深基坑鋼筋混凝土內支撐拆除施工技術

耿鵬

【摘要】鋼筋混凝土內支撐較為廣泛的應用于深大基坑支護工程，主體結構施工時需要由下至上分層進行拆除，采用作業平臺繩鋸進行拆除后整體吊裝運輸，拆除吊裝完成后及時進行結構施工并換撐，安全、快捷，環保，既減少對基坑側壁圍巖的擾動，又將混凝土內支撐軸力緩慢釋放。保證基坑安全穩定的同時提高施工效率。

【關鍵詞】深大基坑;鋼筋混凝土內支撐;作業平臺;繩鋸切割;整體吊裝運輸

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.098

1、工程概況

1.1基本情況

包頭市立體綜合交通樞紐工程位于東河區二里半機場與擬建高鐵包西線機場高鐵站之間。包頭地鐵一號、二號線機場站換乘中心與樞紐項目交通中心整體共建，機場站地鐵地下兩層，地下二層為站臺層，雙島四線站臺，地下一次為站廳層和設備層，被交通中心換乘通道一分為二，地鐵基坑總長275.4m，寬54.4m，基坑深16.81m，預留配套地鐵為兩層框剪結構，總建筑面積2.8m2。地鐵基坑兩端陽角部分共設計三道混凝土支內撐，主撐800*800mm，連梁700*700mm，砼圍檁1100*900mm。

1.2周邊環境條件

地鐵西側緊鄰正在生產經營的包頭中藥廠，廠房距離基坑北側5.5米，西側12米，南側為下穿立交（尚未施工）。西側、南側可供吊車擺放進行混凝土塊體吊裝。地鐵基坑深16.81m，共三道混凝土內支撐，從上往下分別為第一道、第二道、第三道。結構施工對混凝土支撐由下至上進行逐步拆除，底板施工完成拆除第三道;地下二層施工時拆除第二道;地下一層施工時拆除第一道。

2、混凝土內支撐拆除施工

主體結構施工前需將混凝土內支撐由下至上根據主體結構施工進度分層進行拆除，拆除采用繩鋸切割成重量3T塊體后及時用汽車吊吊出基坑，再利用自卸運輸車輛運輸至空地集中分類堆放，因周邊環境限制，結合汽車吊工作半徑與塊體重量選用100t汽車吊進行吊裝作業。切割前先進行作業平臺搭設，作業平臺采用滿堂腳手架進行搭設，混凝土支撐拆除遵循“先連梁后主撐，先外側主撐后內側主撐再砼圍檁”的順序上下同時對稱進行拆除，上下對稱部位拆除后及時吊離作業平臺再進行下一步切割。

