深基坑支撑拆除工法的灵活运用

深基坑支撑拆除工法的灵活运用

郭旗宾

中铁（上海）投资集团有限公司，

摘要：支撑技术是深基坑施工的重要组成部分，是高层、超高层建筑的基础，直接关系着施工安全和建筑施工质量。建筑深基坑支撑拆除时，基坑处于卸荷状态，可能引起基坑及内支撑体系应力突变，进而引起基坑周围构筑物、道路、管线沉降变形，甚至造成施工安全事故。针对复杂环境基坑工程，应结合现场实际环境和支撑结构，合理选择支撑拆除方案，保障基坑安全，降低拆除过程对周围构筑物的影响。

关键词：深基坑；支撑拆除；施工安全；措施

超高层建筑基础较深，在土质较差，工程复杂的情况下，建筑深基坑一般采用“两墙合一”的地下连续墙及内支撑的支护方案。基坑拆换撑阶段，当底层地下室达到设计强度，内衬墙和地下室楼板可以限制地连墙的侧向变形，起到支撑作用。深基坑支撑拆除实质是把应力进行安全有序的转移，为确保支撑拆除施工安全，选择合适的拆除方案显得尤为重要。下面以某超高层项目作详细分析，供大家参考。

一、工程概况

本工程位于市区核心商圈，拟建一座集五星级酒店、甲级写字楼、商场和娱乐于一体的地标性大楼。塔楼高 245 米，设四层地下室，总建筑面积约20万m2，基坑开挖最深达24米，设三道钢筋混凝土支撑。原计划支撑拆除采用机械切割结合人工破除的方式，但根据工程地处闹市区地段，对文明施工等要求较高及工期紧的特点，优化了方案。

二、支撑设计

图示：三道支撑中间栈桥

支撑数据说明

支撑拆除遵循先换撑后拆撑的顺序，实行分块分区拆除，首先进行角撑区域拆撑，最后进行对撑区域拆撑。

三、支撑拆除

（一）第三道支撑采用机械法拆除

因采用切割法分段拆除时，受上部两道砼支撑的影响，块状支撑无法顺利吊出；如采用爆破方式拆除，需提前落实方案审批，组织专家论证及协调周边关系等，根据项目进度需要已无法满足。结合实际，最终决定采用机械拆除方式。拆除时，利用大底板作为施工作业面，能连续作业充分发挥机械设备功效，同时减少了排架搭设的费用和时间，只计算机械台班和清理的人工费用，降低成本的同时又节约了工期。因在深基坑底部范围内作业，加上现场辅助的防尘和防噪音措施，现场灰尘及噪音也能够得到有效的控制，有效降低噪音污染。

施工过程中遇到的问题及采取的应对措施如下：

1. 因镐头机作业功率大，振动强烈，对围护体的防渗是一个考验，故须采取应对措施，如对局部细微渗漏采用“堵漏剂”处理，效果较好。

2. 坑外降水作业持续进行，以减少围护体侧压力。施工过程需密切观察围护体渗漏情况和对周边水位观测点、维护体测斜点的监控，以便及时采取措施。

3. 为防止大底板混凝土面层损伤，在混凝土强度达到设计强度80%后，采取在机械行走路线上铺设麻袋和钢道板的方式对大底板进行保护；

4. 采用机械拆除，垃圾清理需划分隔离区，机械拆除完成后随之插入人工清理，组织流水施工。

5. 为防止在镐头机拆除围檩部位时损伤围护桩，局部穿插采用人工凿除，以弥补机械施工的不足。

（二）第二道支撑采用爆破法拆除

破除第二道支撑时，地下三层楼板已浇筑并达到设计强度。考虑楼层板较薄且承载力不能满足镐头机施工的动荷载要求，遂考虑采用城市浅孔微差爆破的方式，其占用工期较短，防护措施可利用基坑环境有效落实。并且在第三道支撑拆除时，已提前着手开展方案论证，办理爆破申请等相关手续，为组织爆破施工赢得时间，从而达到缩短工序搭接时间的目的。

为实现逐步、合理卸载，确保基坑自身的安全，拆除时遵循“先支撑后围檩，先周边后中心”的原则。具体做法为：在支撑爆破前首先用小药量爆破拆除与围檩相接处的支撑，开出“口子”，以此截断内部支撑爆破时产生的震动波向基坑边缘传递的途径，然后豪秒延时对围檩进行爆破，再依次对内部支撑进行爆破。

