大型深基坑支撐拆除施工技術

中建八局第三建設有限公司上海公司 上海 200135

1 工程概況

背景工程為某市高層研發樓及綜合辦公樓，總建筑面積280 000 m2，地上為10～12層，裙房為2～3層，框剪結構，地下設2層地下室，基坑面積約為70 600 m2，主樓區域基坑面積約為59 100 m2，中心區域下沉式廣場面積約為11 500 m2。基坑普遍開挖深度為9 m。本工程支撐體系為鉆孔灌注樁+2 道水平支撐，支撐最大截面為1 000 mm×800 mm， 如圖1所示。

圖1 圍護支撐體系

2 方案選定

拆除基坑內混凝土支撐是一件復雜的施工作業，涉及到深基坑的安全及對周邊環境的影響等方面的問題。本工程支撐拆除初步考慮3 種方案，方案一為人工拆除，方案二為爆破拆除，方案三為機械拆除。

（a）方案一：人工風鎬拆除、鎬頭機拆除技術投入少，但在搶工期間大體量支撐采用人工拆除無法實現工期節點目標，且人工拆撐危險性較大。

（b）方案二：考慮到爆破拆除時噪聲大、粉塵多，爆破防護措施費用高，在爆破前還需要對附近交通實施管制等，爆破時對組織流水施工比較困難，爆破時全場人員撤離現場，對非拆撐區域施工進度影響較大。

（c）方案三：由于本工程處于郊外，基坑面積較大，支撐拆除和結構施工可以同步進行，對工期影響較小，同時拆除的過程中配合進行支撐灑水，并對成堆的渣土進行灑水減少粉塵污染。

綜上所述，本工程采用了機械拆除配合人工風鎬拆除方法。

3 支撐拆除工藝[1-4]

3.1 施工流程

機械進場、就位→吊裝鎬頭機到基坑→落實坑內產品保護→支撐、圍檁鎬頭機破碎→人工回收廢鋼筋→挖機翻渣裝車→垃圾歸堆→垃圾提升→垃圾外運

3.2 拆撐順序

根據后澆帶劃分的區域，按照底板、樓板澆筑先后順序（基坑南北側結構先行施工，東、西側地下結構施工略慢），在相應關聯區域底板、樓板及換撐混凝土強度達到要求后拆除該區域支撐。支撐拆除施工順序如圖2所示。

3.3 拆撐條件

（a）第二道支撐拆除時，基礎底板及傳力帶應全部施工完畢并達到設計強度；

（b）第一道支撐拆除前，地下2層結構、傳力帶及樓板缺失部位換撐施工應設置完畢，且梁板結構及其換撐達到設計強度。

圖2 支撐拆除順序

3.4 支撐拆除方案

3.4.1 第二道支撐拆除

結構底板、傳力帶及內圈圍護換撐混凝土達到設計要求強度時，采用鎬頭機在地下室底板面進行第二道支撐拆除。在拆除每一組角撐或對撐前，將相鄰角撐或對撐之間的圍檁先行脫離（鋼筋可以保留，待最后割除），使角撐或對撐成為獨立的受力單元，這樣在支撐結構拆除過程中，減少對相鄰圍護結構的影響。

在基坑邊緣或棧橋上利用汽車吊將PC200鎬頭機吊入坑內，PC200小型鎬頭機下鋪路基箱，在混凝土底板上直接對混凝土支撐進行破碎。

支撐拆除時按照角撐處支撐梁由外向里逐排拆除的順序，中間支撐梁可以單個拆除也可以2 道支撐梁同時拆除。支撐梁的拆除應每道梁的所有跨同時對撐拆除，每跨從中間往兩端拆除，詳見圖3。

圖3 第二道支撐梁拆除順序

3.4.2 第一道支撐拆除

在地下1層板、傳力板帶及換撐混凝土強度達到設計強度時，進行第一道支撐拆除。根據本支撐的布置情況，棧橋板較多，有利于機械拆除。2 條主支撐的水平間距不超過6 m的支撐，在支撐上鋪設鋼制路基箱操作平臺，在平臺上對支撐實施破碎；在行進的線路上，鎬頭機可以利用鋼絲繩調整和鋪設路基箱，鎬頭機前行，鎬頭機把后側路基箱吊到前側前進路線上鋪設好，鎬頭機繼續前進，如此滾動式前進，完成鎬頭機在支撐上的移動。到達指定位置后，對此位置上的前方支撐破碎，破除結束后，鎬頭機向后移動，把前面的路基箱利用鎬頭機自身鋼絲繩吊到后側，鋪設好，作為繼續向后移動的施工平臺，在平臺上對上一步機械站位處的支撐拆除。以此類推，完成對支撐的拆除。

