大型基坑鋼管支撐拆除方法及技巧

李巖巖（沈陽地鐵集團有限公司， 遼寧 沈陽 110011）

大型基坑鋼管支撐拆除方法及技巧

李巖巖
（沈陽地鐵集團有限公司， 遼寧 沈陽 110011）

摘 要：某深基坑共設6道鋼筋混凝土水平支撐，支撐拆除方量約5000m3。鋼管撐由上至下間距分別為6.4m、6.3m、5.6m、3.7m、4.0m，最底層鋼支撐距基坑底3.58m；第5至第6層鋼支撐間設置1 層倒撐，倒撐位于第5層鋼支撐下1m。1號換乘廳結構采用明挖順做法施工，下層結構施工完成達到設計強度后拆除上層鋼支撐，并根據要求設置倒撐。

關鍵詞：深基坑；支撐；環梁；拆除

1號換乘廳位于東二環路西側，中國海洋石油大廈東側，結構平面尺寸南北長56.5m，東西長25.5（22.5）m，深31.18m。基坑采用圍護樁+網噴支護+鋼管撐進行支護，其中鋼管支撐共分六層，1、2層為φ609鋼管撐，3～6層為φ800鋼管撐，鋼管撐由上至下間距分別為6.4m、6.3m、5.6m、3.7m、4.0m，最底層鋼支撐距基坑底3.58m；第5至第6層鋼支撐間設置1 層倒撐，倒撐位于第5層鋼支撐下1m。1號換乘廳結構采用明挖順做法施工，下層結構施工完成達到設計強度后拆除上層鋼支撐，并根據要求設置倒撐。如圖1所示。

1 施工順序

鋼支撐拆除施工順序如圖2所示。

2 施工方案

2.1方案概述

鋼管支撐拆除過程是利用已襯砌結構換撐的過程，拆除時要特別注意保證軸力的安全卸載，避免應力突變對圍護、結構產生負面影響，另外，避免鋼支撐吊運過程中墜落而導致安全和質量事故。

支撐拆除必須在其下結構板鋼筋混凝土強度達到設計要求后進行，第5道支撐拆除時其下倒撐應施工完成。基坑南端部位斜撐及鋼圍檁采用吊車及桁吊配合拆除，其余部位鋼支撐及鋼圍檁均由桁吊配合拆除。拆除下的鋼管支撐及鋼圍檁均由桁吊倒運至基坑北端碴倉內進行拆卸，并及時組織退場。

2.2 施工順序及施工方法

（1）鋼管支撐及鋼圍檁拆除

鋼管支撐及鋼圍檁的拆除順序與安裝順序相反，施工時先將鋼管支撐分級卸壓（軸力釋放）拆除，然后拆除鋼圍檁，最后拆除三角托架及側壁基面處理，具體施工方法如下。

①鋼管支撐拆除

當換乘廳襯砌結構達到設計強度后進行鋼管支撐的拆除，首先將鋼絲繩（有效直徑不小于19.5mm）捆于鋼管支撐兩端，用吊車（桁吊）收緊鋼絲繩，將千斤頂置于鋼管支撐活動端加壓槽內，對千斤頂緩慢適當加力頂緊，直至鋼楔塊松動，取出鋼楔塊，然后對千斤頂分級卸壓直至取出千斤頂，最后將鋼管支撐兩端防墜落鋼絲繩拆除，起吊鋼管支撐并由桁吊將拆下的支撐吊運至基坑北端碴倉內進行最后拆除。為方便支撐間各管節連接螺栓拆除，碴倉內地面應平整壓實。

②鋼圍檁拆除

先取要拆除的鋼圍檁節段，將鋼絲繩掛于鋼圍檁兩個吊環上，利用吊車（桁吊）將鋼絲繩收緊，然后將兩圍檁間連接鋼板及斜拉防傾覆鋼筋割斷，最后起吊鋼圍檁，吊運至基坑北端堆碼整齊，及時組織退場。

③三角托架拆除

三角支架拆除時先利用風鎬將三角支架根部及膨脹螺栓部位處混凝土塊清理干凈，用扳手將螺帽擰松，使三角支架松動拆除支架。如遇三角支架埋入混凝土較深時側采用電焊及氧氣乙炔從根部割除，最后對基面進行處理，處理方法詳見《1號換乘廳防水安全施工方案》。

（2）倒撐施工

為保證第5道鋼管支撐拆除時基坑圍護結構穩定及減小襯砌結構變形，故應在換乘廳地下四層下部側墻結構施工完成后及第5道鋼管支撐拆除前加設一層倒撐。加設位置位于地下四層側墻水平施工縫下0.55m，水平布置方式同第5道支撐。如圖3所示。

①安裝鋼管支撐托板

因為倒撐直接撐在地下四層側墻上，倒撐施工前需先焊接鋼托板，鋼托板采用t=16鋼板加工，安裝尺寸為200×920mm，直接焊于地下四層側墻預埋鋼板上，鋼托板兩端再各焊接一個200×200×10mm的三角鋼板進行加強，如圖4所示。

②倒撐安裝及鎖定

倒撐安裝前先根據結構凈空選擇合適的鋼管管節進行拼裝，根據現場場地情況，倒撐鋼管在地面進行拼裝，由桁吊吊運至基坑內再由汽車吊（桁吊）安裝就位。按照設計要求，倒撐不用施加預應力，故倒撐吊運就位后用鋼板或鋼楔塊頂緊即可。

