内支撑拆除技术在深基坑施工中的应用

何云志 刘文韬

中建二局第二建筑工程有限公司 广东 深圳 518052

1 工程概况

某项目位于深圳市福田区振华路以南、振中路以北、四号路以东。场地西侧为桑达小区，东侧为深圳能源大厦，北侧振华路下为燕南地铁站站台结构，振华路与振中路车辆活动频繁，周边情况极其复杂。项目用地面积5 534 m2，建筑面积63 500 m2，由2栋高119.8 m商业、办公和公寓一体的综合塔楼组成。基坑开挖深度14.4 m，开挖面积约6 284 m2，基坑支护周长约370 m，基坑支护形式采用咬合桩＋2道内支撑，咬合桩距离外墙100 mm。

2 重、难点分析

2.1 工程环境复杂

工地周边基本为20世纪80年代末90年代初的多层建筑，基础形式为沉管灌注桩。北侧振华路下为燕南地铁站站台结构，地铁地下连续墙距离工程咬合桩外边线最近处为4.7 m，振华路与振中路均为东行方向单行道，场地除东南侧外其余基坑边距离周边建筑外墙2.5～4.0 m；各个方向的人流量及车流量大。

2.2 工期要求紧，拆除要求高

业主对工期要求十分紧张，根据常规施工办法，采用静爆＋人工风镐相结合的方式凿除支撑梁、立柱，施工周期较长，人力和机械投入量大，会产生极大的粉尘污染及噪声污染，对周边居民区及商业区将造成较大影响，施工中易遭到投诉；北侧基坑外4.7 m即为地铁结构，对变形沉降控制要求极高。

3 支撑体系分析

基坑支护形式为咬合桩＋2道内支撑，第2道内支撑梁面与地下2层楼板高差为2.1 m，即多数梁底距离板面1.1 m；第1道内支撑梁面距离地下1层楼板4 m，局部达到4.7 m。

支撑梁截面尺寸分别为400 mm×600 mm、600 mm×600 mm、600 mm×1 000 mm、800 mm×1 000 mm、1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 000 mm，腰梁截面为1 000 mm×1 000 mm，第1道支撑加板厚300 mm，第2道支撑加板厚250 mm，立柱桩直径1 000 mm。

4 拆除方案分析

经过综合考虑周边建筑、通行、环保、地铁安全、基坑安全、工程进度等多方面因素的影响，决定对内支撑体系采用金刚石绳锯切割、水钻打孔机及金刚石圆碟锯切割相结合的方式拆除，并协调用叉车、塔吊及吊车将其运出场外。

本工程场地大致为长方形，内支撑体系为角撑及对撑，具备分区拆除的可能。经与基坑支护工程及主体工程设计单位协商后确定地下室分区办法，各区内支撑拆除施工工况单独考虑。经核算，每拆除1道内支撑所需要的时间包括楼板混凝土强度形成时间（设计院确定为7 d）、支撑梁拆除及外运时间（4 d）、临时支撑架体拆除及楼面清理时间（3 d），相比无内支撑体系需多耗费14 d。考虑到工期紧，决定塔楼所在区域的地下3层、第2道内支撑拆除及地下2层结构一并施工。因内支撑梁与塔楼区域结构不冲突，为尽可能节约工期，后续塔楼结构先行施工地下1层及以上结构，该区所在裙房区域按正常内支撑拆除施工工况进行施工。

按照内支撑拆除设计施工工况，完成地下3层顶板、地下2层顶板后各拆除1道内支撑，楼板强度要求达到设计值的85%；楼板施工后搭设支撑梁临时支撑架体，楼板混凝土结构达到设计强度后，用绳锯、碟锯、水钻打孔机相结合的方式将该道内支撑拆除，并运出场外。

5 施工技术

5.1 工艺原理

对支撑梁的切割采用绳锯切割，对加板的切割采用碟锯切割，对支撑板的吊装孔采用水钻打孔机钻洞[1]。工艺分别如下：

1）绳锯拟采用汉鹏207H型混凝土钻切设备全液压切割机进行无损静力切割，功率为22 kW。切割前先在结构上以打膨胀螺栓的方式固定切割机与导轮，切割过程中用水冷却，切割效率约为1.5 m2/h。由于部分边角结构无法采用绳锯切割，所以腰梁及局部小梁部位采用水钻打孔机打出φ100 mm工艺孔，再用绳锯切割。

