超大規模內支撐拆除的安全保障與效率提升

唐作鳳 崔 苗

中國華西企業有限公司 廣東 深圳 518034

1 工程簡介

1.1 項目概況

羅湖區翠竹街道水貝村城市更新單元（02、03、05、06地塊）施工總承包工程位于深圳市羅湖區文錦北路以東，水貝二路以南，總占地面積43 833.36 m2，總建筑面積621 465.96 m2，是集商業、辦公、住宅、公寓、保障房、回遷房、幼兒園、公交首末站等于一體的大型綜合體工程。地下室4層、裙樓3～4層，塔樓9棟，其中4棟塔樓為裝配式建筑，建筑高度最高的一棟為246.3 m。

1.2 內支撐概況

基坑深度19.4～25.4 m，02地塊內支撐4道，03、05、06地塊內支撐3道，06地塊為獨立基坑，02、03、05地塊為一個大坑，03、05地塊雙環撐及相連角撐和對撐整體組合受力。支撐梁截面有1 800 mm×1 000 mm（環撐）、1 600 mm×1 000 mm（環撐）、1 200 mm×900 mm、1 200 mm×800 mm、1 000 mm×900 mm、1 000 mm×800 mm，支撐板厚250～350 mm。支撐梁底距離樓面高度分別有650、1 350、1 750、1 950、2 150、2 450、2 550、2 650、3 150 mm等。

地下室底板與支護樁之間設置厚500 mm的C30素混凝土換撐帶，樓層標高位置地下室外墻與支護樁之間設400 mm×600 mm換撐梁，間距3 000 mm。

支撐立柱有格構式型鋼混凝土圓柱、鋼筋混凝土圓柱、鋼管柱、鋼格構柱、鋼筋混凝土方柱等多種，支護樁為樁徑1 200 mm的咬合樁。

2 內支撐拆除分區及順序

2.1 豎向順序

底板及換撐帶→負4層及換撐梁→拆第4道撐→負3層及換撐梁→拆第3道撐→負2層及換撐梁→拆第2道撐→負1層及換撐梁→拆第1道撐（僅02地塊有）→拆支撐立柱

2.2 水平分區與拆撐順序

各地塊拆撐順序如圖1所示。

圖1 水貝村城市更新項目內支撐分區順序

05地塊拆撐順序：1區、2區→3區、4區→5區。

03地塊拆撐順序：6區、7區→8區、9區→10區。

02地塊拆撐順序：11區→12區→13區→14區→15區→16區→17區。

06地塊拆撐順序：18區→19區→20區→21區。

3 雙環撐卸載方法

由于雙環撐及與之相連的角撐和對撐整體組合受力，所有的力傳遞到環撐，順圓環軸心方向二次分布，雙環撐受力極大，如果不采取合理的、逐步的卸載方法，必將導致荷載突然釋放，引起環撐崩塌、基坑側壁嚴重變形、工地周邊急劇沉降、結構擠壓拱裂等嚴重事故，必須采取可靠的卸載措施（圖2）。

圖2 水貝村城市更新項目內雙環撐卸載

1）切斷一部分與環撐垂直相交的支撐梁，05地塊16刀，03地塊24刀，卸載掉一部分基坑側壓力，間隔觀察至少4 h，無異常后進行下一步。

2）按圖2所示位置，每個圓環就位4臺繩鋸機，同時開機切割，分4段同時對稱卸掉環撐上的剩余荷載，避免環撐的軸心力釋放不均引起安全事故。間隔觀察至少4 h，無異常后進行下一步施工[1]。

3）切割剩余與環撐相連的梁，使環撐完全脫離對撐和角撐，然后按分區順序，遵從先斷次梁、后斷主梁的原則，確保基坑側壓力緩慢、均勻、逐步地傳遞給結構。

4 拆撐用移動式可調型鋼馬凳

4.1 新技術優點

1）周轉次數高：一個項目內可重復使用，回收后可供多個工程持續使用，節約周轉材料成本。

2）可移動：每個馬凳拼裝好后形成一個穩定的個體，可采用叉車、汽車吊等運輸工具進行捆綁后整體運輸。

3）可調節：相同高度檔級范圍，采用同一型號的馬凳，根據支撐梁底與樓面的實際凈空高度，調整螺栓孔位及可調頂托高度，快速適應不同高度需求。

4）速度快、成本低：省去傳統散支鋼管腳手架反復搭拆的煩瑣工序，機械化程度高，顯著降低人工成本，加快回頂搭拆速度，明顯縮短拆撐工期。

5）安全環保：型鋼馬凳強度高、穩定性好，整潔美觀、綠色環保。

4.2 工藝原理

拆撐用移動式可調節型鋼馬凳是由受力支腿、調節支腿、螺栓、連系橫桿、受力橫梁、可調頂托等組成的成榀式、高強度、高剛度的三角形組合架體（圖3），每榀架體具有自穩定性，可單獨隨時隨地移動。切割的支撐梁自重通過雙鋼管托梁平均分攤給4個可調頂托，可調頂托將上部荷載傳遞給受力橫梁，再通過支腿傳遞給樓板，回頂搭拆非常快捷、安全、高效。

圖3 拆撐用移動式可調節型鋼馬凳工藝原理

4.3 馬凳制作

根據內支撐梁底距離結構樓面的高度，對型鋼支撐馬凳進行設計、計算和制作，以100 mm×100 mm×8 mm，120 mm×120 mm×10 mm鋼方通為制作材料，將馬凳焊接、拼裝成形。受力橫梁鉆孔4個，供頂托穿過。受力支腿和調節支腿，每個支腿分別等距鉆孔6個，供調節螺栓穿過，螺栓拼裝選擇不同孔位，可拼裝成不同高度的馬凳。

