周志華

上海寶冶集團南京建筑有限公司 江蘇 南京 211161

大型深基坑施工中，由于周邊建筑物及管線設施的保護要求，使用格構柱+支撐梁作為深基坑的臨時支撐系統(tǒng)在設計和施工中得到廣泛應用，蘇州高新金鷹商業(yè)廣場項目就是其中的一個代表案例。

1.工程概況

該深基坑支撐工程地處蘇州市高新區(qū)商業(yè)中心地帶，周邊環(huán)境復雜，西臨長江路，緊靠現(xiàn)有地鐵1#線，南側獅山路，下埋一根城市自來水主管和一根DN250燃氣管道，北側為已建獅山廣場高層，西側為蘇州樂園度假酒店，基坑底部有擬建地鐵3#線穿越(底板公用)，基坑面積約2.8萬m2，地下3層，地上6層。

圖1.1 項目周邊環(huán)境示意圖

該地下室基坑南北長110m，東西寬130m，主要開挖深度16.4m，地鐵明挖區(qū)間深度27m，基坑支護采用地下連續(xù)墻+3道水平砼梁支撐圍護體系，鋼格構柱作為垂直向連接構件，中部設置臨時分隔墻(寬度800，長度110m)，將基坑分為A、B兩區(qū)，其首道支撐與棧橋相結合，棧橋板厚300。

圖1.2 圍護支撐體系

2.內支撐拆除施工部署

蘇州高新金鷹商業(yè)廣場項目的內支撐拆除，按照先A區(qū)后B區(qū)，由兩個班組進行支撐拆除，每個分區(qū)劃分為四個階段，自下而上，最后破除地連墻，根據(jù)地鐵明挖區(qū)間的施工進度，調整支撐拆除進度，結合地下結構施工，逐層逐塊拆除。第一、第三道砼支撐、圍檁拆除采取鎬頭機破除為主、靜力切割為輔；第二道支撐采取靜力切割與排孔切割相結合，中隔墻采取水鉆排孔跳倉拆除，其余地連墻根據(jù)現(xiàn)場情況采取鎬頭機破鑿或排孔切割。

支撐梁砼拆除，應等待相應主體結構和周邊換撐全部形成，并達到設計強度80%后方能進行破除。根據(jù)總整體施工布局安排，支撐分塊拆除，滿足地下結構分段施工需要。

3.支撐拆除方案選定

目前，基坑支撐拆除主要采用機械拆除和爆破拆除2種方式，共計6中方法可供選擇：(1)風鎬或搞頭機鑿除,(2)靜力切割,(3)水鉆排孔,(4)靜力液壓鉗拆除,(5)混凝土逼裂拆除,(6)爆破拆除。每種拆除工藝方式如下：

3.1 風鎬或鎬頭機鑿除：按傳統(tǒng)的施工方法，就先用風鎬或鎬頭機擊碎混凝土露出鋼筋，然后用氣割切斷鋼筋。該中方法支撐拆除速度快，方法簡便,成本低，拆卸所產(chǎn)生的粉塵采用人工跟蹤澆水的方法可以解決，建筑垃圾使用人工配合小型裝載機進行清運。綜合優(yōu)劣因素，本工程第三道支撐、第一道支撐及棧橋板、通道口地連墻的拆除，建議采用此種方法，可靈活機動的完成拆除任務。

3.2 混凝土靜力切割：該工藝施工作業(yè)速度快、噪音低、無震動，無粉塵廢氣污染，對基坑結構影響小，施工安全性高，但拆除成本較高，砼塊倒運工作量大，垂直運輸困難。本工程第二支撐、第一道支撐的一部分采用此種工藝，方可滿足現(xiàn)場施工需要，由于其成本原因，此工藝僅作配合水鉆排孔切割或趕工之用。

3.3 水鉆排孔切割：該工藝采用水鉆機在混凝土構件上，連續(xù)切割排孔，將混凝土構件逐塊分離拆除，適合工程量不大，或者切割設備不易到達工作面的工程，切割面不整齊，切割完后，需采用常規(guī)風鎬對邊角修鑿。在本工程中第二道支撐、第一道支撐的一部分和中隔墻，適宜采用此種方法，滿足現(xiàn)場施工條件，并有效降低支撐拆除成本。

3.4 靜力液壓鉗拆除：采用液壓助力系統(tǒng)，油壓動力提供給鋼鉗，然后鋼鉗將混凝土鉗碎，再將鋼筋割斷。此種拆卸因鋼鉗的最大只能鉗碎不超過350mm的結構，所以不適合本工程。