2）碟锯采用HAG-12.2型金刚石圆碟锯，锯片直径0.8 m，进行无损静力切割，采用M16化学锚栓固定导轨基座，保持锯片切割运转平面和切割平面在同一平面内；切割过程中用水冷却，板厚0.3 m时切割效率为0.5 m2/h。

3）水钻打孔机采用SCY-3050B型带水源金刚石钻孔机，进行无损静力切割，采用M12膨胀螺栓固定钻机；切割过程中用水冷却。

5.2 支撑架搭设方案

5.2.1 第2道内支撑梁支撑架体设计

梁底支撑采用直插式支撑架的水平连杆、立杆、接长套筒及平托搭设，斜撑采用钢管、扣件搭设（图1）。采用双排立杆，居梁中设置，立杆底部设置0.15 m×0.15 m模板垫块，水平横杆沿竖向布置2道；斜撑布置方式为从梁左侧的立杆上部节点通过扣件与钢管连接，钢管伸至梁右侧楼板并与之成45°角，底部打入木楔子进行固定，另一侧立杆斜撑同此布置方法，每道斜撑的左右两侧斜撑处于同一立面。

图1 第2层支撑架体支撑示意

1）支撑梁截面尺寸为1.2 m×1.0 m时，梁底距离板面高度为1.1 m，立杆纵横向间距0.9 m；斜撑间距2.7 m布置1对；立杆长度为0.7 m，下部接1个长0.2 m接长套筒，上部平托伸出立杆顶约0.2 m顶住梁底。

2）支撑梁截面尺寸为1.0 m×1.0 m时，梁底距离板面高度为1.1 m。立杆横向间距0.6 m，纵向间距0.9 m；斜撑间距2.7 m布置1对；立杆长度为0.7 m，下部接1个长0.2 m接长套筒，上部平托伸出立杆顶约0.2 m顶住梁底。

3）支撑梁截面尺寸为0.8 m×1.0 m时，梁底距离板面高度为1.1 m。立杆横向间距0.6 m，纵向间距1.2 m；斜撑间距3.6 m布置1对；立杆长度为0.7 m，下部接1个长0.2 m接长套筒，上部平托伸出立杆顶约0.2 m顶住梁底。

4）支撑梁截面尺寸为0.6 m×0.6 m及以下时，梁底距离板面高度为1.5 m。立杆横向间距0.9 m，纵距0.6 m；斜撑间距3.6 m布置1对；立杆长度为1.3 m，上部采用U形顶托伸出立杆顶约0.15 m，上部沿梁截面方向放置双钢管顶住梁底。

5）对第2道支撑加板，板底距楼板高度1.875 m。立杆纵横向间距1.5 m；斜撑间距3.6 m布置1对；立杆长度1.6 m，上部平托伸出立杆顶约0.275 m顶住梁底。

5.2.2 第1道内支撑梁支撑架体设计

架体材质设计大致同第2道支撑梁支撑架体，仅做以下3点修改：

1）将斜撑与楼板面夹角修改为60°。

2）水平横杆道数同立杆上连接盘数量。

3）0.6 m×1.0 m及以下的梁架体设计：梁底距离板面高度为3 m。立杆横向间距0.4 m，纵向间距1.2 m；斜撑间距2.4 m布置1对；水平纵横杆及扫地杆采用扣件、钢管搭设，扫地杆距地0.25 m，纵横水平杆竖向间距1.2 m；立杆长度为2.5 m，下部接1个长0.2 m接长套筒，上部平托伸出立杆顶约0.3 m顶住梁底。

5.3 基坑监测

在拆除内支撑结构前以及整个拆除过程中进行基坑监测，做到信息化施工。在拆除过程中应对以下部位进行重点监测：

1）地面沉降监测：用精密水准仪、标尺在布置好的基点上进行监测，用本次监测标高减去上次标高为本次沉降量，减去初始标高为累计沉降量。

2）支护桩桩顶（冠梁）沉降和水平位移监测：在支护桩顶设置测点，在远离基坑位置设置基准点，用精密水准仪和标尺进行监测。

3）建筑物沉降位移监测：用精密水准仪在设置好的基点上进行监测。

同时，结合第三方监测的基坑周边水位变化及其他相关数据进行判断，若监测数据出现较大变化，应停止施工，待查明原因及处理完成后方可继续施工。

5.4 施工流程

现场支撑架体搭设并验收合格后便可以开始切割，按照支撑板单块起吊质量、下部支撑架体立杆位置划分板块位置并弹线，切割线距离立杆支点或支撑横杆的距离不得小于0.3 m，按照“支撑板→支撑连系梁→支撑主梁→腰梁”的顺序切割拆除。根据施工计划安排，拆撑顺序为：2区第2道南侧角撑→2区第2道对撑→1区第2道内支撑→2区第1道东南侧角撑→2区第1道对撑→1区第1道内支撑→3区第2道内支撑→2区第1道西南侧角撑→3区第1道内支撑（图2）。