3、作業平臺搭設與計算

（見表1-1-2）

3.1次楞驗算

恒荷載為：g1=1.2[gkc+g1ke]=1.2×（0.021+0.35×200/1000）=0.109kN/m

活荷載為：q1=1.4（Q1+Q2）e=1.4×（16+2）

×200/1000=5.04kN/m

3.1.1強度驗算

Mmax=0.185kN·m

σ=Mmax/W=0.185×106/（1×40.833×1

03）=4.54N/mm2≤[f]=15N/mm2

3.1.2抗剪驗算

Vmax=1.854kN

τmax=VmaxS0/（Ib）=1.854×103×30.6

25×103/（142.917×104×5×10）=0.794N/mm2≤[τ]=125N/mm2

3.1.3撓度驗算

撓度驗算荷載統計：

qk=gkc+g1ke+（Q1+Q2）e=0.021+0.3×200/1000+（16+2）×200/1000=3.681kN/m

νmax=0.23mm≤[ν]=max（1000Χ0.6/150，10）=10mm

3.1.4支座反力計算

承載能力極限狀態下支座反力為：R=3.398kN

正常使用極限狀態下支座反力為：Rk=2.429kN

3.2主楞驗算

3.2.1抗彎驗算

Mmax=0.546kN·m

σ=Mmax/W=0.546×106/（8.986×103）

=60.772N/mm2≤[f]=205N/mm2

3.2.2撓度驗算

νmax=0.227mm≤[ν]=max（1000Χ0.6/150，10）=10mm

3.2.3支座反力計算

立桿穩定驗算要用到承載能力極限狀態下的支座反力，故：Rmax=11.145kN

3.3立桿驗算

3.3.1長細比驗算

驗算立桿長細比時取k=1，μ1、μ2按JGJ130-2011附錄C取用

l01=kμ1（h+2a）=1×1.532×（1.2+2×300/1000）=2.757m

l02=kμ2h=1×2.225×1.2=2.67m

取兩值中的大值

l0=max（l01，l02）=max（2.757，2.67）=2.757m

λ=l0/i=2.757×1000/（1.59×10）=173.396≤[λ]=210

3.3.2立桿穩定性驗算（頂部立桿段）

λ1=l01/i=2.757×1000/（1.59×10）=173.396

根據λ1查JGJ130-2011附錄A.0.6得到φ=0.236

N1=Rmax=11.145kN

f=N1/（φA）=11.145Χ1000/（0.236Χ4.24Χ100）=111.277N/mm2≤[σ]=205N/mm2

3.3.3立桿穩定性驗算（非頂部立桿段）

λ2=l02/i=2.67×1000/（1.59×10）=167.925

根據λ1查JGJ130-2011附錄A.0.6得到φ=0.251

N3=Rmax+1.2×H×gk=11.145+1.2×5.2×3.33/100=11.352kN

f=N3/（φA）=11.352Χ1000/（0.251Χ4.24Χ100）=106.607N/mm2≤[σ]=205N/mm2

3.4可調托座驗算

按上節計算可知，可調托座受力N=max（N1，N2）=max（11.145，0）=11.145kN

N=11.145kN≤[N]=150kN

作業平臺考慮最不利因素，材料堆放荷載為16（kN/m2），經過計算，作業平臺滿足施工要求。

4、繩鋸切割

繩鋸切割前確定混凝主撐、連梁、圍檁的切斷長度，放樣切割線后進行切割。切割分塊需注意切割后的鋼筋混凝土塊不能超過腳手架的支撐強度（作業平臺按3.2t集中線荷載計算），以確保砼塊體在吊離前的安全性，切割后的砼塊體與理論計算值大致相符，不致吊運時超載，造成安全隱患。

繩鋸切割采用鉆石金剛鏈繩鋸切割（JL-300型與頓牌HW型），采用外接泵送自來水冷卻系統。砼圍檁切割前，先在外側用水鉆引孔（φ100），作為金剛鏈穿過切口。

5、吊裝

因現場條件限制，地鐵西側拆除時僅西側與南側可停放吊車及運輸車。結合汽車吊工作半徑與塊體重量選用100t汽車吊進行垂直運輸，以中間為軸線對稱拆除鏡像位置混凝土支撐，及時吊離作業平臺后運輸至空閑場地集中堆放。混凝土圍檁切割后吊筋暫時保留，待起吊時再用氣焊割斷吊筋。由于拆除順序自下而上，受上方第一、第二道支撐影響，無法直接吊出的，利用作業平臺，先用吊機逐步平移，然后再垂直吊出。

6、換撐設計（傳力塊）

混凝土支撐拆除吊裝完畢后及時進行結構施工，地下室外墻和圍護樁之間的換撐采用與板同時澆筑凝土傳力塊，上下布置兩道，間距2000mm，傳力塊厚度同板厚度，第一道傳力塊頂標高同地下二層板頂標高-8.2m，厚800mm;第二道傳力塊頂標高同地下一層頂板頂標高-2.2m，傳力塊厚500mm。

7、施工中難點問題解決措施

7.1 混凝土圍檁與圍護樁無法自然分離

混凝土圍檁與圍護樁之間采用懸吊鋼筋（C28、C25各兩根@1500mm）外與圍護樁連接，但混凝土圍檁澆筑時由于維護樁樁間土不同程度脫落，使得混凝土圍檁混凝土與樁間形成不規則咬合，甚至形成卯榫結構與圍護樁無法自動分離。針對上述問題，必須進行分離，采用水鉆在混凝土圍檁外邊緣鉆A50孔，采用液壓劈裂機進行分離，由于該部分混凝土為素混凝土，劈裂效果較好。

7.2 夾鋸問題

因支撐承受基坑變形壓力，存在預應力，在切割時應力釋放造成夾繩。為此，采用水鉆切口，剩余兩側采用風鎬鑿除，釋放應力后，支撐其它部位正常采用繩鋸切割。

8、監測

8.1 其它層未拆除支撐軸力監測

當最下面支撐（第三道支撐）拆除時必須實時進行其它層未拆除支撐軸力監測，如若軸力趨于或超出設計軸力極限值時應立刻停止切割作業，待軸力趨于穩定后方可繼續施工（因支撐承受基坑變形壓力，存在預應力）。

8.2 基坑樁頂水平位移監測、圍護樁測斜

根據監測數據，第三道支撐拆除前后圍護樁最大變形12mm，第二道支撐拆除前后圍護樁最大變形8mm，網噴混凝土結構無明顯變化，基坑安全。

結語：

繩鋸切割技術拆除鋼筋混凝土內支撐，實施進度較快，作業平臺經過不利因素計算，保證了安全，實現安全文明施工，切割下個塊體可進行利用，實現綠色施工，通過該技術在本工程成功應用，節約工期30天，節約施工成本50萬元，是一種值得推廣的方法。同時在施工過程中存在不足，如：混凝土圍檁混凝土與樁間形成不規則咬合，甚至形成卯榫結構與圍護樁無法自動分離;切割位置要先進行水鉆引孔，作為金剛鏈穿過切口等，經過本次施工總結以下經驗值得借鑒：①混凝土圍檁澆筑時，可在圍檁與圍護樁之間用油氈紙或塑料膜等進行隔離，以免后續無法自然分離②施工混凝土圍檁時提前進行穿過切口的預留（預埋A50PVC套管）等。

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