3.5 混凝土逼裂拆除：采用液壓助力系統(tǒng)，在混凝土上鉆1個Ф100的孔，將逼裂桿深入混凝土內，將混凝土從內向外逼裂開，達到拆除的目的，但逼裂拆除適用于素混凝土結構或兩種結構接縫的位置，如混凝土內部或兩種結構之間有鋼筋則不能達到逼裂效果，所以不適合本工程。

3.6 爆破拆除：在施工過程中現(xiàn)場噪音較大，安全隱患較多，現(xiàn)場碎石分飛，現(xiàn)場施工環(huán)境差，碎塊要重新裝卸吊運，施工中震動對周邊結構有影響，不適合在鬧市區(qū)施工，尤其是工地臨近周邊有重要建筑物是更應謹慎應用，且審批困難，不適宜本工程。

為實現(xiàn)安全、經(jīng)濟、速度快的目標，進行科學的組織論證，在確保不影響結構的前提下，選擇鎬頭機破鑿、水鉆排孔切割為主，輔助靜力切割、常規(guī)風鎬修鑿的方法，完成本項目的基坑砼支撐拆除施工。

4.支撐拆除工藝

4.1 拆除施工流程

成品保護措施及工況條件確認→破除機械進場、就位→吊裝鎬頭機下到基坑→支撐、圍檁鎬頭機破碎→人工回收廢鋼筋→挖機進行翻渣→垃圾打整歸堆→吊車調取外運

4.2 支撐梁分割拆除原則

(1)支撐梁拆除時，先拆除聯(lián)系撐、角撐，再對撐、圍檁等，使原支撐的應力按要求逐步均衡釋放。

(2)對撐梁拆除時，做到支撐兩端與圍檁同時進行靜力切割、斷開，之后將無軸力的支撐梁逐段拆除。

(3)支撐拆除根據(jù)結構布置情況進行逐塊拆除，確保支撐桁架體系逐步卸除軸力，防止基坑周邊的變形發(fā)生突變。

(4)支撐梁切割前，先搭設排架支撐，排架應經(jīng)過驗算確定其承載力符合要求，以確保砼塊體在吊離前的安全。

(5)吊車的選型及吊車起重穩(wěn)定力矩應符合設備吊運基坑及砼渣垂直運輸?shù)男枰?/p>

(6)支撐梁拆除時前應明確切割拆除順序及相應的施工工藝，確保符合設計要求，不致支撐集中受力，造成安全隱患。

(7)支撐梁切割前應正確放樣，切割后的銅塊體與理論計算大致相符，不致吊運時超載，危害施工安全。

(8)切割拆除的砼塊盡可能最大化，切割總量最小化，在確保安全前提下達到最大經(jīng)濟效益和最快施工速度。

(9)支撐梁切割小段有格構柱的，原則上沿格構柱進行切割支撐梁，格構柱內混凝土由人工風鎬進行拆除。

4.3 砼支撐拆除分塊及工況流程

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及工期要求，擬定用4臺PC200鎬頭機、4臺鉆石鏈條切割機、60臺水鉆排孔機和若干風鎬，展開支撐拆除任務。根據(jù)3道支撐與地下結構形式，分為A、B兩個分區(qū)，每個分區(qū)按照四個階段進行，每個階段分4塊拆除施工，其中A區(qū)分為A1～A4#塊，B區(qū)分為B1～B4#塊。當?shù)诙乐尾鸪龝r，負二層樓板下的滿堂腳手架不得拆除；當?shù)谝坏乐尾鸪龝r，負一層樓板下的滿堂腳手架不得拆除。

4.3.1 A區(qū)第三道支撐、圍檁拆除

在A區(qū)底板澆筑全部完成，尤其是A3塊、A4塊南側底板(即地鐵端頭井頂板)結構施工完成，其砼強度不小于設計強度的80%，且底板后澆帶傳力型鋼全部安裝完畢，分別從A1、A2、A3、A4塊角部開始第三道支撐拆除，最后拆除棧橋下的6根對撐。

圖4.1 第三道支撐、圍檁拆除平面布置圖

4.3.2 A區(qū)第二道及B區(qū)第三道支撐、圍檁拆除

A區(qū)第二道支撐及圍檁拆除，在A區(qū)負二層樓板和中隔墻、后澆帶的臨時傳力塊全部澆筑完成，其砼強度達到設計強度80%，且B區(qū)地鐵明挖區(qū)間底板(即B2塊地鐵頂板)施工完成，其強度達到設計的80%后，方可進行，共分為4小塊同步進行拆除，棧橋下6根對撐最后拆除。

