夏建云

摘要：隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，城市建設(shè)的步伐也突飛猛進，隨之而來的問題是城市建設(shè)用地短缺，為了充分利用有限的土地資源，在城市建設(shè)施工中，超大超深基坑模式開始推廣，而這種超大超深基坑的實施，給深基坑支護設(shè)計和施工均帶來了空前挑戰(zhàn)。本文以深圳某金融中心深基坑內(nèi)支撐體系拆撐施工為例，通過對該工程中存在的問題進行了研究、分析，并提出了在復雜條件下建筑超深基坑內(nèi)支撐體系拆撐施工的有效措施。

Abstract： With the progress of society and the development of economy， the pace of urban construction is also advancing rapidly. The following problem is the shortage of urban construction land. In order to make full use of the limited land resources， in the urban construction， the mode of super large and ultra deep foundation pit has been popularized， and the implementation of this kind of super large and ultra deep foundation pit has brought unprecedented challenges to the design and construction of deep foundation pit support. In this paper， a deep foundation pit in Shenzhen Financial Center is taken as an example， and through the study and analysis of the existing problems in the project， effective measures for the construction of super deep foundation pit in complex conditions are put forward.

關(guān)鍵詞：復雜條件;深基坑;支撐拆除;金剛鏈切割;人工拆除

0? 引言

高樓大廈已經(jīng)是現(xiàn)代化城市的典型特征，為了利用城市有限的建設(shè)用地，樓層越建越高，隨之帶來的是建筑基坑越來越深;規(guī)模越來越大;周邊環(huán)境條件越來越復雜。在城市核心區(qū)，基坑工程必須確保周邊環(huán)境安全，成為業(yè)界共識。在此認識下，深基坑工程大量采用內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)，以便有效控制圍護結(jié)構(gòu)位移，尤其是土質(zhì)較差的城市。但是，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系復雜，相關(guān)的維護、支撐的施工技術(shù)難度很大，尤其是內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的拆除施工技術(shù)，直接關(guān)系到整個基坑及周邊環(huán)境的安全、穩(wěn)定，責任重大。

本文將以工程實例為闡述對象，從以下幾個方面對深基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的拆除施工技術(shù)進行探討。

1? 該工程總體概況

本工程案例為廣東省東莞市萬象匯廣場項目。該項目相鄰的是嘉宏國際大廈項目，嘉宏國際大廈項目地塊面積14698m2、萬象匯廣場項目地塊面積44129m2，兩個工程項目同時施工，故而兩個工程合并為一個基坑?；又荛L約 924.1m（支護樁內(nèi)邊線），基坑面積約 54717.1m2（支護樁內(nèi)邊線），基坑周邊地面標高為絕對標高 19.0～21.2m，坑底絕對標高3.65（DE段坑底絕對標高 0.15，JKL 段坑底絕對標高-0.35），基坑深度 15.35～21.0m。場地北側(cè)為地下城鐵車站—松山湖北站，車站風亭離基坑支護樁外邊線約16.7～18.2m。場地西側(cè)紅線緊貼總部三路邊線。南側(cè)紅線緊貼科技三路邊線，基坑支護樁外邊線與此路南側(cè)數(shù)字家園三區(qū)地下室邊線距離約 29.1m。

2? 基坑內(nèi)支撐拆除施工難點分析

2.1 基坑深度和支撐截面帶來的拆除難度

該項目基坑的開挖深度為15.35～21.0m，局部深坑超過20m。基坑最深處共設(shè)五道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，以確保基坑開挖過程及地下室施工中的安全穩(wěn)定。為能夠更清晰地說明基坑內(nèi)支撐拆除方法，本文選取該工程的E區(qū)域作為研究對象。五道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐是E區(qū)域設(shè)計的支撐方案（見表1）。在挖掘越來越加深的情況下，支撐的截面必須也相應地增大，而最大的圓環(huán)支撐截面達到2600×1400mm，其單位質(zhì)量每延長米可達9.1噸，由于可利用的結(jié)構(gòu)樓板承載力有限，該工程使用的叉車型號為LG100，叉車自重為12.7噸，起重質(zhì)量限制在10噸以內(nèi)，這些限制給支撐的切割、駁運都帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.2 地下施工空間機具受限的困難

在該工程五個區(qū)域當中建筑功能的多樣性是E區(qū)的典型特征，也造就了基坑結(jié)構(gòu)更加復雜，導致施工過程中機械使用受限。具體表現(xiàn)在下面幾點：第一，由于墻體暗柱不規(guī)則截面太多以及混凝土柱子過密，從而增加了預設(shè)插筋的數(shù)量、間隙過小，施工用的叉車不能發(fā)揮應有的作用;第二，由于結(jié)構(gòu)樓板呈現(xiàn)太多的空缺區(qū)域以及種類繁多的樓板標高在同一層分布，導致駁運叉車難以使用;第三，支撐底與樓板之間的距離過大，凈距離最小的已經(jīng)達到3.52m，樓板空缺的某個局部區(qū)域，凈距超過24m，而該型號的施工叉車只有3m高的抬升高度，根本無法對混凝土塊進行叉運。

