深基坑混凝土內支撐拆除施工技術的應用研究

羅艷平

（中鐵十七局集團上海軌道交通工程有限公司 蘇州相城 215131）

0 引言

就深基坑支撐拆除工作而言，往往具有危險系數高、施工工期緊等特點，一些深基坑的開挖面積達到了數萬平米，開挖深度超過了20多米，具體拆除期間難度極大。另外，拆除過程中還要加強對周圍居民、環境的保護。因此，拆除施工中要將機械拆除與爆破拆除等方法結合，降低內支撐拆除施工的難度與工作量。

1 當前常用的深基坑內支撐拆除工法

一般來說，目前對于深基坑混凝土內支撐結構的拆除主要用到以下幾種方法：其中，爆破法、機械拆除法最為常見。此外，風鎬破除法、人工拆除法也偶爾被采用。由于不同拆除方法各具優缺點，因而施工期間應結合工程實際狀況做好拆除工法的選用。

1.1 爆破法

采用爆破法進行施工時，首先需要搭設施工支架，之后還要鉆眼裝藥。上述工作結束后，要按要求做好爆破防護工作，爆破完成之后要進行及時的清理。采用爆破拆除法的費用較低，拆除速度較快（約120m3/d，每天按10h計算，下同）。但是，該方法的審批手續相對復雜，并且要與當地環保部門以及周邊居民進行大量的協調工作。此外，由于爆破瞬間應力會突然釋放，因而可能對基坑內襯結構造成破壞。具體施工期間，應注意以下要點：

1.1.1 合理設計爆破參數、準確計算裝藥量

對于不同結構的深基坑內支撐而言，它們在布筋方式、位置以及爆體結構方面有著較大的差異，因而爆破施工期間應合理設置爆破參數與等級。同時，還應遵循密孔少藥的原則，切實提高爆破施工的效果，降低爆破有害效應的不利影響。

1.1.2 布孔設計

在進行布孔設計時，需要對以下兩部分的設計工作引起重視：排間距、孔深。具體設計時，要對鉆孔的孔徑大小以及所用炸藥的品種做出研究，同時還要對爆體結構的強度等因素進行分析。當前，布孔設計中多采用梅花形布孔，如果爆體的寬度不超過60cm，那么可以布設1～2排孔，并在同一截面上可以只布設一個孔；如果寬度介于0.6～1.4m之間，那么布孔時可以布設3～4排孔，并且要在同一截面上布設2個孔。最后，如果寬度超過了1.4m，那么應按要求布設5排以上的孔。需要注意的是，在同一截面上最好布設3個孔。具體布孔期間，可根據現場的實際情況做出適當的調整。

1.1.3 裝藥與網路設計

總體而言，孔內宜使用連續裝藥的結構形式，并且藥包要位于炮孔的底部位置處。在進行起爆雷管的安裝時，要確保雷管伸入到裝藥全部深度的1/3～1/2位置處。裝藥結束后要做好填塞工作，所選用的材料大多是含有部分粘土的黃沙材料。另外，也可根據施工現場的具體情況選取合適的填塞材料。具體填裝期間，要分層裝入，并且要使用木棍分層搗實。最后，上述工作結束后要進行網路設計。為確保起爆網路的可靠性與安全性，設計工作宜采用孔外毫秒微差延期網路。

1.2 風鎬破除法

拆除施工期間，首先要搭設支架，并利用人工風鎬進行混凝土結構的破碎。這一期間，要結合氣焊切割施工，以便快速地拆除內部鋼筋。一般來說，采用這一拆除施工技術的工效能夠達到25m3/d左右。該施工方法的安全度相對較高，施工期間產生的振動較小，因而不會對基坑產生嚴重的變形破壞。但是，采用這一施工技術需要對現場的人員、設備進行嚴格的管理，并且施工進度相對較慢。

1.3 機械切割法

與上述拆除技術相同的是，采用機械切割技術首先需要搭設支架，同時要將內支撐底部頂緊。之后，就可以著手開展分段切割施工，所拆除的碎石通常借助吊車吊出。該工法的工效可以達到54m3/d左右，并且施工期間不會產生噪聲與灰塵污染，對于施工現場與周圍環境能夠起到很好的保護作用。但是，采用切割法施工時會增加施工成本，具體施工期間應注重多種拆除施工技術的結合使用。

