無損靜力切割拆除內支撐的安全控制要點

【中圖分類號】 TU94 ⁺3.9

【文獻標志碼】 B

1 工程概況

某沿海高層建筑工程，地下室二層，總用地面積為11958.18m² ，為高層商住樓，總建筑面積 69 374.43m² ，上部結構由一層商業裙樓與四棟24層高層住宅組成，建筑總高度 78.7m ，基坑深度 10.5m ，基坑工程安全等級為一級。

為保證基坑開挖及地下室施工過程中周邊建筑和道路的安全，設計采用排樁和支撐梁的基坑支護方案。為保證項目預售節點，加快施工工期，將內支撐梁拆除模式由靜爆拆除改為無損靜力切割拆除。

內支撐梁及腰梁分布如圖1所示，所需拆除的支撐梁共約 2070m³ ，所需拆除的腰梁約 450m³ ，支撐梁的截面尺寸有如下尺寸： 1000mm×1000mm?1000mm×800mm?700mm× 700mm ;腰梁截面尺寸統一為 1000mm×1000mm_c 0

圖1內支撐梁及腰梁分布（單位： mm ））

2無損靜力切割技術概述

2.1原理和基本流程

根據工程支撐梁梁的特點，采用排孔切割法，該方法切割后的面有 100mm 空位，吊裝時梁與梁之間有足夠的空間不會夾住，切割前在梁底做好滿堂紅支頂，分塊按吊機吊裝能力及運輸車輛的長度、載重能力進行分塊，該項目基坑兩側均可放置大型吊機作業，基坑寬度約為 60m ，則兩側最遠吊裝距離約 35m ，按 230t 吊機吊重能力， 35m 距離可以吊8t，最靠近吊機的部位按 30t 一塊進行切割，梁與梁相交處達不到以上分塊重量的首先考慮切割聯系撐（減少切割工程量），有鋼柱部分須在該部位切割四個支撐梁截面，切割時四周支撐梁應保留約 1m ，并做好支撐保證割斷鋼柱時不會翻側。

2.2切割施工技術安排

機械進場一作切割分塊標記一支撐梁支頂一切割施工—吊機吊裝、叉車轉運一外運到指定地點一混凝土油炮機破碎—鋼筋回收。

3內支撐梁拆除的各項安全管控要點

3.1內支撐梁拆除前鋼管架搭設安全要點支撐梁拆除前，用搭鋼管架的方式作支撐，切割后用汽車吊配合吊運梁塊。拆除下來的梁塊直接先放置于鋼管架上，待一條支撐梁全部拆除完成再統一用汽車吊將梁段吊起，通過平板車運到場外。因此，鋼管架作為拆除完成后梁體的臨時擱置平臺，安全穩固性非常重要。內支撐用 ?48× 3.25mm 的鋼管搭設，沿支撐梁方向在兩邊搭設鋼管架，內支撐主梁(ZC)下的立桿縱距為 500mm ，（JC)梁下的立桿縱距為 600mm ，內支撐次梁(LX)兩側的立桿縱距為 1000mm 橫桿間距為梁寬，內支撐梁下部橫桿設雙扣件，掃地桿距樓地面 200mm 。在鋼管支撐架兩側每隔 2m 設置一道斜撐桿。為保護樓地面混凝土，在立桿底部需墊 1.5m 寬的舊模板，長度視切割段梁長度而定。支撐梁的鋼管架的布設詳見（圖 2～ 圖5）。

圖2支撐梁鋼管架立面（單位： mm ）

圖3支撐梁鋼管架平面（單位： mm ））

圖4腰梁鋼管架立面（單位： mm ）

3.2內支撐拆除階段的安全管控要點

3.2.1提前對切割拆除時的支護結構水平位移進行測算目前國內項目在采用無損靜力拆除內支撐梁時，在編制

圖5腰梁鋼管架平面（單位： mm ）

內支撐拆除施工方案時，較少對支護結構在拆除時的水平位移進行測算，更多的是采用邊拆除邊監測的方法，目前有文獻提出了支護結構水平位移的測算公式，結合本工程進行驗證。

李濤等[1介紹了深基坑內支撐拆除時支護結構水平位移計算方法，明確了小變位條件下的主動土壓力計算方法見式(1) ～ 式(3)。

式中： k₀ 為靜止土壓力系數; s 為支護結構某點位移; φ_i 為土層內摩擦角； γ_i 為土層有效重度； h_i 為土層厚度； E_i 為土體水平變形模量； H 為基坑開挖深度； D^′ 為側向影響區深度，按照式(2)計算。