3? 基坑內(nèi)支撐拆除關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 基坑結(jié)構(gòu)回筑工況下內(nèi)支撐拆除程序

支撐拆除施工的標準程序是養(yǎng)護強度符合設(shè)計標準，把五道支撐從上到下進行依次拆除，施工完成本框結(jié)構(gòu)工程便要及時拆除掉上一道支撐。為了確保拆除過程中地下連續(xù)墻的穩(wěn)固性，必須按照合理的順序?qū)ν粚又螚U件進行拆除：首先對徑向桿件進行切割，之后是對角撐的切割，圓環(huán)撐的切割放到最后。

3.2 基坑復雜條件下內(nèi)支撐拆除措施分析

通常情況下是在基坑的支撐底部搭設(shè)排架或者墊鋼馬凳，然后對支撐進行切割（圖2），最后利用施工叉車進行吊運或駁運（圖3）。

但針對極其復雜條件下的拆除，不能采用常規(guī)手段。本文提出一種合理可行的拆撐施工工藝，具體實施要點是：鋼絲繩反吊、把支撐桿件切割為倒“八”字、對角部的縱向受力鋼筋進行保留。在對支撐進行切割和吊運的過程中，反吊鋼絲繩的主要作用是進行安全防護，而是利用角部的保留鋼筋來承擔全部的切割后的混凝土塊的重力。鋼絲繩規(guī)格的選擇則是滿足所切割的混凝土塊的大小以及相應的起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范的要求。技術(shù)要點在于把將要切割的支撐反吊到上一道支撐上面，支撐切割的斷面與反吊鋼絲繩的安全距離必須大于300mm（圖4）。

按照已經(jīng)形成的施工經(jīng)驗，把支撐進行一段段的切割后，在對這些切割后的混凝土塊進行吊運的時候，切割后的混凝土塊摩擦阻力會大幅度增加，在同一跨度內(nèi)切割支撐的段數(shù)越多，切割產(chǎn)生的摩擦力就會越大，為了探尋減少摩擦力的措施，本文提出的最有效的辦法是把支撐桿件切割線呈倒“八”字形，1#塊先進行吊運，然后是2#塊（圖5）。

不難看出，整個拆除過程的技術(shù)要點是保留支撐角部縱向受力鋼筋，這樣會讓拆除過程更加的安全和可靠。而保留在角部鋼筋的數(shù)量，完全取決于切割混凝土塊的大小以及鋼筋的型號及安全儲備。例如對存在風險的懸臂段支撐的安全系數(shù)進行驗算，驗算的具體公式是：支撐截面的尺寸為a×b，縱向長度設(shè)定為L，縱向角部鋼筋為HRB400三級鋼，設(shè)計As為鋼筋總截面面積。由于鋼筋的抗剪強度的概念還沒有列入相應的規(guī)范中，只能實施第四強度規(guī)則，取鋼筋抗拉強度的0.577倍為鋼筋的抗剪強度。根據(jù)總力矩和總力矢平衡可列出式（1）、式（2），兩個公式能運算出兩個鋼筋總截面面積As，以兩個AS最大的數(shù)值為結(jié)果。

總而言之，基坑內(nèi)支撐的安全拆除，需要充分考慮各種因素并做好以下幾點：第一，吊運機械設(shè)備的選擇要根據(jù)現(xiàn)場施工條件決定;第二，對支撐切割塊的大小要決定于吊運設(shè)備的起重能力，然后采用支撐頂面進行彈線劃印記，支撐截面要保留的鋼筋用風鎬實施削切，促使保留的鋼筋與支撐的混凝土分離，為下一步金剛鏈穿越切割打基礎(chǔ)。同時經(jīng)過計算得出要保留的鋼筋數(shù);第三，對于反吊鋼絲繩的型號選擇，要依據(jù)起吊重量進行復核計算;第四，在對支撐進行切割的時候，要及時在切割面處注水以降低金剛鏈的溫度，防止因為過熱而斷裂;第五，進行吊運切割后支撐的鋼絲繩拉緊的力度等于混凝土塊的重力;第六，把反吊鋼絲繩解開卸掉混凝土塊;第七，用氣體將角部保留的受力的縱筋實施切割;第八，用吊車運走切割后的混凝土塊。