1.4 炮機破除法

在應用炮機破除技術進行內支撐拆除施工時，首先應進行炮機坐落平臺的墊設。具體施工期間，可以利用炮機進行混凝土的破碎，同時配合人工氣焊技術進行鋼筋的切割。這樣一來，就能顯著提高拆除效率。拆掉的碎渣可以利用挖機裝吊斗，并借助汽車運出。該技術的工效能夠達到47.5m3/d。如果利用該技術能夠節省成本，但是施工進度相對較慢，并且施工期間產生較大的振動，甚至可能引發基坑變形問題。

1.5 人工拆除

在一些細部構造中，通常需要借助人工拆除的方法。該方法可以對建筑結構起到很好的保護作用，但是，施工期間需要投入大量的人力、財力，并且對施工人員的自身安全有著較大的威脅。

2 案例分析

2.1 工程概況

某建筑的占地面積為18931.0m2，其中深基坑的面積達到了17150m2。該深基坑使用的支護方式為常見的“排樁+內支撐+錨索”。在支撐平面中，采用的是雙圓環形式。在該工程中，內支撐截面的最大尺寸為1700mm×800mm。另外，鋼筋采用的是φ28，φ25以及φ12。此外，支撐梁所使用的混凝土等級為C30，環撐結構采用的是C40。需要注意的是，在本工程中內支撐混凝土使用的方量相對較大（20000m3左右），并且內支撐混凝土的強度等級為C40，混凝土內部分布著大量的鋼筋（3000t左右）。

2.2 拆除施工技術研究

2.2.1 拆撐順序

具體拆除施工中，考慮到后澆帶的位置較為特殊，因而拆撐工作中總體上自東向西進行依次拆除。同時，拆除期間合理組織拆撐與下部結構的流水作業。另外，拆除施工中遵循對稱拆撐的重要原則，在進行每個區域的支撐大面破拆工作之前，安排專門的施工人員對連系梁和腰梁進行斷開。這樣一來，可以使應力得到有效的釋放。之后，再組織人員將主梁和腰梁、壓頂梁進行斷開，同樣使得應力得到有效的釋放。其中，圖1所展示的是應力釋放平面圖。具體施工期間，統籌安排各類拆除工法，并對現場的人員、設備等進行嚴格的管理與協調。

圖1 內支撐拆除施工應力釋放平面

2.2.2 方案選擇

在進行拆除工作之前，主要擬定了三種不同的施工方案。方案一：該工程可采用的拆除方法以機械拆除為主，并輔以人工拆除等眾多方法。施工時，先利用機械（鎬頭機等）進行施工作業，在一些機械無法到達的位置，以人工空壓機輔助施工，進而對內支撐進行有效的鑿除。方案二：施工期間還可用到靜力爆破技術。由于氧化鈣爆炸過程中會產生較大的膨脹壓力，因而混凝土會出現徑向裂變，最終產生破裂的現象。相對于其他拆除工法而言，靜態爆破技術的安全性、可靠性相對較高，同時施工期間不會出現飛石問題，也不會對周圍建筑結構和土體產生劇烈的振動，因而施工具有較高的安全性。方案三：施工時還用到了爆破拆除技術。該技術應用期間自下而上分層實施。首先，施工時應先在設計點位處進行支撐梁的全部切斷。之后，再利用分段微差松動爆破工法進行拆除。技術人員在分析了現場的具體情況之后，最終決定采用方案一，施工時重點對支撐梁換撐進行嚴格把控，并協調各部門做好渣土的轉運。

2.2.3 環境監測

監測工作的重點是周圍環境的污染以及基坑的擾動程度，通過做好環境監測，可以為拆除工作提供一定的技術指導，同時還可及時了解到內支撐的內力變化狀況與變形狀況。在本工程中，重點監測的是卸荷階段內力分布狀況以及重分布狀況，并對監測數據進行了及時的匯報。

3 結束語

在進行深基坑的開挖與支護階段，通過混凝土內支撐結構的應用能夠提高施工效率、縮短施工周期，同時還能節省15%～20%的建筑材料。但是，在進行拆除工作時應引起技術人員的重視，根據現場實際狀況選取科學有效的拆除技術，盡可能降低施工期間對周圍環境的破壞。