大型深基坑支撑拆除施工技术

中建八局第三建设有限公司上海公司 上海 200135

1 工程概况

背景工程为某市高层研发楼及综合办公楼，总建筑面积280 000 m2，地上为10～12层，裙房为2～3层，框剪结构，地下设2层地下室，基坑面积约为70 600 m2，主楼区域基坑面积约为59 100 m2，中心区域下沉式广场面积约为11 500 m2。基坑普遍开挖深度为9 m。本工程支撑体系为钻孔灌注桩+2 道水平支撑，支撑最大截面为1 000 mm×800 mm， 如图1所示。

图1 围护支撑体系

2 方案选定

拆除基坑内混凝土支撑是一件复杂的施工作业，涉及到深基坑的安全及对周边环境的影响等方面的问题。本工程支撑拆除初步考虑3 种方案，方案一为人工拆除，方案二为爆破拆除，方案三为机械拆除。

（a）方案一：人工风镐拆除、镐头机拆除技术投入少，但在抢工期间大体量支撑采用人工拆除无法实现工期节点目标，且人工拆撑危险性较大。

（b）方案二：考虑到爆破拆除时噪声大、粉尘多，爆破防护措施费用高，在爆破前还需要对附近交通实施管制等，爆破时对组织流水施工比较困难，爆破时全场人员撤离现场，对非拆撑区域施工进度影响较大。

（c）方案三：由于本工程处于郊外，基坑面积较大，支撑拆除和结构施工可以同步进行，对工期影响较小，同时拆除的过程中配合进行支撑洒水，并对成堆的渣土进行洒水减少粉尘污染。

综上所述，本工程采用了机械拆除配合人工风镐拆除方法。

3 支撑拆除工艺[1-4]

3.1 施工流程

机械进场、就位→吊装镐头机到基坑→落实坑内产品保护→支撑、围檩镐头机破碎→人工回收废钢筋→挖机翻渣装车→垃圾归堆→垃圾提升→垃圾外运

3.2 拆撑顺序

根据后浇带划分的区域，按照底板、楼板浇筑先后顺序（基坑南北侧结构先行施工，东、西侧地下结构施工略慢），在相应关联区域底板、楼板及换撑混凝土强度达到要求后拆除该区域支撑。支撑拆除施工顺序如图2所示。

3.3 拆撑条件

（a）第二道支撑拆除时，基础底板及传力带应全部施工完毕并达到设计强度；

（b）第一道支撑拆除前，地下2层结构、传力带及楼板缺失部位换撑施工应设置完毕，且梁板结构及其换撑达到设计强度。

图2 支撑拆除顺序

3.4 支撑拆除方案

3.4.1 第二道支撑拆除

结构底板、传力带及内圈围护换撑混凝土达到设计要求强度时，采用镐头机在地下室底板面进行第二道支撑拆除。在拆除每一组角撑或对撑前，将相邻角撑或对撑之间的围檩先行脱离（钢筋可以保留，待最后割除），使角撑或对撑成为独立的受力单元，这样在支撑结构拆除过程中，减少对相邻围护结构的影响。

在基坑边缘或栈桥上利用汽车吊将PC200镐头机吊入坑内，PC200小型镐头机下铺路基箱，在混凝土底板上直接对混凝土支撑进行破碎。

支撑拆除时按照角撑处支撑梁由外向里逐排拆除的顺序，中间支撑梁可以单个拆除也可以2 道支撑梁同时拆除。支撑梁的拆除应每道梁的所有跨同时对撑拆除，每跨从中间往两端拆除，详见图3。

图3 第二道支撑梁拆除顺序

3.4.2 第一道支撑拆除

在地下1层板、传力板带及换撑混凝土强度达到设计强度时，进行第一道支撑拆除。根据本支撑的布置情况，栈桥板较多，有利于机械拆除。2 条主支撑的水平间距不超过6 m的支撑，在支撑上铺设钢制路基箱操作平台，在平台上对支撑实施破碎；在行进的线路上，镐头机可以利用钢丝绳调整和铺设路基箱，镐头机前行，镐头机把后侧路基箱吊到前侧前进路线上铺设好，镐头机继续前进，如此滚动式前进，完成镐头机在支撑上的移动。到达指定位置后，对此位置上的前方支撑破碎，破除结束后，镐头机向后移动，把前面的路基箱利用镐头机自身钢丝绳吊到后侧，铺设好，作为继续向后移动的施工平台，在平台上对上一步机械站位处的支撑拆除。以此类推，完成对支撑的拆除。