图2 分区拆除平面

总施工流程：定位放线→对涉及要拆除区域的支撑梁、板等搭设支撑架体→机器进场准备→安全防护栏及水电→主、次梁的切割拆除→水平转运、吊装→废混凝土块吊装至清运车辆上外运→支撑架体拆除及外运→冲洗及清理→完工。

先采用金刚石圆碟锯切割支撑板，再采用液压绳锯机工艺切割梁，最后进行吊装运输。切割工作分区分步进行，完成之后分区分步进行吊装，吊装过程中要预防交叉施工过程中发生意外。

支撑板切割时，切割完成后在每块加板上用水钻打孔机钻1个吊装孔，直径为100 mm（图3）。

图3 板切割分块示意

支撑梁切割时，在支撑梁上按分段长度进行弹线，分段长度参照表1；注意到立柱桩处尽量靠近支撑梁加腋（图4）。

图4 支撑梁切割分块示意

腰梁切割时，先在腰梁按分段长度进行弹线，分段长度参照表1。在靠近支护桩处用水钻打孔机钻φ50 mm的工艺孔，穿入绳锯链条，安装固定完毕后将腰梁与支护桩切割分开，再沿腰梁截面方向将腰梁分段切割（图5）。

表1 构件切割分块长度

切割施工完成后，检查现场施工是否已达到预计要求，若未达到要求的需整改完成，偏差100 mm以内可采用人工风镐破除的方式，若超出100 mm则用切割机重新切割。达到要求后拆除支撑架体并堆码整齐，后续不可使用的外运出场，做到工完场清。

6 起重吊运部署

根据塔吊功率，塔吊半径30 m覆盖范围内按一次切割质量控制在4.9 t以内，切割体体积控制在1.88 m3以内；塔吊半径40 m覆盖范围内按3.4 t以内，切割体体积控制在1.3 m3以内；塔吊半径50 m覆盖范围内按2.6 t以内，切割体体积控制在1 m3以内。塔吊覆盖半径以外或塔楼覆盖范围内的支撑梁、板，先将其与支护桩（冠梁）相连部分分段切割开，再将其移到塔吊允许的起吊半径之内，再用塔吊吊运至场外运输车上。

图5 腰梁切割分块示意

腰梁、支撑梁/板先采用直插式支撑架和钢管搭设支撑架，待下层楼板强度达到85%后开始拆撑，切割后梁块用叉车运至相应塔吊下部大臂30 m范围内；加板用三角支撑临时支撑住，采用手动滑轮将已裁断的支撑（混凝土块质量控制在安全吊装范围内）轻轻放置在楼板上，再用叉车就近倒运（尽量不使用叉车长距离运输加板）至塔吊吊运范围内，最后用塔吊或吊车吊运出场。3区第2道支撑由于施工较晚，考虑在相应塔吊下部留1块板作为吊料口，3区第2道支撑拆除的块体用叉车转运至此处，再吊装外运。

第1道内支撑距离楼板面为3 m，普通5 t叉车无法叉运。结合工程实际情况，采用塔吊吊运，部分塔吊未覆盖区域采用静爆＋人工风镐的方式进行拆除。

内支撑拆除施工必须遵循“先换撑后切割；先拆连杆梁、板梁及加板，后拆主撑梁、腰梁；先搭支架平台，后拆除”的施工原则；内支撑拆除按单层单向的方式（即一个角落作业面出来，即拆除该角落）进行；为加快进度，如混凝土结构板面未达到预定强度，将采用在结构板面铺设钢板的方法，提高结构整体受力情况。

7 结语

本工程采用金刚石绳锯切割、水钻打孔机及金刚石圆碟锯切割相结合的方式对内支撑体系进行拆除，并协调用叉车、塔吊及吊车将其运出场外，节约了工期；基坑周边各项监测数据正常，基坑整体安全；达到了环保目标，未造成噪声、扬尘等污染，未出现周边投诉情况，响应了国家关于绿色施工的要求。

该施工技术的应用证明，塔楼结构不等第1道内支撑拆除而先行施工是可实现的，为后续此类工程的工期节约提供了方向及思路。