式中： D 為支護結構嵌固深度。

內支撐拆除階段，基坑開挖面以上作用在支護結構上的土壓力 P₁ 按照式(1)計算;開挖面以下土壓力 P₂ 按照均布荷載計算。根據國內一些深基坑內支撐拆除工程的現場監測數據，荷載損失量 R_s 與支撐軸力 R_n 、水平應力 R_b 存在以下關系： R_s=μR_n-R_b 式中： μ 為折算系數，其大小與內支撐拆除過程中地下室結構板的強度、內支撐拆除方式及時間等因素有關。多個結構單元的微分撓度方程為式(3）。

聯立式（1）與式(3）得到開挖面以上的受力結構分析式。有文獻表明， ?_μ 的取值范圍在 0.1～0.3 較為合理，為驗證 μ 的取值，結合本工程實踐，驗證支護結構在不同深度處位移增量。得出位移數據如表1所示。

根據數據顯示，隨著深度的增加，位移增量逐漸減少，初步可以判斷為支護結構頂部水平變形受 μ 值影響最大，底部影響逐漸減小。因此，在拆撐階段的安全管理要點主要在于應急計算中的 μ 值取值，折減系數 μ 建議按 0.1～0.3 進行取值。

3.2.2 內支撐拆除時軸力監測的安全管控要點

施工時重點監測不同軸力在不同施工段的變化[2]，本工程兩道內支撐，選取三個監測時段進行分析，分別是開挖至第二道支撐下部至底板澆筑期間、第二道支撐拆除期間、第一道支撐拆除期間。在開挖至第二道支撐下部至底板澆筑的監測期間，主梁上的軸力監測點出現超過報警值的現象，本工程在開挖至第二道支撐下部至底板澆筑期間、第二道支撐拆除期間，軸力監測報警值為 8000kN ，在第一道支撐拆除期間軸力監測報警值為 12000kN 。經觀察多日數據，軸力變化存在上下浮動的現象，考慮是溫度變化造成的軸力超過報警值，且未持續增大。在第二道支撐拆除期間，主梁上的軸力呈現增大后逐漸減小的現象，分析是由于底板強度的形成及樓板換撐，支撐體系的受力開始減小。在最后一道支撐拆除期間，軸力也呈現逐漸增大并減小的現象，經分析也是猶豫第一道支撐拆除后軸力逐漸轉換到最后一道支撐，隨著換撐的完成，軸力也就漸漸的趨于穩定。下列是監測的軸力變化關系（圖 6～ 圖8）。

表1支護結構在不同深度處位移增量數據分析

圖6開挖至第二道支撐下部至底板澆筑期間軸力變化

圖7第二道支撐拆除期間軸力變化

故而在不同的軸力監測的階段，如軸力出現超過監測報警值的情況，重點應觀察軸力的增加變化情況，尤其應觀察換撐完成后軸力是否減小趨于穩定，如果監測值持續增大，應進行注意。

圖8第一道支撐拆除期間軸力變化

3.3支撐梁吊裝階段的安全管控要點

應按“危大工程管理規定”和“起重機械管理規定”編制“起重吊裝、運輸專項施工方案”經審查、批準后方可施工。詳細內容不再贅述。

3.4其余安全管控要點

內支撐梁施工時的其余管控要點主要為機械傷害、基坑邊的高處墜落、物體打擊等常規管控要點。包括完善進場人員的安全教育和交底工作，相關作業人員應檢查持證上崗情況，在切割之前應對機械設備進行檢查，起吊機械的基礎應牢固，起重機械臂的回轉半徑內禁止站人，檢查電氣設備，防正意外傷害事故，拆除后的梁體應盡快運出施工場地，加強環境保護，在切割的時候灑水降塵，切割產生的廢水經過沉淀處理后排入污水管道[3]

4 結束語

臨時擱置拆除后內支撐梁的架體的穩定性是安全管控的要點，應提前對架體進行受力計算，架體要搭設驗收完成后才能投入使用，保證臨時擱置梁體的穩定性。為確保施工安全，應提前對切割拆除時的支護結構水平位移進行測算，根據文中分析，在拆撐階段的安全管理要點主要在于應急計算中的 μ 值取值，折減系數 μ 建議按 0.1～0.3 進行取值。在支撐拆除階段，要對軸力進行監測，如出現軸力超過報警值的現象，應持續觀察，看軸力是否逐漸增大。做好汽車吊的選用，提前設計好單個起吊重量，確保起吊安全。做好常規安全防范。

參考文獻

[1］李濤，楊依偉，周予啟，等.深基坑內支撐拆除時支護結構水平位移計算方法[J].巖石力學與工程學報，2022，41（S1）：3021-3032.

[2]] 陳志遠，蔡東平，袁繼雄，等.建筑基坑內支撐結構拆除過程的動態監測及分析[C]//汕頭市科學技術協會.新驅動與轉型發展，推動汕頭騰飛：2014汕頭市科協第七屆學術年會優秀論文集：23-26.

[3]任志平，王潘，張今虎，等.內支撐分階段拆除在成都城市音樂廳深基坑工程中的應用［J].施工技術，2018，47（20）：90-93+101 ：