關于深基坑內支撐拆除安全技術措施的探討

張偉斌 張良磊

摘要：隨著城市建設的高速發展，城市空間越來越密，超高層建筑如雨后春筍般涌現，深基坑工程越來越多，基坑“深”、“大”、“緊”、“近”的特點日益突出。常見的基坑支護形式有：排樁支護、樁錨、地下連續墻、土釘墻、基坑內支撐等，其中鋼筋混凝土內支撐在超大深基坑中的應用較為普遍，這種支撐形式可大大提高基坑的穩定性，但是深大基坑混凝土內支撐拆除一般都體量巨大、工期要求緊，特別是處于城市鬧市中心、周圍建筑物密集的條件下，如何保證拆撐過程中有效控制基坑變形、對周圍環境的影響、主體結構成品保護、以及施工人員機械的安全更具有重大意義，本文將結合工程實例對內支撐拆除的安全技術措施進行闡述。

關鍵詞：超高層;深基坑;內支撐;拆除;安全技術措施

深基坑對支護結構的要求越來越高，采用鋼筋混凝土內支撐在保證基坑邊坡安全的同時還能滿足基坑變形控制的要求，它具有剛度大、變形小、能有效控制擋土結構的變形和周圍地形的變形，但拆除內支撐成為直接影響基坑穩定性的重要因素。

常用拆除方法有爆破拆除、繩鋸切割拆除、靜音爆破拆除、人機配合鑿除等。從基坑變形控制、安全、質量、成本和工期進度等角度考慮，機械破除法仍是目前較為常用的內支撐拆除方法，所以如何控制機械拆除內支撐過程中的基坑安全、機械設備人員安全、主體結構安全和周邊建筑物安全以及文明施工具有重要的現實意義。

一、工程概況

（一）基坑支護概況

本工程地處福州市臺江區北江濱CBD鬧市中心，且與在建地鐵站相鄰，周邊有超高層辦公樓和住宅小區。基坑占地面積約4.6萬m²，基坑總周長約1500m，分為兩個地塊建設，均設有三層聯體地下室，基坑最大開挖深度超過16.0m，基礎為灌注樁基礎。基坑支護形式為：鉆孔灌注樁支護樁+三道鋼筋混凝土內支撐，并有三軸攪拌樁擋土止水。內支撐采用鋼筋混凝土對撐、角撐、圈梁和腰梁，將基坑周圍的水平力傳遞平衡，豎向采用角鋼格構柱作為基坑豎向受力體系，承擔結構自重。支撐梁有1600x1100、1600x1000、1600x900、1000x1100、1000x1000、900x1100、900x1000、900x900、800x900、800x800mm多種截面尺寸。

地下室與支護結構的關系如下圖所示：

換撐是將圍護墻的荷載傳至主體結構的底板、樓板，或通過對圍護墻與主體結構外墻間空隙回填將圍護墻的外力通過主體結構外墻傳至樓板，最終使基坑處于穩定而地下室結構逐漸達到永久受力時的狀態，因此換撐設計對于內支撐拆除極為重要，是基坑設計和施工的重要環節，本工程采用的是在底板和樓層板標高位置設計鋼筋混凝土短柱（一樁一柱）。

（二）拆撐方案的選擇

本工程處于鬧市中心，周邊環境所限，基坑邊距離周邊建筑物僅約8m寬，面積廣、內支撐呈不規則形狀布置，難以采用爆破拆除等方法，且工期要求高，每道內支撐拆除工期須控制在15天以內，從進度、成本和安全方面綜合考慮，采用以機械破除的方法，破撐設備為輪式炮頭機、履帶式炮頭機，機械破除法成本較低、工藝成熟、施工靈活、便于控制、施工速度較快。但此方法同樣存在以下弊端：由于炮頭機重量大，對樓板和支撐架要求高，噪音大，揚塵控制要求高，夜間無法施工，砼渣清理困難，成品保護要求高。因此采用此方法拆除內支撐，安全文明施工控制技術為第一要點。

（三）拆撐的原則

（1）嚴格按照先換撐后拆撐的順序施工，嚴禁跳過換撐而拆撐;（2）確定拆除順序，拆除順序應與支護設計工況一致;（3）按對稱拆除、平衡受力、先拆除的桿件能將本身承擔的水平力有效傳遞至換撐構件上等原則，確定支撐梁的拆除順序。（先拆角撐，再拆對撐）;（4）做好基坑監測和應急措施;（5）做好支撐拆除時對已施工地下室及周邊環境的保護措施。

二、機械破除法內支撐拆除工藝

（一）總體施工流程

地下室底板結構、換撐完成（達到強度要求）→拆除第三道支撐→地下室二層結構、換撐完成（達到強度要求）→拆除第二道支撐→地下室一層結構、換撐完成（達到強度要求）→拆除第一道支撐→拆除格構柱（自上而下）。