圖1 結構施工與支撐關系圖

圖2 鋼支撐拆除施工順序圖

3 吊車選型、布置及起吊方法

場地內走行式桁吊因場地限制，存在7.5m吊裝盲區，無法采用桁吊進行基坑南端斜支撐范圍內鋼圍檁、鋼管支撐起吊，擬在基坑東南角設置汽車吊進行第4-6層南端斜撐范圍內鋼圍檁、鋼支撐吊裝，在基坑南端圍擋外設置汽車吊進行第1-3層南端斜撐范圍內鋼圍檁、鋼支撐吊裝。

3.1吊車選型、布置

（1）吊車選型

鋼管支撐拆除汽車吊選擇同安裝時一樣，按第3道支撐安裝時最不利荷載（單件最大重力矩）進行考慮，鋼管支撐拆除時同樣選用35噸級汽車吊。

（2）汽車吊擺放位置

①第4-6層南端斜撐范圍內鋼圍檁、鋼支撐吊裝

根據現場實際條件，進行第4-6層南端斜撐吊裝時可將汽車吊擺放在基坑東南角，距基坑邊2.5m，呈南北方向擺放，能保證吊車支腿全伸，作業旋轉不受阻即可。如圖5所示。

②第1-3層南端斜撐范圍內鋼圍檁、鋼支撐吊裝

基坑寬度大，為滿足汽車吊起吊能力，順利進行第1-3層西南角斜撐起吊，為保證汽車吊的罷放能達到作業要求，擺放在朝內過街通道東北出入口前。基坑邊距南側圍擋2.5m，汽車吊呈南北向擺放，車尾距南側圍擋1.5m，能保證吊車支腿全伸，作業旋轉不受阻即可。如圖6所示。

3.2 起吊能力復核

（1）汽車吊起吊能力復核

汽車吊按圖5、圖6進行擺放時其最大工作半徑均為18.0m，鋼管支撐拆除按第3道支撐安裝時最不利荷載（單件最大重力矩）進行考慮。

汽車吊起吊能力檢驗以徐工QY35K5型汽車吊為參考，按最不利荷載情況進行復核。

汽車吊最大起重力矩：1200kN·m

現場最大工作吊半徑：18m

起吊物最大重量：3.6t（最長斜鋼管支撐拼裝重量）

36kN×18.0m＝648.0kN·m＜1200kN·m滿足要求

（2）桁吊起吊能力復核

當采用桁吊進行起吊鋼管支撐拆除時，第3層鋼管支撐支撐單根最大重量為9.79噸，小于桁吊最大起吊能力8×2=16噸，能滿足起吊要求。

圖3 倒撐布置示意圖

圖4 鋼托板安裝示意圖

圖5 基坑南端斜撐區域鋼圍檁、鋼支撐吊裝汽車吊位置擺放圖1

3.3 起吊方法

（1）基坑南端鋼管支撐、鋼圍檁起吊

基坑南端第4、5、6層斜撐范圍內鋼管支撐及鋼圍檁均由圍擋外汽車吊進行起吊，第1、2、3層斜撐范圍內除最長斜撐吊汽車吊和桁吊共同起吊外，其它鋼管支撐及鋼圍檁由桁吊單獨起吊。

拆除后的鋼管支撐、鋼圍檁由汽車吊挪至桁吊起吊范圍后由桁吊吊運至基坑北端堆放組織退場。

（2）其它范圍內鋼管支撐、鋼圍檁起吊

位于桁吊起吊范圍內的構件均由桁吊進行，起吊時由桁吊上兩臺電動葫蘆同時進行，采用兩點起吊法。

4 監控量測

4.1 監控量測目的

（1）通過監控量測了解各施工階段地層與支護結構的動態變化，把握施工過程中結構所處的安全狀態。

（2）通過對監測數據的處理、分析，采取工程措施來控制地表下沉，確保地面交通順暢和地面建筑物的正常使用。

（3）用現場實測的結果彌補理論分析過程中存在的不足，并把監測結果反饋設計、指導施工。

（4）通過監控量測對工程施工可能產生的環境影響進行全面的監控。

（5）通過監控量測進行基坑日常的施工管理。

（6）通過監控量測了解該工程條件下所表現、反映出來的一些地下工程規律和特點，為今后類似工程或該工法本身的發展提供借鑒、依據和指導作用。

4.2 預警機制

監測項目按”分區、分級、分階段”的原則制定監控量測控制標準，并按黃色、橙色和紅色三級預警進行反饋和控制。當監測項目出現任何一種預警狀態時，監測單位應立即向建設單位、施工單位、監理單位及設計單位報告。施工單位應立即啟動相應應急預案、采取加強處理。

（1）三級預警狀態判定（表1）

（2）針對預警狀態采取的應急措施鋼管支撐拆除過程中，加強對圍護結構變形、位移、鋼管支撐軸力變化及中海油大廈的沉降、傾斜監測，加強監測頻率，當基坑及中海油大廈監測結果達到預警狀態時，采取必要的措施防止基坑及中海油大廈變形繼續發展。立即停止鋼管支撐拆除施工，對已拆除鋼管支撐進行恢復，必要時選擇關鍵部位增加鋼管支撐，及時與建設單位、設計單位、監理單位取得聯系，共同討論處理方案。

表1

參考文獻

[1]楊國銘.淺談基坑圍護中水平支撐梁系統的爆破拆除施工[J].外文期刊，2008 （23）.

[2]中國建筑工程總公司.基坑與基礎工程施工工藝標準[S].2003.

中圖分類號：TU47

文獻標識碼：A