夏建云

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)的步伐也突飛猛進(jìn)，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(shí)施，給深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)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(duì)該工程中存在的問題進(jìn)行了研究、分析，并提出了在復(fù)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(fù)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(fù)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(shí)。在此認(rèn)識(shí)下，深基坑工程大量采用內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，以便有效控制圍護(hù)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(fù)雜，相關(guān)的維護(hù)、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(gè)基坑及周邊環(huán)境的安全、穩(wěn)定，責(zé)任重大。

本文將以工程實(shí)例為闡述對(duì)象，從以下幾個(gè)方面對(duì)深基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的拆除施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1? 該工程總體概況

本工程案例為廣東省東莞市萬(wàn)象匯廣場(chǎng)項(xiàng)目。該項(xiàng)目相鄰的是嘉宏國(guó)際大廈項(xiàng)目，嘉宏國(guó)際大廈項(xiàng)目地塊面積14698m2、萬(wàn)象匯廣場(chǎng)項(xiàng)目地塊面積44129m2，兩個(gè)工程項(xiàng)目同時(shí)施工，故而兩個(gè)工程合并為一個(gè)基坑。基坑周長(zhǎng)約 924.1m（支護(hù)樁內(nèi)邊線），基坑面積約 54717.1m2（支護(hù)樁內(nèi)邊線），基坑周邊地面標(biāo)高為絕對(duì)標(biāo)高 19.0～21.2m，坑底絕對(duì)標(biāo)高3.65（DE段坑底絕對(duì)標(biāo)高 0.15，JKL 段坑底絕對(duì)標(biāo)高-0.35），基坑深度 15.35～21.0m。場(chǎng)地北側(cè)為地下城鐵車站—松山湖北站，車站風(fēng)亭離基坑支護(hù)樁外邊線約16.7～18.2m。場(chǎng)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(hù)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(diǎn)分析

2.1 基坑深度和支撐截面帶來的拆除難度

該項(xiàng)目基坑的開挖深度為15.35～21.0m，局部深坑超過20m?；幼钌钐幑苍O(shè)五道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，以確?；娱_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(duì)象。五道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐是E區(qū)域設(shè)計(jì)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(yīng)地增大，而最大的圓環(huán)支撐截面達(dá)到2600×1400mm，其單位質(zhì)量每延長(zhǎng)米可達(dá)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(hào)為L(zhǎng)G100，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(yùn)都帶來了很大的挑戰(zhàn)。

2.2 地下施工空間機(jī)具受限的困難

在該工程五個(gè)區(qū)域當(dāng)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(fù)雜，導(dǎo)致施工過程中機(jī)械使用受限。具體表現(xiàn)在下面幾點(diǎn)：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(yù)設(shè)插筋的數(shù)量、間隙過小，施工用的叉車不能發(fā)揮應(yīng)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(biāo)高在同一層分布，導(dǎo)致駁運(yùn)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(dá)到3.52m，樓板空缺的某個(gè)局部區(qū)域，凈距超過24m，而該型號(hào)的施工叉車只有3m高的抬升高度，根本無法對(duì)混凝土塊進(jìn)行叉運(yùn)。

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(biāo)準(zhǔn)程序是養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，把五道支撐從上到下進(jìn)行依次拆除，施工完成本框結(jié)構(gòu)工程便要及時(shí)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(jìn)行拆除：首先對(duì)徑向桿件進(jìn)行切割，之后是對(duì)角撐的切割，圓環(huán)撐的切割放到最后。

3.2 基坑復(fù)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(duì)支撐進(jìn)行切割（圖2），最后利用施工叉車進(jìn)行吊運(yùn)或駁運(yùn)（圖3）。

但針對(duì)極其復(fù)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(shí)施要點(diǎn)是：鋼絲繩反吊、把支撐桿件切割為倒“八”字、對(duì)角部的縱向受力鋼筋進(jìn)行保留。在對(duì)支撐進(jìn)行切割和吊運(yùn)的過程中，反吊鋼絲繩的主要作用是進(jìn)行安全防護(hù)，而是利用角部的保留鋼筋來承擔(dān)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(yīng)的起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范的要求。技術(shù)要點(diǎn)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(yàn)，把支撐進(jìn)行一段段的切割后，在對(duì)這些切割后的混凝土塊進(jìn)行吊運(yùn)的時(shí)候，切割后的混凝土塊摩擦阻力會(huì)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(huì)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(jìn)行吊運(yùn)，然后是2#塊（圖5）。