內支撐構件的細部拆除順序：先拆連續梁、角撐，再拆大對撐，最后拆除腰梁。

（二）機械破除工藝流程

人材機進場→大型汽車吊吊放炮頭機→樓板面保護→拆除支撐次梁→拆除支撐主梁→鋼筋、砼分離→整理廢鋼筋→渣土歸堆→渣土裝車外運→施工完畢退場。

（三）鋼筋切割整理流程

炮頭機鑿除支撐混凝土→氣割工人準備氣割工具→安全距離切割支撐上層鋼筋鋼筋→待混凝土大部分脫離支撐后切割最下層鋼筋→廢舊鋼筋整理歸堆→吊裝外運。

（四）渣土清理流程

人工清理渣土→小挖機清理→人工歸堆→小鏟車歸堆→渣土堆放到指定的區域→汽車吊、挖機吊運裝車→渣土外運。

三、內支撐拆除安全管理技術措施

（一）作業人員和設備的管理

1、選擇合格的專業拆除單位，檢查進場人員的證件，操作人員的上崗證必須合格、齊全。

2、作業前，對操作人員進行詳細的書面安全技術交底，技術負責人到現場指揮施工。

3、作業人員必須佩戴安全帽、口罩、安全帶等防護用品。

4、機械設備進場前，需證件齊全，進行報驗，做好保養、驗收工作，確保設備正常運轉。

（二）拆除作業時的控制要點

1、作業時要有專人負責指揮，并設立警戒線;在鑿除過程中，嚴禁站在已經割斷梁主筋的支撐梁上進行鑿除。

2、每條梁拆除保持連續施工，再進行下一條梁。采用分段拆除，每段約4m，每次拆除支撐梁的長度按1.0m長度控制，確保荷載滿足要求。鑿除破碎要均勻，保證掉落的砼塊徑不大于250mm，及時將拆下的砼塊清除。

3、支撐破碎時不得損壞棧橋結構體系;在破拆與棧橋相連構件時，須先將該構件與棧橋斷開脫離后方可進行破拆。

4、格構柱拆除

因在第一道支撐拆除前，鋼立柱不拆，鋼立柱仍處于受力狀態，故嚴禁炮頭機直接打在鋼立柱上，切割鋼筋時，機具不準損傷鋼立柱。

第一道內支撐梁拆除完成后，開始拆除鋼格構柱。拆除順序應自上而下進行，使用乙炔焰進行分段切割，分段每段不超過1.5m，如分段過長分離時容易側翻且吊重有限，將切割分離后的鋼構柱用叉車轉運至吊車工作半徑范圍內，最后從預留的吊料口用塔吊吊出基坑。

5、對于機械無法拆除的部位，采用人工風鎬破碎法配合，作業時兩人一組，沿切割線用風鎬先剝開四周箍筋，氧乙炔進行切割回收;而后由上而下進行破碎，遇到鋼筋即進行切割，邊破碎混凝土邊切割鋼筋。

（三）拆撐機械停放及保護措施

1、炮頭機停放在結構樓板位置時，須事先對結構辦和下部的模板支撐體系進行受力復核;其下的模板支撐體系不得松動，混凝土結構強度必須達到要求的設計強度（本工程為80%）;破撐機械停設位置下、移動路線的板面上須采取鋪設鋼板、厚木板、廢橡膠輪胎等保護措施。

2、當炮頭機停設在支撐梁面上，機械停設位置下、移動路線的第一道支撐梁面應鋪設鋼梁或路基箱等措施。路基箱設于后一跨，獨立于當前拆除跨，在拆除無棧橋板的支撐梁時，需在支撐梁上架設的工字鋼上行走，工字鋼梁應與支撐梁固定牢固。

H型鋼梁、路基箱可按如下方式組合鋪設：

①破碎機之下的平臺由H型鋼梁滿鋪構成;

②破碎機之下的平臺由路基箱滿鋪構成;

③破碎機之下的平臺由H型鋼梁做平臺梁，路基箱做平臺板滿鋪構成。

（四）周邊警戒與監測

拆撐區域拉設警戒線封閉，根據不同區域操作平臺的劃分，用警戒線將機械操作區域分開，破碎區域周邊4米范圍內設置隔離帶，并掛設警示牌。派專人在操作之前必須檢查操作環境是否符合安全要求，道路是否順暢，嚴禁非施工人員進入場地。待該區域砼基本破碎完成后即可進入區域進行分離鋼筋和清理的施工。

拆除過程中，加強基坑支護的監測，每天監測一次，有突變的情況下，增加監測次數，對基坑變形超過警戒值的應立即停止施工，分析原因、采取措施。

（五）結構成品保護

拆除物清運需預留好行車通道和砼渣堆放場地，混凝土渣塊、廢鋼筋等采用小型機械加人工清運歸堆，然后采用汽車吊、長臂挖掘等大型機械將堆放好的砼渣從基坑內轉移到運輸汽車上，最后運到場外指定地點。同時，在塔吊吊裝能力范圍內可考慮利用塔吊吊運部分砼渣，以便加快基坑內的清場進度。