对于主支撑水平间距大于6 m的支撑不具备铺设路基箱的条件，采用小型HD50橡胶履带式破碎机，破碎机下铺路基箱，在地下1层楼板上（保留地下2层满堂架）对支撑进行破碎。钢格构柱周边设置施工缝，采用模板进行隔离（待格构柱拆除后补浇高一等级膨胀混凝土），杜绝拆撑震动引起楼板共振导致开裂。

对部分地下1层楼板缺失部位的支撑，本工程采用PC200镐头机（有效高度7 m）在大底板上直接破除。栈桥拆除待相邻的支撑拆除后进行，镐头机直接在栈桥上边后退边破除。

在整个支撑拆除过程中应避免立柱受到机械挤压、碰触，立柱1 m范围内采用人工破除，减少振动。

3.5 成品保护

支撑拆除时需要保证该区域后浇带封闭完成、剪力墙插筋和高低差棱角处保护架搭设完成，电梯井、集水井等洞口封堵完成。在拆除过程中，挖机等中型机械不得直接碾压墙柱钢筋，小型铲运机等必须越过时，在墙柱钢筋根部铺设高不低于300 mm的渣土或木方。

在拆除过程中，同时对底板面层、墙柱楼梯插筋进行保护。在底板面层铺设竹笆片，支撑破处混凝土块不大于Φ15 cm，尽量不对底板面层形成冲击。部分墙柱楼梯插筋位于支撑位置，对个别部位钢筋插筋采取钢管配套模板防护隔离，防止拆除机械和混凝土块将钢筋压弯，并严格控制拆除混凝土块体积大小。

4 碎渣清理与吊运

考虑施工期间垂直运输任务比较繁重，底板上柱插筋林立，故拆除一定区域后，采用小装载机将建筑垃圾推至基坑或栈桥边，部分装载机不便施工地区采用小型机动翻斗车把支撑拆除下来的混凝土分散运输到多个垃圾垂直运输点，垃圾运输点应避开墙柱钢筋及后浇带。第二道支撑采用加长臂反铲挖机站在坑边或栈桥上，把渣土挖出基坑，再由土方清运车及时运出场外。

5 安全文明施工

（a）镐头机在拆除施工时，设置安全警戒区，监管人员对拆除过程进行全方位监控。每辆机械必须有专人进行指挥，机械与机械之间有专人进行协调，机械回转范围内禁止一切人员靠近。

（b）基础底板内有多处集水井或电梯井，机械行走过程中应有专人指挥，以避免发生机械倾覆事故。

（c）夜间施工时指挥人员应穿戴夜间警示衣服，以避免行车机械伤人。

（d）拆除施工前，清除拆除区域内所有的易燃物品，气割施工时气割所用的氧气瓶、乙炔瓶，分车运输、分开放置，并配备足够的水桶和灭火器。

（e）拆除时做好扬尘控制，边拆除边洒水。

6 监测措施

本工程支撑拆除期间，对基坑进行监测了以下内容：围护墙顶部垂直、水平位移，围护墙侧向变形（测斜），支撑轴力，立柱垂直位移监测，坑外地下水位。

同时对周边地下管线沉降、位移监测和周围建筑物沉降进行加密监测（2 次/d），出现异常应及时通知监理、设计、业主及施工单位，及时进行处理。本工程支撑拆除全过程，监测数据皆在正常范围内，未达到预警值。

7 结语

本工程通过大量的前期策划，通过合理安排从支撑拆除的施工顺序，做好实时监测等一系列技术措施，从支撑拆除直至地下室完成，历时仅仅58 d。实施效果表明：大面积基坑支撑采用人工机械组合拆除方法是可行的，该方法施工工期短，施工成本低，同时确保了拆除过程中地下室结构的安全和成品保护。为以后类似基坑支撑梁拆除的施工积累了宝贵的经验。