深基坑工程中混凝土支撐拆除技術分析

李 水 冰

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

深基坑工程中混凝土支撐拆除技術分析

李 水 冰

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

基于實際工程案例，闡述了某復雜周邊環境下，某深基坑工程混凝土支撐拆除技術。該深基坑采用的是排樁+雙圓環內支撐+錨索的支護方式。該方案中采用靜態破碎和控制爆破結合的方法，成功完成了復雜條件下深基坑支撐的拆除工作，同時保證了工期。

深基坑工程，混凝土支撐，拆除，爆破

1 項目概況

深圳某超高層建筑，地上部分共118層，地下部分共5層，總建筑面積約45.829 2萬m2，建筑占地面積約1.893 1萬m2，項目基坑面積約1.715萬m2，基坑槽底的標高為-33.5 m。該樓基坑支護選取排樁+內支撐+錨索的方式，支撐平面為雙圓環，在建筑北側主塔樓區域，為了方便后續主樓的8根巨型柱施工，選取內套小圓環的方式形成雙圓環。

基坑支撐構件最大截面尺寸為2 200 mm×1 200 mm，鋼筋直徑包括12 mm～32 mm，混凝土強度等級：支撐梁C30、環撐C40。鋼管混凝土柱按照實際承受的荷載，分別選用700 mm～900 mm直徑規格，壁厚為20 mm，鋼管混凝土內填充C30混凝土。基坑內支撐混凝土用量達到3萬m3，且混凝土強度等級較高，鋼筋用量達到了6 000余噸。

該建筑工程項目地處城市中心地帶，周邊各類大型商城、地標建筑等密集，同時還鄰近地鐵線路，項目施工環境較為復雜，基坑變形控制較為嚴格。

2 支撐拆除方法分析

當前國內各地標建筑物高度越來越高，超高層建筑的高度記錄不斷被打破，與此同時基坑的深度也越來越大[1,2]。由于本案例的工程項目周邊環境復雜，變形控制較為敏感，因而支撐體系選擇的是混凝土內支撐的方式，這種方式則導致后續支撐的拆除較為困難[3]。

內支撐的拆除可能會對基坑及鄰近地鐵隧道變形產生一定影響。內支撐拆除工作與主體結構的施工同步穿插施工，工期較為緊張。內支撐梁的截面較大，混凝土強度高，鋼筋用量大，拆除較為困難，特別是腰梁和環梁的拆除工作。拆除支撐時，下層結構構件的插筋容易受到影響，支撐爆破時會產生粉塵污染，影響周邊居民正常生活。這一系列問題都影響了支撐拆除的工期。

該建筑基坑深度較大，內支撐內力較大，不宜采用直接爆破的方法，這會導致支撐承受的內力被瞬間釋放，對基坑及周邊建筑安全產生隱患。為確保拆除工作安全，項目最終決定采用靜態破碎和控制爆破結合的方法。具體為，先采取靜態破碎拆除支撐和腰梁連接節點，讓支撐承受的內力開始釋放，其余位置都采用控制爆破的方法進行拆除[4]。控制爆破拆除時，需要控制好每次的起爆量，分段起爆，在爆破的同時檢測基坑的變形，確保基坑及周圍鄰近建筑物安全。

3 支撐拆除施工

3.1施工流程分析

支撐拆除施工流程如圖1所示。

3.2施工關鍵技術

3.2.1預埋管道

在施工過程中，無論靜態破碎還是控制爆破都需要在支撐梁上開孔，隨后填充靜態膨脹劑或炸藥，通常靜態破碎的孔數是明爆孔數的雙倍。實際基坑支撐的截面比較大，因而開孔的數量也非常多，使用通常的鉆機開孔花費時間過長，影響支撐拆除的整體工期。通過預埋管道的方法可以解決這一問題，然而管道也不可預埋太多，以防止影響支撐承載能力。最終項目部決定在前期預埋50%的管道，這樣明爆所需孔的數量足夠；其余靜態爆破都通過鉆機鉆孔。