B區(qū)大底板全部澆筑完畢，特別是地鐵明挖區(qū)間的底板(即B區(qū)地鐵頂板)全部澆筑完畢，其強度均達到設計強度80%時，且底板后澆帶傳力型鋼全部安裝完畢，B區(qū)具備第三道支撐拆除條件,方可進行拆除施工。B區(qū)第三道支撐分為4小塊，同步進行拆除，中部6根對撐及4b通道口的東西向對撐最后拆除。

B區(qū)第三道支撐梁、圍檁的規(guī)格同A區(qū)。其支撐拆除從B1、B3#塊開始，分別同時向B2、B4#塊進行。

圖4.2 B區(qū)第三道支撐、圍檁拆除工況圖

4.3.3 A區(qū)第一道及B區(qū)第二道支撐、圍檁(/地圈梁)拆除

A區(qū)第一道支撐及圈梁拆除，在負一層樓板、砼板撐和中隔墻、后澆帶的臨時傳力塊全部澆筑完成，且砼強度達到設計強度80%后，方可進行。拆除施工時，先切割拆除非棧橋區(qū)域支撐梁，再破除棧橋區(qū)域支撐梁、棧橋板及棧橋梁。棧橋板及棧橋梁拆采用鎬頭機后退破除的方法，最后破除收尾至金山路出口。

B區(qū)第二道支撐、圍檁的規(guī)格同A區(qū)，在其負二層樓板和中隔墻、后澆帶的臨時傳力塊全部澆筑完成，且砼強度達到設計強度80%后，方可進行拆除施工，共分為4小塊同步進行，中部6根對撐及4b通道口的東西向對撐最后拆除。

圖4.3 第二道支撐、圍檁拆除平面布置圖

圖4.4 第二道支撐、圍檁拆除工況圖

4.3 .4 B區(qū)第一道支撐、地圈梁拆除

B區(qū)第一道支撐、地圈梁的規(guī)格同A區(qū)。在B區(qū)負一層樓板和中隔墻、后澆帶的臨時傳力塊全部澆筑完成，且砼強度達到設計強度80%后，方可進行支撐拆除，共分為4小塊進行。先切割拆除非棧橋區(qū)域支撐梁，再破除棧橋區(qū)域支撐梁、棧橋板及棧橋梁。棧橋板及棧橋梁拆除采用鎬頭機后退破除的方法，最后破除收尾至長江路出口。

圖4.5 第一道支撐、圍檁拆除平面布置圖

4.3.6 中隔墻、地連墻及格構柱拆除

中隔墻厚度800，長度110m，拆除高度14.6m(-16.4～-1.8)，共有四處，分別為：(1) B區(qū)基坑北側與獅山廣場連通口地連墻，寬度800，高度14.6m(從-16.4～-1.8) ；(2) B區(qū)基坑北側與下沉廣場連通口地連墻墻，寬度800，高度10.7m(-12.6～-1.8)；(3)B區(qū)基坑西北角與地鐵3#線蘇州樂園站地鐵出入口地連墻，寬度1000，高度14.6m(-16.4～-1.8)；(4) B區(qū)基坑西南角與地鐵1#線4B出入口地連墻，寬度1000，高度4.65m(-9.15～-4.5)。

中隔墻、地連墻及格構柱的拆除，須在地下室頂板全部澆筑完成，且強度達到設計強度的80%后，方可拆除。

圖4.6 中隔墻、地連墻及格構柱拆除工況圖

5.傳力構件

在地下室主體結構施工過程中，需設置傳力構件，以將地下室結構作為支撐進行轉換，確?；訐Q撐符合設計要求。如下圖所示：

6.破碎砼渣清除

坑底集渣采取人工與機械相結合,機械采用5t裝載機配合人工手推車，先將坑底砼渣統(tǒng)一收集在出渣點附近；清渣安排2班循環(huán)作業(yè)，每班安排1臺裝載機、4名工人負責清渣。

針對不同破碎狀況，安排2種垂直運輸方式，對機械全粉碎砼渣，可直接采用吊機+鋼絲繩吊網(wǎng)直接裝車運出場地外渣場，運輸車輛為封閉式運輸車；對人工預切割分段拆除的砼梁，先吊運裝車運出場地外渣場，在渣場進行砼塊破碎，鋼筋回收。