不難看出，整個(gè)拆除過程的技術(shù)要點(diǎn)是保留支撐角部縱向受力鋼筋，這樣會(huì)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(hào)及安全儲(chǔ)備。例如對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)的懸臂段支撐的安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算的具體公式是：支撐截面的尺寸為a×b，縱向長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)，縱向角部鋼筋為HRB400三級(jí)鋼，設(shè)計(jì)As為鋼筋總截面面積。由于鋼筋的抗剪強(qiáng)度的概念還沒有列入相應(yīng)的規(guī)范中，只能實(shí)施第四強(qiáng)度規(guī)則，取鋼筋抗拉強(qiáng)度的0.577倍為鋼筋的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)總力矩和總力矢平衡可列出式（1）、式（2），兩個(gè)公式能運(yùn)算出兩個(gè)鋼筋總截面面積As，以兩個(gè)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(diǎn)：第一，吊運(yùn)機(jī)械設(shè)備的選擇要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件決定;第二，對(duì)支撐切割塊的大小要決定于吊運(yùn)設(shè)備的起重能力，然后采用支撐頂面進(jìn)行彈線劃印記，支撐截面要保留的鋼筋用風(fēng)鎬實(shí)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(shí)經(jīng)過計(jì)算得出要保留的鋼筋數(shù);第三，對(duì)于反吊鋼絲繩的型號(hào)選擇，要依據(jù)起吊重量進(jìn)行復(fù)核計(jì)算;第四，在對(duì)支撐進(jìn)行切割的時(shí)候，要及時(shí)在切割面處注水以降低金剛鏈的溫度，防止因?yàn)檫^熱而斷裂;第五，進(jìn)行吊運(yùn)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(shí)施切割;第八，用吊車運(yùn)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(duì)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(shí)踐中，拆除首道支撐必須具備兩個(gè)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(qiáng)度必須達(dá)標(biāo)。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(zhǎng)、對(duì)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(yán)格的限制，而且這種方法對(duì)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(xué)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(duì)地下室頂板進(jìn)行施工，最終實(shí)現(xiàn)用頂板替換支撐的目標(biāo)。在這個(gè)過程中，需要對(duì)頂板下面的支撐進(jìn)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(dān)負(fù)維護(hù)功能的地下連續(xù)墻，而其他三個(gè)方向都是已經(jīng)完成的逆作結(jié)構(gòu)。通過對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的受力體系進(jìn)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(huì)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(shí)，我們對(duì)施工完成后的主體結(jié)構(gòu)受力體系進(jìn)行仔細(xì)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(gè)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?yàn)?#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(qiáng)度的同時(shí)，考慮怎樣緩解支撐和豎向墻體碰撞的問題，決定臨時(shí)調(diào)整頂板施工工藝，調(diào)整方案如下：首先對(duì)1#塊頂板進(jìn)行施工，等到這塊頂板混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度后，再對(duì)2#塊區(qū)域支撐的徑向桿件和角撐進(jìn)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(diǎn)

第一點(diǎn)，對(duì)施工設(shè)備的操作容易，不需要很強(qiáng)的專業(yè)性，人員結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)的工作面要求不高，適合不同的基坑施工條件。第二點(diǎn)，人工拆除作業(yè)的機(jī)動(dòng)性很強(qiáng)，在拆撐施工中有一定的拆除精準(zhǔn)度，降低對(duì)深基坑圍護(hù)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(duì)內(nèi)支撐的破壞力不大，可以有效降低操作不當(dāng)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(duì)深基坑內(nèi)支撐進(jìn)行拆除時(shí)，不具備機(jī)械拆除的高效率，工程進(jìn)度緩慢，工期會(huì)拖長(zhǎng)。所以，在利用人工拆除的時(shí)候，要考慮配備充足先進(jìn)的拆除工具，適當(dāng)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(duì)安全一些，但會(huì)產(chǎn)生很大的現(xiàn)場(chǎng)噪音和大量的揚(yáng)塵，嚴(yán)重影響施工現(xiàn)場(chǎng)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(zhǔn)備工作，事先要對(duì)周圍的居民進(jìn)行安撫，并把施工中的噪音和揚(yáng)塵降到最低的能接受的程度，切實(shí)保護(hù)施工環(huán)境。③采用深基坑內(nèi)支撐人工拆撐，會(huì)因?yàn)椴痪邆湎鄳?yīng)的水工條件，造成施工的難度增大。為了應(yīng)對(duì)意外的發(fā)生，必須在施工現(xiàn)場(chǎng)周圍設(shè)立醫(yī)療急救站，確保工人的人身安全。同時(shí)，為了防止施工人員的意外墜落，要設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)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(tái)等，切實(shí)保證施工人員的人身安全。

4? 結(jié)束語(yǔ)

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(diǎn)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(shí)，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(bǔ)作用，以提升建筑施工的效率。

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