支撐施工的過程中，預埋套管分為兩種情況：1)支撐鋼筋外，即鋼筋保護層內預埋PVC管道，這樣后續剔除保護層就比較的方便；2)設計孔的位置預埋紙管，明爆時填充炸藥即可。預埋管道布置如圖2所示。

3.2.2安全防護及成品保護

基坑支撐的下面搭設滿堂腳手架，上側滿鋪膠板，承受支撐的自重和平臺上施工作業的荷載。腳手架的高度隨著支撐到樓板高度的變化而變化。

為避免支撐拆除過程中存在部分廢渣破壞下層的墻、柱插筋及外墻的防水層，需要考慮采取一定的保護措施：1)下層結構柱的插筋。下層結構柱可穿過上道支撐頂面直接澆筑到上層梁底；若下層柱未先進行澆筑，則需要把鋼筋插頭套上鋼筋套，隨后再裹上布膠帶。2)下層結構墻體插筋、外墻防水。采用搭設保護棚的方法，搭設腳手架并鋪設木方和模板，插筋對應的模板位置穿孔，把露出保護棚的插筋套上鋼筋套。

3.2.3靜態破碎

拆除中先采用靜爆的方法拆除支撐和腰梁連接節點，其主要是在相應位置鉆孔灌注靜態膨脹劑，膨脹劑遇水后即出現膨脹，體積迅速增加，使得孔洞周邊產生較大的膨脹力，導致節點附近逐漸出現裂縫，最終再使用風鎬破碎。

支撐梁與腰梁連接位置為倒梯形截面，頂口1 000 mm，底口300 mm；封板和腰梁連接位置為矩形截面，見圖3。

靜態破碎具體過程如下：

1)補鉆孔。使用相關鉆機在支撐梁上部鉆孔，孔間距為0.2 m，排距為0.25 m，孔深度鉆至支撐梁底往上約100 mm。鉆孔完畢后需要對孔洞封堵，防止雜物進入孔洞。

2)保護層去除，切割鋼筋。靜態破碎需要把支撐構件表層保護層去除，隨后再切斷支撐構件的上部鋼筋、腰筋以及箍筋等，以減少鋼筋對混凝土的約束。

3)清理鉆孔。通過氣泵把孔內積存的灰塵清理，隨后使用棉紗封堵孔洞。

4)灌注膨脹劑。膨脹劑灌注到距洞頂50 mm即可，隨后采用木屑封堵孔洞，經過1 d左右的自然膨脹，支撐破碎。

在藥劑中摻入30%左右的水，將藥劑拌成膠狀，隨后倒入孔內，確保孔內藥劑密實。粗顆粒的藥劑水灰比宜為0.25左右。細粉末藥劑水灰比宜為0.32左右。在混凝土出現裂縫后，可以向裂縫灌水，促使膨脹劑進一步反應。

寬厚支撐則錯開裝藥，先裝外皮部分，隨后每隔1 h向內側裝填，逐步起爆，這樣可以降低對起爆點的約束。

往孔內裝藥時，需要確定藥劑、水的溫度是否滿足要求。若施工中發現，一些藥劑已經出現反應，則不能繼續灌注。從藥劑開始攪拌，到灌注完成，持續時間不得大于5 min。

5)人工破碎。灌注膨脹劑24 h后開始使用風鎬等工具對混凝土進行破碎，并及時將破碎的混凝土塊體清運。

3.2.4控制爆破

靜態爆破完成后，剩余的支撐通過明爆拆除。明爆拆除施工效率較高，施工中分段進行爆破，以降低爆破對周邊環境的影響。同時爆破前需要對爆裂的立柱等結構進行保護，防止爆破時對其余保留的結構造成破壞。

1)爆破流程。

爆破的過程中需要實現逐漸卸載，確保基坑及周邊環境安全，拆除過程由四周到中心。為了確保爆破的效果，各個分區都分段拆除，其流程如下：封板→封板與支撐梁連接處混凝土清理→短跨支撐梁→短跨與長跨梁連接處混凝土清理→長跨梁→腰梁→圈梁。節點爆破過程中，需要孔內、外延期結合起爆，外圈起爆后，內圈延期起爆，這樣既降低了爆破出現的沖擊，又保證了爆破效果。