相对于机械拆除，爆破拆除有“快速高效”的特点。爆破后3天内可清除1/3已爆区，即可先行组织竖向结构的施工，依次划分各流水段，合理组织，可有效缓解现场施工人力的分配，避免人力组织上的大起大落现象。爆破拆除费用相对于人工凿除费用较低，可降低施工的直接成本。

爆破拆除过程中存在的问题及采取的应对措施：

1. 围檩爆破，由于它和基坑围护的地下连续墙紧贴，为确保地连墙安全，采用斜向分段、逐段延迟的爆破拆除方法。围檩和支撑相比少一个临空面，配筋较密，故炸药单耗增大；由于斜向分段后爆破作业所产生的反作用力及诱发的爆破震动，将指向未爆破的围檩，可有效地保证安全。

2. 爆破后清理工作量较大，如钢筋调直工作,竖向钢筋缝隙处混凝土碎块清理等，需要投入足够的人工作业。

3. 爆破施工需保证围护桩既不渗漏又无内伤且确保周边管线安全。因基坑边距离保护建筑最近35m，故在支撑爆破时需控制单段最大起爆药量，以减少震动产生的影响。

4. 在楼板养护达到设计强度的80%后进行爆破，避免结构损伤隐患。

5. 爆破会产生一定的副作用，对周边环境影响主要表现在爆破震动、爆破飞石，以及与之伴生的噪音、粉尘及爆破冲击波。因本工程是露天爆破，基坑曝露面大，经专家组论证，在采取有效措施后对周围环境影响不大。此次爆破作业严格按照国标《爆破安全规程》执行，在B2F楼板养护期间进行防护蓬搭设，该工序不占用总工期。

6. 因爆破地点为核心商业区，需交警部门协调完成道路临时封堵，设置警戒。爆破前张贴安民告示，做好周边居民安抚工作；

7. 成立爆破指挥小组，由公安消防部门派人负责爆破指挥；

8. 成立事故应急救援小组包括消防、医务小组，以应对突发事件；

9. 爆破结束后，随即进行哑炮处理工作，经安全隐患排除后方可进入下一道工序。

（三）第一道支撑采用切割法拆除

此时结构体施工已完成地下二层，场地较为开阔，爆破防护无法保证安全，故不作考虑；由于项目工期较紧，考虑地下一层竖向结构穿插施工，那么履带镐头机无作业面，且楼板承载力不满足机械施工要求，而全部采用人工凿除功效低，且噪音和扬尘污染很难控制。

综合考虑上述问题，结合本项目实际情况，地处闹市区，与居民楼距离较近，施工噪音和扬尘问题极为敏感，且项目参与“市文明工地”评比，文明施工要求高，采用切割方式能够满足文明施工要求。

首层支撑施工栈桥部位由于体量较大，不适宜切割，故采用传统机械拆除，从中部向两侧退让施工，以满足核心筒结构先行施工，不影响主体进度。

采用金刚链切割技术，有利于现场扬尘控制，施工声音低于50分贝，适合24h操作，可有效加快施工速度。

切割法施工中存在的问题及应对措施

1. 支撑底部需搭设脚手架，即操作架同承重架连成整体，满足切割堆载及人机操作平台。

2. 切割需考虑吊车负荷时最大起重吨位，分段切割不能超重否则无法一次吊出基坑，增加二次切割作业时间。吊装时应根据吊装机械的起重能力并结合支撑的截面尺寸确定分段切割的长度，一般单块支撑的重量控制在5t左右（约2m3，单节长度控制在1.5m 以内）。

3. 对于同一杆件的拆除，应从中间向两侧后退拆除，严禁操作人员站立在两侧已经断开的支撑上进行破碎作业，以免造成坍塌事故。

4. 支撑分块吊出基坑后需整块运离现场，避免在场内凿除造成噪音及扬尘污染。

四、优化方案与原方案比较

本案支撑拆除方案经过优化后，节约了拆除工程的施工周期，节省了拆除工程的施工成本，保障了拆除工程的安全可靠，降低了施工扬尘的环境污染，减少了噪音扰民，取得了良好的综合效益。

五、结束语

深基坑施工是一个复杂的系统工程，如何在安全、质量、进度及成本控制方面寻求一个平衡点，并充分结合工程所处的独特性，通过科学的方法，采取合理的施工工艺，达到更高的管理目标是技术管理人员共同的梦想。本人以建设的超高层建筑为案例，简述了深基坑支撑拆除三种方式的灵活运用，旨在抛砖引玉，为类似工程提供参考经验。