對于主支撐水平間距大于6 m的支撐不具備鋪設路基箱的條件，采用小型HD50橡膠履帶式破碎機，破碎機下鋪路基箱，在地下1層樓板上（保留地下2層滿堂架）對支撐進行破碎。鋼格構柱周邊設置施工縫，采用模板進行隔離（待格構柱拆除后補澆高一等級膨脹混凝土），杜絕拆撐震動引起樓板共振導致開裂。

對部分地下1層樓板缺失部位的支撐，本工程采用PC200鎬頭機（有效高度7 m）在大底板上直接破除。棧橋拆除待相鄰的支撐拆除后進行，鎬頭機直接在棧橋上邊后退邊破除。

在整個支撐拆除過程中應避免立柱受到機械擠壓、碰觸，立柱1 m范圍內采用人工破除，減少振動。

3.5 成品保護

支撐拆除時需要保證該區域后澆帶封閉完成、剪力墻插筋和高低差棱角處保護架搭設完成，電梯井、集水井等洞口封堵完成。在拆除過程中，挖機等中型機械不得直接碾壓墻柱鋼筋，小型鏟運機等必須越過時，在墻柱鋼筋根部鋪設高不低于300 mm的渣土或木方。

在拆除過程中，同時對底板面層、墻柱樓梯插筋進行保護。在底板面層鋪設竹笆片，支撐破處混凝土塊不大于Φ15 cm，盡量不對底板面層形成沖擊。部分墻柱樓梯插筋位于支撐位置，對個別部位鋼筋插筋采取鋼管配套模板防護隔離，防止拆除機械和混凝土塊將鋼筋壓彎，并嚴格控制拆除混凝土塊體積大小。

4 碎渣清理與吊運

考慮施工期間垂直運輸任務比較繁重，底板上柱插筋林立，故拆除一定區域后，采用小裝載機將建筑垃圾推至基坑或棧橋邊，部分裝載機不便施工地區采用小型機動翻斗車把支撐拆除下來的混凝土分散運輸到多個垃圾垂直運輸點，垃圾運輸點應避開墻柱鋼筋及后澆帶。第二道支撐采用加長臂反鏟挖機站在坑邊或棧橋上，把渣土挖出基坑，再由土方清運車及時運出場外。

5 安全文明施工

（a）鎬頭機在拆除施工時，設置安全警戒區，監管人員對拆除過程進行全方位監控。每輛機械必須有專人進行指揮，機械與機械之間有專人進行協調，機械回轉范圍內禁止一切人員靠近。

（b）基礎底板內有多處集水井或電梯井，機械行走過程中應有專人指揮，以避免發生機械傾覆事故。

（c）夜間施工時指揮人員應穿戴夜間警示衣服，以避免行車機械傷人。

（d）拆除施工前，清除拆除區域內所有的易燃物品，氣割施工時氣割所用的氧氣瓶、乙炔瓶，分車運輸、分開放置，并配備足夠的水桶和滅火器。

（e）拆除時做好揚塵控制，邊拆除邊灑水。

6 監測措施

本工程支撐拆除期間，對基坑進行監測了以下內容：圍護墻頂部垂直、水平位移，圍護墻側向變形（測斜），支撐軸力，立柱垂直位移監測，坑外地下水位。

同時對周邊地下管線沉降、位移監測和周圍建筑物沉降進行加密監測（2 次/d），出現異常應及時通知監理、設計、業主及施工單位，及時進行處理。本工程支撐拆除全過程，監測數據皆在正常范圍內，未達到預警值。

7 結語

本工程通過大量的前期策劃，通過合理安排從支撐拆除的施工順序，做好實時監測等一系列技術措施，從支撐拆除直至地下室完成，歷時僅僅58 d。實施效果表明：大面積基坑支撐采用人工機械組合拆除方法是可行的，該方法施工工期短，施工成本低，同時確保了拆除過程中地下室結構的安全和成品保護。為以后類似基坑支撐梁拆除的施工積累了寶貴的經驗。