2)爆破實施。

a.爆破前需要在待拆除的支撐周邊搭設腳手架，在上道孔洞的位置進行安全防護。

b.孔洞的設計、成形、清理、查驗均需要具備相應操作資格的人員進行，并完成技術交底。相關設計圖紙需要詳細標注鉆孔的位置、間距等。施工中采用鑿巖機進行開孔，開孔直徑約40 mm。

c.裝藥。在裝藥之前需要提前驗孔。裝藥按照設計要求的用量進行填裝，需要保證堵塞的長度，根據設計要求孔內、外延期。裝藥過程中，需要將孔內的炮泥壓實，并保護導爆管或電雷管腳線。

d.警戒。爆破布置完成后，需要將現場的人員全部撤出，同時在相關出入口安排警戒人員，防止無關閑雜人等進入基坑內部。

e.起爆。爆破工作由專業人員操作，爆破負責人發出指令后，把起爆的網絡主線連接到起爆器，按照命令起爆。

f.解除警戒。爆破完成后，需要等待5 min左右，爆破人員方可入場檢查。待爆破人員檢查確認安全后，現場爆破的總指揮發出警戒解除的指令，隨后各警戒人員停止警戒。

g.鋼筋切割。在爆破完成后，支撐梁鋼筋和連續立柱的鋼筋切割。

h.破除的混凝土垃圾清理。建筑垃圾的清理通過鏟車及起重機進行清理，把基坑內的建筑垃圾運到地面后，通過渣土車運輸出場。

現場垂直運輸垃圾的能力一定程度左右了拆除工期，支撐拆除形成的建筑垃圾，現場堆積高度控制在0.8 m。建筑垃圾通過小鏟車進行運輸，需要提前確定好鏟車的行車路徑，提高鏟車運輸的效率，行車路段的插筋綁扎一起后再彎折。

3.2.5基坑監測

基坑拆除會對現場周邊建筑及地鐵基坑產生影響，在支撐拆除過程中，也會導致支撐的內力重新分布，致使周圍的土體變形，對周邊建筑的受力狀態也會產生影響，因而需要實時監測。

在明爆時，需要在鄰近地鐵隧道附近布置監測點，對爆破產生的振動進行監測，并根據采集的數據進一步優化爆破的相關參數。

4 結語

本文基于實際的工程案例，闡述了某深基坑工程拆除技術，該方案中采用靜態破碎和控制爆破結合的方法，成功完成了復雜條件下深基坑支撐的拆除工作，該技術方法成功實現了以下目標：1)保證了周邊建筑及鄰近地鐵隧道的安全性；2)在要求的工期內完成了支撐拆除工作；3)采用了靜態破碎和控制爆破結合的方法，既保證了工期，又降低了施工的成本。

[1] 王衛東,徐中華.深基坑支護結構與主體結構相結合的設計與施工[J].巖土工程學報,2010(S1):191-199.

[2] 肖武權,冷伍明.深基坑支護結構設計的優化方法[J].巖土力學,2007,28(6):1201-1204.

[3] 夏國春,程永華,吳 昊.船塢塢口段深基坑支護體系拆除技術[J].建筑施工,2012,34(6):538-540.

[4] 韓傳偉,賈永勝,羅啟軍,等.兩棟緊鄰樓房的同時爆破拆除[J].爆破,2007,24(2):58-61.

Analysisofconcretesupportdemolitiontechnologyindeepfoundationpitengineering

LiShuibing

(ShanxiFirstConstructionGroupLimitedCampany,Taiyuan030012,China)

Based on the actual engineering case, the concrete support removal technology of a deep foundation pit in a complicated surrounding environment is expounded. The deep foundation pit adopts the method of row piles + double ring inner support + anchor rope. In the scheme, the method of combining static crushing with controlled blasting is successfully completed to support the demolition of deep foundation pit under complicated conditions, and the construction time is guaranteed.

deep foundation pit, concrete support, demolition, blasting

1009-6825(2017)30-0063-03

2017-08-16

李水冰(1974- )，女，工程師

TU751

A