黄浦区174街区开发二期深基坑内支撑无损拆除技术的实践

黄浦区174街区开发二期深基坑内支撑无损拆除技术的实践

杨鹏飞张宗强  王勇

江苏省华建建设股份有限公司上海分公司  江苏扬州 225000

【前言】随着我国城市迅速发展，高层建筑数量不断增多，城市空间越来越密，多层地下室、地下隧道、商业街等配套的建立，所遇到的深基坑工程日益增多，对基坑支护结构的要求也越来越严格。因此，文章结合上海市外滩源174街坊二期工程，就基坑钢筋混凝土内支撑拆除工程施工特点，对其拆除施工过程中将会遇见的技术难点，质量控制难点以及可能影响工程进度、安全和文明施工不利因素进行分析，并针对性的制定预防措施和相应对策。

【关键词】绳锯无损切割；排孔切割；深基坑；钢筋砼支撑；支撑切割设计

一、工程概况

上海市黄浦区174 街坊开发项目工程位于上海市外滩历史文化风貌保护区的核心地块，呈南北向狭长形布置，由四个独立基坑组成，其中二期工程基坑是整个项目四个独立基坑当中最大的一个，位于整个项目中央，二期工程基坑东、北两侧紧邻多栋历史保护性建筑，南侧与已施工的3#基坑相邻，西侧紧邻虎丘路。

二、支撑概况

地下室基础底标高分别为-19.15m，-17.15m，-17.5m，基坑支护采用地下连续墙加钢筋混凝土内支撑组合，按要求完成基础底板后进行换撑处理，内支撑为钢筋混凝土结构，采用角撑和对撑方式，第一道支撑轴线标高-0.45m，主支撑截面尺寸为800*800，连系梁截面尺寸700*700，栈桥面积约4000平方米,栈桥板厚300mm；第二道支撑、第五道支撑主支撑截面尺寸为900*800，连系梁截面尺寸700*700，围檩截面尺寸1300*800；第三道支撑、第四道支撑主支撑截面尺寸为900*800，连系梁截面尺寸700*700围檩截面尺寸1300*800；二、三、四、五道支撑的轴线标高分别为-4.5m、-8.6m、-13.7m、-16.4m。支撑混凝土强度为C30（后期为加快基坑土方开挖进度，采纳专家意见，将局部支撑砼标号等级由原来的C30提高到C50）；支撑机构为钢格栅柱，截面为450*450，主要由4根160*14的角钢焊接而成。

支撑标高与结构如下图：

浅坑区域

深坑区域

支撑、栈桥平面图

三、拆除难点

本工程施工场地狭窄，支撑拆除的工程量较大，拆除同时需对结构钢筋进行保护；工期要求紧，为确保工程的顺利进行，需投入大量的锯切机械和多点吊装作业，同时，由于栈桥结构复杂、结构复杂，支架的吊装难度也很大。由于吊装质量的限制，混凝土块体需被切成较小的一段，这样就增加了切削量，为了确保吊装的安全性，不能有任何闪失。支架最大高度为6.25米，施工之前需要搭建脚手架，切割施工，吊装施工，同时施工的工种较多。及时架设脚手架，保证了切缝的顺畅；支架的切断和提升，保证了大梁的顺利切断。只有多个作业人员的紧密协作，才能保证支架及梁架的成功拆除。由于土方开挖时基坑变形较大且为加快基坑土方开挖施工进度，根据专家意见将部分支撑砼强度等级由原来的C30提高到C50，增加了切割难度。同时项目位于上海市中心，扬尘防治、噪音控制要求较高。

四、支撑拆除方法对比

1、拆除方法的拆除特点对比：

根据以上分析，上述拆除方法都存在一些不足与缺陷，由于该工程地理位置、周边环境、结构比较复杂，基坑周边紧邻挨着多栋历史老建筑，出于对拆除后对基坑的变形控制、安全、质量和工期等综合考虑，结合工程实际情况，现场采用对内支撑进行排孔切割、绳锯切割的组合方法进行分块拆除，同时在钢构柱节点处，采取镐头机配合凿除的拆除方法。

2、内支撑拆除原理

内支撑拆除过程中实际是基坑土侧压力重分布的过程，使基坑土侧压力原作用于内支撑的轴力转载于支撑转换梁上传至地下结构平面，通过杠杆作用传至结构平面远端的竖向构件形成压力到桩基础荷载。因此支撑拆除的前提条件是结构和支撑转换梁混凝土强度达到80%以上，内支撑拆除应遵循“先角撑后对撑，先次梁后主梁”的顺序和保证“对称卸荷、应力释放，逐步过渡”的原则，以达到换撑的平稳过渡，及内支撑内力的平缓释放，防止地下室梁板结构、基坑支护结构变形过大。

五、施工措施

按规定接好施工用电、用水，先精确计算好每条支撑梁的重量及需要分成几段来切割，同时根据现场提供吊装的塔吊及车载起重机的承载能力和调运距离的远近而相对应地选择支撑梁切割分块的大小尺寸及数量；使用红色油漆对切割位置进行记号，并在支撑梁的下方做好相应的临时支撑架子搭设工作，防止切割过程中支撑梁由于重力而下沉，保障施工安全；施工时主要采用50T汽车液压起吊机来吊装切割好的废砼。

六、支撑切割

支撑拆除时，按结构支撑设计荷载值在梁下方固定好支撑架，根据吊车与叉车的性能参数得出钢筋混凝土分块大小，支撑、围檩最大切割长度不能大于2.5米，重量应小于7T，为确保混凝土块在吊装之前的安全，切掉的钢筋混凝土块的自重不得超过支架的容许承载能力。