對于細小的碎渣采用小推車吊運裝車至場外渣場。砼渣運出后，需對坑內作業(yè)面進行人工清理，沖洗打掃干凈地面。

7.支撐切割廢水清理

本工程混凝土支撐切割采用水冷卻，施工過程中需要排放大量廢水，為了保證施工環(huán)境的整潔并防止廢水對地下結構施工產(chǎn)生影響，考慮采用如下廢水處理措施：

支撐切割過程中的廢水通過結構預留電梯坑等孔洞排到底板上集水井內，用水泵集中抽水，將匯流于集水井內的水排到施工場地外的下水道內。水泵排出的廢水通過集水井和排水溝流入三級沉淀池，經(jīng)沉淀后排放入下水道；對排水明溝、沉淀池內的垃圾，派專業(yè)人員定期清除，確保排水明溝的暢通，經(jīng)沉淀池沉淀、過濾后，把清水排入市政下水道。

8.鋼材切割回收

鋼筋切割采取氧乙炔切割法。一部割槍配備1名輔助人員，擬安排2部割槍。

鋼格構柱在地下室頂板強度達到設計強度后進行拆除，采用人工分段氣割成單人輕松移動的小件，通過汽車坡道運輸至地上，吊運裝車處理。

9.成品的保護方法

在拆除的過程中，特別需要對建筑成品的保護，主要保護的項目有：

①混凝土底板、②后澆帶、③成品就位鋼筋、④水電線管、⑤成品混凝土構件等。

9.1 混凝土底板的保護

在樓面上搞頭機經(jīng)過路徑覆蓋厚14mm以上的廢舊模板，減輕鎬頭機履帶對板面層的破壞。同時嚴格控制破碎混凝土的粒徑，最大粒徑控制在30cm以內。混凝土塊不得在同一地點集中堆放，為了分散對底板壓力，在基坑邊歸堆出渣時堆載高度控制在40cm以內，并及時清理減少堆放時間，在棧橋同一斷面處只允許一輛滿載出渣車輛通行，棧橋堆載嚴禁超過30KN/m2。

9.2 后澆帶的保護

首先在拆撐前對擬拆除支撐區(qū)域下方后澆帶采用舊模板完全覆蓋，避免垃圾落入；其次在破碎機械和清渣機械經(jīng)過的路徑經(jīng)過的后澆帶上，覆蓋16厚以上的鋼板，鋼板的覆蓋范圍應大于通道兩邊500mm以上。

9.3 水電管線的保護

在底層樓板或梁上，會有大量的水管和電線穿管暴露在樓面上，為了確保水電線管的后期順利施工，必須對其加以重點保護。采用制作木盒子的辦法把這些管口罩起來，上面用醒目的紅黑現(xiàn)間色作為警戒顏色作出醒目的標志，提醒垃圾清理人員和拆除施工人員。

9.4 小型混凝土構件的保護

在樓板上施工，有可能會行成大量小型混凝土構件極易受到損傷，如樓梯踏步洞口邊緣等混凝土陽角，拆除前采取覆蓋舊模板等形式加以保護。

1 0.監(jiān)測措施

在本工程支撐拆除期間，對基坑進行監(jiān)測了：圍護墻頂部垂直、水平位移、圍護墻側向變形（測斜）、支撐軸力、立柱垂直位移監(jiān)測，坑外地下水位，等相關監(jiān)測，確保工程在安全狀態(tài)下施工?？紤]到周邊地下管線的沉降、位移監(jiān)測和周圍建筑物沉降，在本工程支撐拆除的全過程中進行加密監(jiān)測（2次/d），監(jiān)測數(shù)據(jù)接在正常范圍內。

1 1.結語

本工程在實施前期，由公司組織相關的技術方案的研討和策劃，施工現(xiàn)場通過合理組織資源，合理安排工序，從支撐拆除開始，做好基坑的實時監(jiān)測等一些列技術措施，在保質、保量、保安全、保環(huán)境的前提下，順利完成大型深基坑內支撐的拆除，本工程歷時150天。實施效果表明：大型深基坑支撐拆除采用機械加人工組合拆除的方法完全可行。具有施工工期短、施工成本低的優(yōu)勢，有力確保了拆除過程中地下室結構的安全和成品保護，為今后類似基坑支撐的拆除施工積累了豐富而又寶貴的經(jīng)驗。