，縱向間距為1200mm，斜撐間距為2400mm。水平縱橫干桿、掃地桿采用扣件方式連接。掃地桿距地面高度為250mm，縱橫水平桿豎向間距為1200mm。立桿長度為2500mm，下接長度為200mm 的接長套筒，上部伸出長度為300mm。

4.3 基坑內(nèi)支撐施工流程

根據(jù)上述架體搭設(shè)方案搭設(shè)完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行內(nèi)支撐拆除施工。根據(jù)內(nèi)支撐板單塊起吊質(zhì)量、下部支持架體立桿位置合理分區(qū)并彈出控制線，切割位置至立桿支點(diǎn)距離不小于300mm。在拆除施工時(shí)，應(yīng)遵循先拆支撐板、后拆支撐連系梁、腰梁、支撐主梁的先后順序進(jìn)行施工。整體施工流程：拆除支撐梁、板等支撐架體機(jī)械進(jìn)場—基坑安全防護(hù)欄及水電拆除—主、次支撐梁拆除—水平吊裝、外運(yùn)—廢混凝土塊外運(yùn)—支撐架體拆拆外運(yùn)—清理—內(nèi)支撐拆除完成。在具體施工中，先使用金剛石圓碟切割支撐板，然后使用液壓繩鋸切割支撐梁，并吊裝外運(yùn)。切割施工應(yīng)遵循分區(qū)、分段實(shí)施原則，防止交叉、同步施工造成基坑變形，降低內(nèi)支撐拆除對周圍環(huán)境的影響。

為便支撐板、梁吊裝，應(yīng)在板、梁上使用水鉆鉆出吊裝孔（如圖1 所示），孔徑為100mm。同時(shí)，支撐梁吊裝應(yīng)分段切割，避免梁體質(zhì)量過大而無法吊裝。腰梁切割時(shí)，應(yīng)按腰梁分段長度彈出切割線，并在靠近支護(hù)樁位置鉆出功φ50mm 的孔，穿入繩鋸鏈條，以便于快速、順利切割。

腰梁、支撐梁切割完成后，應(yīng)對基坑內(nèi)支撐拆除情況進(jìn)行檢查，確認(rèn)現(xiàn)場拆除情況是否滿足工程驗(yàn)收要求。如不拆除情況不滿足驗(yàn)收要求，針對100mm 以內(nèi)的殘留物可采用風(fēng)鎬破除的方法解決，針對超長100mm 的殘留物可采用切割機(jī)切割的方式解決。

圖1：水鉆吊裝孔示意圖

5 材料吊裝外運(yùn)

針對拆除后的內(nèi)支撐構(gòu)件材料，綜合考慮塔吊、汽車吊吊裝優(yōu)勢和制約因素，根據(jù)塔吊吊裝功率，在塔吊30m覆蓋半徑內(nèi)質(zhì)量控制在4.9t以內(nèi)，切割體積控制在1.9m以內(nèi)。塔吊半徑大于30m且小于40m時(shí)，吊裝質(zhì)量控制在3.4t以內(nèi)，切割體積控制在1.3m以內(nèi)。當(dāng)塔吊半徑大于40m且小于50m時(shí)，吊裝質(zhì)量控制在2.6t以內(nèi)，切割體積小于1m（如表1所示）。針對塔吊覆蓋半徑外區(qū)域的構(gòu)件，先將構(gòu)件切割并運(yùn)輸?shù)剿醢霃椒秶鷥?nèi)，再通過塔吊吊裝至場外運(yùn)輸車上。

針對塔吊未覆蓋的區(qū)域，如腰梁、支撐梁等，應(yīng)先使用鋼管搭設(shè)支撐架，待下層樓板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%后，拆除支撐，并利用叉車運(yùn)輸至塔吊吊裝范圍內(nèi)。加板可采用三角臨時(shí)支撐方式固定，利用倒鏈將隔斷的支撐吊起并經(jīng)叉車運(yùn)輸?shù)剿醴秶鷥?nèi)。

表1：內(nèi)支撐切割分段長度

6 基坑變形監(jiān)控

在基坑拆除過程中，應(yīng)加強(qiáng)對基坑變形的監(jiān)測，重點(diǎn)監(jiān)測內(nèi)容包括：

6.1 地面沉降監(jiān)測

在地面設(shè)置沉降基準(zhǔn)點(diǎn)，借助水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺等依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)測量地面沉降情況，內(nèi)支撐施工期間，應(yīng)每隔8h監(jiān)測一I次地面沉降情況，并詳細(xì)記錄沉降數(shù)據(jù)。如發(fā)生地面沉降加劇情況，應(yīng)查明沉降原因并采用有效措施加以控制，降低基坑內(nèi)支撐拆除對周圍建筑物、地鐵、市政道路的影響。

6.2 支護(hù)樁樁頂沉降、位移監(jiān)測

在支護(hù)樁樁頂設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，在相對穩(wěn)定且遠(yuǎn)離基坑的位置設(shè)置沉降基準(zhǔn)點(diǎn)，通過高程測量方式監(jiān)測支護(hù)樁樁頂沉降和水平位移數(shù)據(jù)并詳細(xì)記錄。

6.3 建筑物沉降、位移監(jiān)測

為改善基坑內(nèi)支撐拆除對周圍建筑物的影響，應(yīng)在遠(yuǎn)離建筑物位置設(shè)置測量基準(zhǔn)點(diǎn)，通過對周圍建筑物進(jìn)行水平、高程位移監(jiān)測，監(jiān)測基坑施工對周圍建筑物的影響。

根據(jù)基坑、支護(hù)樁頂沉降和位移監(jiān)測、建筑物沉降和位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行跟蹤、判斷，如監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的變化，應(yīng)停止施工，待查明原因并采用控制措施后繼續(xù)施工。

7 結(jié)語

在建筑基坑施工中，應(yīng)從整體考慮內(nèi)支撐拆除方案，綜合內(nèi)支撐拆除對周圍環(huán)境的影響，通過繩鋸切割、水鉆打孔和圓碟鋸切割組合拆除方案應(yīng)用，提高了內(nèi)支撐拆除效率，有效滿足了施工工期要求。在內(nèi)支撐拆除期間，周圍建筑物、地鐵和市政道路均未出現(xiàn)顯著沉降、位移現(xiàn)象，施工噪音、揚(yáng)塵等問題得到有效控制，滿足了上級部門對綠色施工的要求，保障了基坑施工的順利進(jìn)行。