1、樓板成品保護

在炮頭機停設位置下、移動路線的板面上和破碎區域3m范圍內須采取鋪設鋼板、厚木板、廢橡膠輪胎等，待機械就位后按規定的順序開始對混凝土支撐進行拆除，破碎的混凝土塊大小一般控制在25cm內，避免因混凝土塊過大墜落底板上，造成結構損傷。

清運混凝土垃圾時應平鏟，盡量避免在混凝土面上鏟出劃痕，確保不對混凝土板造成損壞。

2、墻柱豎向預留鋼筋保護

砼塊破除時極容易造成豎向預留鋼筋的破壞，為防止破碎掉落的混凝土塊將預留鋼筋砸彎，需事先在有豎向鋼筋的上方搭設防護棚;嚴禁將大塊構件混凝土破除落下，應盡量完全破碎成小塊狀;同時避免機械碰撞或壓彎預留豎向墻柱鋼筋，由專人負責指揮施工機械的行走路線，禁止其移動時靠近豎向鋼筋;落入墻柱豎向鋼筋內的渣塊進行人工清理。

（六）后澆帶與預留洞口防護

后澆帶要在破碎前用模板覆蓋，防止混凝土渣掉入;安裝預留洞口處用模板覆蓋，并在外圍用警戒線設置醒目標志，除防止混凝土渣掉入外，還要防止機械車輛、人員掉入造成安全事故。

破撐機械停設處及移動路線上的后澆帶上應鋪墊鋼板，盡量避免將機械停放在后澆帶。

樓梯洞、吊裝洞等尺寸較大的洞口位置需采用鋪設型鋼+廢舊輪胎和鋼板的方式進行防護。

四、內支撐拆除環境保護措施

（一）垃圾、排污管理措施

1、施工過程中，車輛往返頻繁，對駛出工地的車輛需派專人在大門出入口沖洗平臺處進行沖洗清掃，防止污染交通道路。

2、現場施工所排污水，應先集中經過臨時沉淀過濾后方準排出，防止堵塞排水溝。

3、施工過程中，教育工人做到完工料凈、場地清，并將建筑垃圾及時清理運走。

4、破除下來的砼渣、鋼筋需分塊堆放，且不得集中堆載，防止荷載過程對樓板造成損害，鋼筋處理好進行回收。

5、對每一部離開工地的廢渣清運車輛用高壓水槍對其輪盤進行清理，嚴禁將渣土帶到周圍公共道路上，運輸車輛堆砼廢渣不得過高，防止車輛顛簸將砼廢渣傾倒路面，造成不良影響。

（二）揚塵控制措施

1、天氣干燥時，支撐拆除區域進行適量灑水，破碎機上最好安裝自動噴水裝置，若無需派專人對破碎點進行噴水降塵。

2、渣土集中堆放，必要時將現場渣土進行圍擋和覆蓋;

3、場地內車輛行駛區域，專人清掃沖洗。

4、使用炮頭機進行混凝土塊分層破除時，適時在內支撐梁鑿打處噴水，減少粉塵量。

5、為避免粉塵飛揚，除裝混凝土碎塊前應使用專用水管向碎塊堆上灑水使其濕潤外，另在裝載機上安設噴霧器，邊裝渣邊灑水。

（三）噪音控制措施

1、根據施工項目現場環境的實際情況，合理布置機械設備及運輸車輛進出口。

2、合理安排施工機械作業，高噪聲作業活動盡可能安排在不影響正常生活的時段。

3、對于高噪聲設備附近加設可移動的簡易隔聲屏，壓縮機要性能良好及盡可能低音運轉，并要安置在遠離臨近房屋的地方。

4、選用環保型的低噪音排放施工機械，做好機械保養和降噪措施，對機械設備連接部位加潤滑油處理減少機械摩擦噪音，減少噪聲對周邊環境的影響。

5、離高噪聲設備近距離操作的工人應配戴耳塞，以降低高噪聲機械對人耳造成的傷害。

6、教育、督促施工班組工人在施工中做到輕提輕放，嚴禁隨便亂扔、亂敲工具和材料，杜絕不必要的噪音產生。禁止在施工作業過程中從高空拋擲鐵器等施工材料及工具而造成的人為噪聲。

五、 結語

綜上所述，在深基坑內支撐拆除工作量巨大、工期緊張等情況下，必須制定安全可靠的技術方案，嚴格按照拆除順利和方法進行施工，加強支撐及基坑監測工作，落實安全文明施工技術措施，確保拆除作業的安全、穩定，更要注重減少對周圍環境的影響，這對基坑施工的安全保障尤為重要。

參考文獻：

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