深基坑混凝土支撑拆除新技术

李 俊，雍 毅，潘 锋

(1.中交第一公路工程局厦门工程有限公司，福建厦门 361021;2.中石化西北油田分公司，新疆 841600)

0 引言

在城际轨道的深基坑工程施工时，基坑周围通常存在交通要道、既有建筑或管线等各种构筑物，基坑施工的重要内容之一是要保护其周边环境、人员及构筑物的安全，尤其是深基坑中涉及大量的临时构件需要拆除时，对拆除方法提出了更高的要求。常用的钢筋混凝土支撑拆除方法有爆破拆除、静力爆破拆除、机械拆除和人工风镐拆除等。文献［1－5］对爆破拆除的现状、爆破参数的选取和爆破振动影响进行了详细的阐述。炸药爆破时，巨大的冲击波对周围高大拥挤的建筑物会造成很大的安全隐患，飞石则危及街道上的行人人身安全，粉尘则给城市居民的生活带来很大不便。为避免爆破对周围环境产生的不利影响，文献［6－7］提出了静力爆破并介绍了静力爆破的工艺和原理;文献［8］结合环境特点，采取了静力爆破和动力爆破相结合的方式。静力爆破虽安全、无声、噪音小，但工序较多、成本较高。为达到静爆效果，需要割除面筋和箍筋，故在拆除大量钢筋混凝土构件时不易推广。机械炮机拆除时，振动较大，不利于控制基坑变形，而人工风镐拆除的工期又较长。为保护基坑周边环境、构筑物及人员的安全和严格控制基坑支撑体系拆除后基坑的变形，综合考虑施工安全、质量和工期要求，本文提出采用取芯钻机拆除钢筋混凝土支撑的新方法，该技术在东莞至惠州城际轨道交通GZH－5标得到了成功应用。

1 工程概况

广东珠三角莞惠城际轨道GZH－5标工程位于东莞市寮步镇和松山湖管委会境内，里程桩号为DK25+080～DK33+022.303，正线长7.942 km，全部为地下工程，其中明挖段长3.88 km，暗挖段长3.488 km，区间包含2个明挖地下车站，即寮步车站(DK26+586.936～+866.936)和松山湖北站(DK32+717.965～DK33+022.303)。基坑支护结构采用钻孔灌注桩+桩间旋喷桩止水的型式，支护结构顶设置冠梁。基坑内设置内支撑体系，竖向设2～4道内支撑，第1道为钢筋混凝土支撑，其余均为φ600 mm，t=16 mm钢管支撑。整条明挖隧道和地下车站需要拆除钢筋混凝土支撑的总数达750道。深基坑标准横断面如图1所示。

2 方案比选

为满足深基坑混凝土支撑拆除要求，对钢筋混凝土支撑拆除方案进行了比选，具体情况如表1所示。

图1 深基坑标准横断面图(单位:mm)Fig.1 Cross-section of deep foundation pit(mm)

表1 钢筋混凝土支撑拆除方案比选Table 1 Comparison and contrast among different concrete waling dismantling technologies

综合施工成本、安全与工期考虑，采用取芯钻机拆除钢筋混凝土支撑梁。

3 工艺原理

明挖段钢筋混凝土支撑梁水平间距一般约6 m，车站钢筋混凝土支撑的水平间距约9 m。钢筋混凝土支撑梁必须拆除的情况主要有2种:一种是位于主体结构内部影响主体结构的施工而需要拆除;另一种是位于已施工完主体的上方，在施工完主体结构后，为便于顶板上方土体回填压实，需要拆除。明挖车站钢筋混凝土支撑梁和明挖区间钢筋混凝土支撑梁的配筋截面如图2和图3所示。

由图2和图3分析可知，虽然混凝土支撑梁钢筋较密，尤其是拉筋和箍筋包裹其中，但是取芯钻机可以避开拉筋和箍筋，通过拉筋和箍筋(@200)中间间隙对钢筋混凝土支撑实施竖向或水平向钻孔(取芯钻机可采用100或160A型，直径为5～10 cm，长80 cm)，待钻孔完后用切割机将主筋切掉即可，这样可将混凝土支撑分段切割(为便于起吊，每段长3～6 m)，然后用龙门吊吊出基坑外，再使用炮机集中进行破碎。

取芯钻机拆除方法结合了人工拆除混凝土支撑安全度高和机械破碎混凝土支撑快的特点，在拆除过程中，同时进行施工实时监测，通过全过程的施工监控量测，严格控制基坑支撑体系拆除后基坑的变形，从而保证基坑安全。

4 关键施工技术要点

4.1 施工工艺流程

施工准备(利用脚手架对待拆段钢筋混凝土支撑梁进行支撑)—测量、标出钻孔位置—取芯钻钻孔—主筋切割—龙门吊吊装每段混凝土支撑至基坑外—炮机集中破碎钢筋混凝土支撑—废弃钢筋与混凝土回收利用。采用取芯钻拆除钢筋混凝土支撑现场施工如图4所示。

4.2 操作要点

采用取芯钻机破除钢筋混凝土支撑梁的施工工序较简便。为确保施工快速和安全，在施工中应注意以下问题:

1)控制好测量位置，标出钻孔位置。

2)拆除每段混凝土支撑的长度要根据龙门吊吊装能力计算确定，龙门吊吊装过程应采用两点对称起吊，吊装过程中要确保施工安全。

3)钢筋混凝土拆除过程中，要加强量测频率，及时反馈量测结果，以便根据量测结果及时修正支护参数，从而确保安全。

4.3 监测数据反馈

拆除混凝土支撑前后深基坑监测数据成果如表2所示。监测结果表明，现场采用取芯钻机方法拆除混凝土支撑，基坑是安全可靠的，满足设计要求。

表2 监测数据结果表Table 2 Monitoring data

5 效益分析

1)原基坑内破除一道混凝土支撑(长35 m)，采用炮机最快需要3～4 d。采用新技术后，12 h内即可将混凝土支撑吊装出基坑，大大减少了基坑内主体结构施工的时间，工效提高了6～8倍，节约施工工期4个月;按每月投入人工费50万元，仅人工费可节约200万元，且该技术充分利用了现场机械，无其他额外成本投入，故成本较低，经济效益明显。

2)该技术结合了人工拆除混凝土支撑安全度高的特点，且工序简单，对保护基坑周边环境、构筑物及人员安全和严格控制基坑支撑体系拆除后基坑的变形均起到了较好的效果。

6 结论与讨论

1)采用取芯钻机拆除钢筋混凝土支撑与其他拆除方法比较，安全度较高且操作简便，该方法不仅保护了基坑周边环境、构筑物及人员和基坑施工安全，也为该项目大大缩短了施工工期，节约了施工成本，取得了较明显的社会效益和经济效益。

2)监测数据结果表明，在拆除混凝土支撑前后，深基坑的桩体变形和桩顶水平位移略有增加，但位移变化趋势较缓，采用该方法拆除混凝土支撑对控制深基坑变形是有利的。

3)为确保受力体系的安全转换，在拆除混凝土支撑前，应将主体侧墙施作至混凝土支撑下方附近(一般为0.5 m左右)，待混凝土强度达到设计强度的85%时，再拆除支撑。

4)该方法主要适用于城际轨道深基坑中钢筋混凝土支撑梁的拆除，在拆除混凝土支撑前，充分利用了现场施工主体结构前搭设的脚手架，但在大面积框、筒、板等无操作平台的钢筋混凝土结构拆除时，其拆除方法和经济性比较还有待于进一步研究。

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