3.3 首道支撐拆撐措施分析

在基坑的五道支撐中，對首道支撐的拆除意義重大，和其他四道支撐的拆除工藝不同，在以往的施工實踐中，拆除首道支撐必須具備兩個條件：一是必須是地下室頂板施工結(jié)束;第二是混凝土的強度必須達標。通常情況下，有兩種傳統(tǒng)的拆除手段，即爆破或者是人工靜力破碎。但這兩種措施都有不利的一面，人工靜力破碎成本高、工期長、對工人的身心健康有一定的危害;而爆破的方式在城市管理部門有嚴格的限制，而且這種方法對支撐結(jié)構(gòu)有一定的破壞，所以使用的范圍極其有限。本文要推廣的是一種科學合理的拆除方法，整體的施工思路為：以板代替支撐，然后拆除支撐，對地下室頂板進行施工，最終實現(xiàn)用頂板替換支撐的目標。在這個過程中，需要對頂板下面的支撐進行暗拆，而且還要解決支撐和部分豎向墻體碰撞的問題。工程E區(qū)域的南面是擔負維護功能的地下連續(xù)墻，而其他三個方向都是已經(jīng)完成的逆作結(jié)構(gòu)。通過對維護結(jié)構(gòu)的受力體系進行分析，得出以下受力結(jié)構(gòu)順序：南側(cè)基坑的水土壓力是通過地下連續(xù)墻傳遞給支撐的，然后支撐又會以同樣的程序把水土的壓力傳遞給逆作結(jié)構(gòu)。與此同時，我們對施工完成后的主體結(jié)構(gòu)受力體系進行仔細分析，得出的結(jié)論是，南側(cè)的水土壓力也是通過連續(xù)墻傳遞給樓板的，然后樓板再把水土壓力傳給逆作結(jié)構(gòu)。本文為了更好地說明“以板代撐”拆除方法，把工程E區(qū)域頂板劃分為五塊，通過以上的分析原理可以判斷整個頂板在傳遞南側(cè)基坑外側(cè)水土壓力過程中，起決定性作用的是1#塊頂板，因為1#塊頂板在南北貫通的壓力傳遞中作用是最明顯的。相比之下，2#塊和3#塊在水土壓力的傳遞中作用很弱。經(jīng)過總結(jié)研究支撐和樓板之間的傳力規(guī)律，在力圖減小暗拆工作強度的同時，考慮怎樣緩解支撐和豎向墻體碰撞的問題，決定臨時調(diào)整頂板施工工藝，調(diào)整方案如下：首先對1#塊頂板進行施工，等到這塊頂板混凝土養(yǎng)護達到設(shè)計的強度后，再對2#塊區(qū)域支撐的徑向桿件和角撐進行拆除，然后施工2#塊區(qū)域的頂板。然后以此類推地施工3#塊、4#塊和5#塊，直到最終拆除支撐的圓環(huán)。

3.4 基坑內(nèi)支撐人工拆除措施的分析

3.4.1 人工拆除的優(yōu)點

第一點，對施工設(shè)備的操作容易，不需要很強的專業(yè)性，人員結(jié)構(gòu)相對簡單，現(xiàn)場的工作面要求不高，適合不同的基坑施工條件。第二點，人工拆除作業(yè)的機動性很強，在拆撐施工中有一定的拆除精準度，降低對深基坑圍護結(jié)構(gòu)的損傷。第三，人工拆除使用的設(shè)備在拆撐過程中對內(nèi)支撐的破壞力不大，可以有效降低操作不當產(chǎn)生的施工事故，確保施工人員的人身安全。

3.4.2 人工拆除存在的問題及解決措施

①利用人工對深基坑內(nèi)支撐進行拆除時，不具備機械拆除的高效率，工程進度緩慢，工期會拖長。所以，在利用人工拆除的時候，要考慮配備充足先進的拆除工具，適當增加工人的數(shù)量，確保工期的如期完成。②深基坑內(nèi)支撐采用人工拆除雖然相對安全一些，但會產(chǎn)生很大的現(xiàn)場噪音和大量的揚塵，嚴重影響施工現(xiàn)場的周邊環(huán)境，不符合環(huán)保的要求。為了克服此類問題，人工拆除深基坑內(nèi)支撐的施工，要做好施工前的各種準備工作，事先要對周圍的居民進行安撫，并把施工中的噪音和揚塵降到最低的能接受的程度，切實保護施工環(huán)境。③采用深基坑內(nèi)支撐人工拆撐，會因為不具備相應的水工條件，造成施工的難度增大。為了應對意外的發(fā)生，必須在施工現(xiàn)場周圍設(shè)立醫(yī)療急救站，確保工人的人身安全。同時，為了防止施工人員的意外墜落，要設(shè)置相應的保護措施，例如根據(jù)內(nèi)支撐間距的樓板高度，搭接施工操作平臺等，切實保證施工人員的人身安全。

4? 結(jié)束語

綜上所述，本文介紹了多種深基坑內(nèi)支撐拆撐施工工藝，這些拆撐措施適用的領(lǐng)域不同，優(yōu)缺點各有不同，為此，在拆撐建筑物深基坑內(nèi)支撐體系施工中，選擇怎樣的拆撐措施必須根據(jù)施工的具體情況而定。因地制宜的選擇拆撐措施，不僅是深基坑內(nèi)支撐拆除本身的需要，更是保證工程質(zhì)量、安全和節(jié)約成本的需要。與此同時，也可以探索幾種施工手段相結(jié)合模式，可以起到在拆撐施工中的互補作用，以提升建筑施工的效率。

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