现场支撑切割图

切割后的砼块应及时装车或均匀放置在栈桥上，不得在楼面上堆放，为了获得最大的经济利益，最大限度地减小混凝土砌块的体积，并尽可能减少总的下料，在对其进行下料之前，必须对其进行放样，以便尽可能地将所得到的混凝土块与理论计算结果相吻合。降低吊装过程中的安全危险。在进行下一道支护时，应先将换撑杆的混凝土强度提高到80%以上。

七、施工工艺

1.施工流程

施工准备→划分切割长度→机械切割（预留两侧钢筋防止梁体下沉）→打凿钢筋周边砼→氧焊切割预留钢筋→叉车移至吊装口→吊车吊装→平板车运离现场→工序交接

2.施工准备

为了确保工程按施工进度计划进行，本工程采取如下机械设备：

切割前应事先划分好砼块切割线，确保砼块不超过支撑架承受的最大力值，同时在选择托梁的支撑上，我们事先拟采用钢管搭设排架来支撑所拆除的梁，但是考虑到人工搭设花费的时间，和材料使用时的损坏率，不利于钢管进行多次周转使用，我们通过人工利用槽钢制作桁架，在砼支撑与地下室结构板面净高度较小处作为其支撑架。此方法虽然在焊接制作上花费了人工，但是在支撑效果上槽钢能更好的承载支撑梁，不需要像钢管排架紧密搭设，很好的节省了材料的投入，而且损坏后的槽钢经过焊接之后还能继续周转使用，相比在使用钢管排架上投入的人工和材料能节省一大部分费用。

槽钢支架制作 划砼块分割线

3.机械切割（排孔切割、绳锯切割）

在这个项目中，所使用的主要切削设备有：金刚石链锯（SK-SD型直线锯机）系列与钻孔机。宝德Z1Z－BD－250/2S型金刚石钻孔机切割。

施工原理：该方法是利用金刚石锯片在液压电机的高速带动下，切削混凝土，最后形成了一个比较完整的静切削表面。

优点：本机为静态切割或立式切割，效率高，安全，噪音小，切割表面平整，便于分离操作，并能持续工作。

应用范围：可将混凝土和其他结构物分开。

首先，利用钻机，在环梁切割线的交接处，钻一条不少于108毫米的穿孔，以供穿过金刚石链。连接完毕后固定钻台。在每个切割小块上需钻两个吊装孔（Φ100mm）来固定用以吊装的钢丝绳，以便吊机安全吊装。金刚石钻孔机切割：由梁两侧面切入，如图：在梁侧切φ108的排孔，利用加长杆可切1000mm深，机械就位好后，用膨胀螺丝固定，以提供反力。

排孔切割绳锯切割

切下来的混凝土块不能直接砸在地板上，要把被切掉的部位从原来的结构上拆下来，尽量减小到最小，然后进行分段施工。在切割混凝土块体时，由于片锯、绳锯的磨损严重，再加上更换材料的昂贵，不利于循环使用，我们采取在梁体两侧保留原有钢筋，采用人工镐头机进行砼凿除，并在吊装的时候，氧焊气割两侧钢筋。这样在机械使用上降低了钻头、链条、片锯的多次磨损，成本方面也节省了一部分费用。

空压机进行砼凿除氧焊气割

4.支撑拆除顺序

支护在拆除过程中受力显著改变，为保证基坑及周围环境的安全，需保证支护在拆除后不会出现过度的应力释放，为此，应遵循下列准则：

为了确保拆撑时的应力分布均匀，按施工进度和施工程序对支撑进行拆除，并采取了间隔拆除的方式，将撑杆和大梁分开，然后是撑杆，最后是横梁。

拆下各对撑的次序为：首先拆掉对撑端部的八字撑、对撑、对撑，然后拆下连接杆。再将对拉从横梁上拆下；按照剖剖图，将其分段拆下。

八、施工安全注意事项

1.要做好排水降温排水工作，钻具要稳固，钻进时不能移动。

2.危险区以外的控制设备，必须设置在被锯对象前、后的危险区已经过检验、隔离，危险区无人。

3.裁断作业是由裁断工连续进行的，期间必须与提升工人密切合作。

4.砼块体吊起前，钢丝绳绑扎必须牢固，且钢丝绳与砼块接触处用橡胶块垫衬，避免造成钢丝绳损坏。必须实行三检制：班组自检，项目质检人员复查，专职人员专检确保起吊安全，方可起吊。

5.现场危险区域做好安全防护措施，在吊装区域等位置拉好警界线，设置警令标志。

6.配电箱、机电设备应有接地保护装置，电线应架空或埋设，危险区域应设立安全标志。

九、结语

  综上所述，由于施工场地及周边环境的特殊性，外滩源174街坊项目二期工程深基坑钢筋混凝土临时水平支撑采用人机配合凿除的方式进行施工，经项目全体人员的努力下，基坑内支撑拆除得以按时顺利完成，未发生安全及质量事故。施工

作业中不仅能与土建结构施工交叉作业，互不影响施工，且具有施工快捷，容易组织，设备操作简便、保证毗邻结构的安全，施工成本低的特点，施工企业在保证了施工进度的同时节省了施工成本，与传统爆破、静爆拆除相比具有很大的优越性。

【参考文献】

1.《建筑机械使用安全技术规程》  (JGJ33-2012)

2.《建筑拆除工程安全技术规范》  （JGJ147－2004）

3.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2011

4.《特大型超深基坑钢筋混凝土内支撑拆除期的受力分析》.2011

5.《施工期现浇钢筋混凝土结构的受力特性》.2011

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