4.4 馬凳安裝

1）根據方案放線確定切割位置，根據切割線和凈空高度，選擇對應型號的馬凳進行布設。對于不同截面尺寸的支撐梁，馬凳間距按方案分別布置，且每個切割段至少布置2個馬凳。每個切割段下的馬凳應對稱均勻布置，保證切割后的塊段自重通過頂托均勻傳遞至橫梁，馬凳受力平穩、不傾覆。

2）安裝頂托和托梁后，根據實際空間尺寸需求，通過調節螺栓孔位和頂托高度，調整回頂高度，直至頂緊內支撐梁板底面。

5 繩鋸機靜力切割

5.1 繩鋸機安裝

1）就位：根據切割線，將繩鋸機安裝在方便切割操作的合理位置。

2）固定：在混凝土上鉆孔，用膨脹螺栓緊固設備底座，固定機位。

3）布置控制臺：在距離繩鋸機側后方5～10 m，便于觀察、操控的合適位置，布置繩鋸機控制臺。

4）安裝金剛石繩：將金剛石繩索繞在切割線處，并纏繞在主動輪及輔助輪上，調整繩鋸切割角度，注意金剛石繩的方向應和主動輪的驅動方向一致。

5）繩鋸機就緒：接通電源、冷卻管，鎖緊導向輪連桿，準備就緒。

5.2 內支撐切割

1）檢查：設備開啟之前，檢查、調試繩鋸機和安全防護裝置。

2）張緊金剛石繩：啟動張緊電動機，調整主動輪，將金剛石繩適當繃緊。

3）開機：啟動循環冷卻水，啟動回轉切割電機，主動輪帶動金剛石繩索開始切割。

4）降溫抑塵：冷卻水須隨著繩鋸切割位置的改變而移動，確保金剛石繩有效降溫，以及有效抑制切割揚塵。

5）防夾繩：在切割過程中，應及時向鋸縫中塞入撐縫楔塊，防止鋸縫兩邊的塊段因基坑側壓力而合縫，擠壓損壞金剛石繩。

5.3 塊段運輸

切割完成的混凝土塊段自然靜置在型鋼馬凳上，注意保護其不能受到碰撞，且不要長時間放置，應及時采用叉車將混凝土塊段水平轉運至塔吊或汽車吊的起重范圍，然后吊運至平板車上外運。

6 馬凳轉運

上一拆撐區段的支撐梁板拆除、吊裝、外運后，可用叉車或塔吊將拆撐馬凳叉運或吊運至下一拆撐區段，按方案安裝下一區段的支撐梁板回頂，開始新一輪拆撐工作。馬凳安裝快捷，轉運方便，顯著提升拆撐效率。

7 結構加固與保護

1）結構梁板加固措施：每一道內支撐投影區域下及叉車行走路線下結構梁板的支模架留置不拆除，待該道內支撐拆除清運完成，不再行走叉車后，方可拆除（圖4）。

圖4 支撐架留置范圍示意

2）結構梁板保護措施：在叉車行走路線區域的結構梁板鋪設厚10 mm鋼板，使混凝土受力均勻、不被壓裂。

3）泥漿處理措施：在拆撐樓層所有的洞口四周采用包裹塑料薄膜的方木圍擋，防止泥漿流入底板，造成底板后澆帶無法清理。泥漿在樓層面流淌，面層的清水流走后，在沉淀下來的泥塊硬化前，用鏟子鏟起并裝袋外運。

8 其他注意事項

8.1 換撐施工與混凝土強度要求

1）換撐帶、換撐梁，按支護設計要求與主體結構同步施工。若支護設計無換撐，則需提前做好換撐設計。

2）換撐梁的豎向位置應當與樓層梁板高度一致，當外墻內側為坡道、樓梯等標高變化的斜板時，換撐梁高度應隨內側斜板高度調整。

3）換撐與主體結構混凝土強度達到設計規定的百分比后（一般是85%以上），才能開始拆撐，如果地下施工期緊張，可以考慮摻加早強劑，以節約間歇時間。

8.2 后澆帶傳力處理

內支撐拆除后，基坑側壓力傳遞到地下室結構上，因后澆帶將地下室結構分割成零散的區域，未形成整體受力體系，無法承受基坑側壓力。所以，應提前計算好各區段結構工期和拆撐時間，在拆撐開始前，已經達到后澆帶封閉時間的，需要提前全部封閉；未達到封閉時間的，應提前設計好傳力體系，在后澆帶處埋設水平傳力型鋼，將地下室各分區有效地連成整體受力體系。

8.3 基坑監測

拆除內支撐過程中，應進行加密監測。在拆撐間歇期，每3天監測1次，地面巡查每天1次；在拆撐操作期，每天監測1次，地面巡查每天3次。根據監測結果得出內力分布情況，拆撐卸荷時做到均勻卸荷，卸荷過程中監測內力重分布情況，及時做出正確判斷，做到信息化施工。

9 結語

針對超大規模、受力復雜的內支撐體系，拆撐順序與卸載方法尤為關鍵，經過嚴密的計算并與專家討論，本項目拆撐安全可控，基坑周邊地面出現少量輕微裂縫，灌縫后未再出現二次裂縫。拆撐用移動式可調節型鋼馬凳，采用常見材料制作，加工簡便，可在多個工程中多次重復利用，周轉次數高，并徹底摒棄了傳統鋼管回頂架反復搭拆的煩瑣工序，回頂安裝速度快、成捆轉運便捷，顯著縮短拆撐工期、節約成本，安全、高效、環保。

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑拆除工程安全技術規范:JGJ 147—2016[S].北京:中國建筑工業出版社,2017.