深基坑有限空间内支撑拆除方案优化

2018-10-10张善壮董福永李永虎

建筑施工 2018年6期

关键词：碎块槽钢红线

张善壮董福永李永虎

中建八局第二建设有限公司山东济南 250022

1 工程简介

某甲级写字楼工程，地下5层，基坑深度24.7 m（局部25.7 m），基坑面积约4 208 m2，内支撑共4道，支撑梁截面尺寸最大为2.0 m×1.2 m，最小为1.0 m×0.8 m。

周边环境情况如下：

1）用地北侧：城市某主干道。用地红线距离主干道辅道约17 m，距离最近的电力管线4.5 m。

2）用地南侧：为某在建甲级写字楼。桩基础，正在进行主体施工，距离用地红线超过30 m，其基坑采取上部适当放坡＋支护桩＋预应力锚索＋止水帷幕的支护结构，局部锚索已进入本场地红线范围。

3）用地西侧：城市道路。城市道路与主干道立交，用地红线距离道路约33.7 m，距离最近的管线（给水管21 m。地铁线路盾构结构距离本用地红线最近77 m。

4）用地东侧：为变电站的未开工地块。用地红线距离最近的电力管线24 m。

5）场地内部：场地内仅北侧有宽6～8 m道路，可以布置汽车吊等大型机械。

2 深基坑内支撑概况

深基坑支护在－2.65、－8.25、－13.55、－18.55 m（支撑梁中线标高）处共设4道钢筋混凝土支撑梁，由于基坑形状呈扇形，支撑平面为椭圆环形支撑＋角撑（图1、图2），半径分别为25 m和30 m，支撑梁尺寸分别为1.0 m×0.8 m（第1、第2道）和1.2 m×1.0 m（第3、第4道），环梁尺寸分别为1.6 m×1.2 m（第1、第2道）和2.0 m×1.2 m（第3、第4道）。

图1 支护平面布置示意

3 原支撑拆除方案的影响

原设计方案支撑梁拆除的方式为静爆拆除，先凿除支撑梁表面的钢筋保护层，气焊烧断支撑梁箍筋，大面积静爆前先做试爆，主要测试钻孔孔距、孔深、装孔药量、膨胀剂药效等，取得参数后调整施工方案；期望形成20 cm×20 cm×20 cm混凝土块段，并粘连在支撑梁钢筋上。然后人工再用风镐等工具将静爆后的混凝土块从钢筋上剥离、用氧焊将连接钢筋割断，人工将混凝土碎块清运出场。

对原方案，不仅需由具有相关爆破资质的单位进行操作，同时混凝土碎块较多，体量过大，人工剔凿配合较多，且由于场地限制，需人工搬运混凝土碎块至北侧再进行转运，无法满足施工进度要求。

图2 基坑支护剖面示意

4 解决方案

选用新型设备，采用绳锯切割机进行支撑梁切割，技术人员使用BIM技术将支撑梁分别进行切割模拟，每块支撑梁重约8 t，使用10 t叉车将混凝土块在基坑内转运至北侧，在北侧道路上布置100 t汽车吊将混凝土块吊出，直接装车外运。该种方案不仅避免产生大量混凝土碎块，给环境造成压力，同时减少了人工工作量，支撑梁成块状外运，大大加快了施工进度。

为实现上述方案，需解决切割后支撑梁的支承方式问题。建筑行业常规的支承结构为搭设钢管满堂脚手架，但由于受到工程的工期制约，满堂脚手架安拆缓慢，无法及时为后续正式结构施工提供工作面。同时，支撑梁与正式结构楼板间距分别为2.45、1.60、1.80、0.60 m，均无法使用标准构件，对钢管材料浪费较大。因此施工单位优化支撑体系，根据不同间距，采用10#槽钢在场外加工制作不同高度的定型化马凳（图3）。在场外提前加工制作，不仅在工期上有所保障，同时避免了场地狭小的约束。在施工过程中，各个部位周转使用，提高了材料利用率，并且使用方便，大大提高了施工效率。

图3 定型化槽钢模型

5 优化后的实施效果

将原支撑梁拆除采用的静爆优化为绳锯切割：减轻了大量混凝土碎块的外运及清理压力，混凝土块外运车次减少近50%，不仅减小了建筑垃圾的堆积体量，且节约了成本；同时混凝土块切割后外运及槽钢马凳的使用，大大提高了施工效率，可提前30 d完成4道支撑梁拆除工作。

6 基坑支护监测

为保证基坑稳定和安全，在施工过程中，必须对基坑土体、支护结构、相邻建筑、管线和道路等进行监测。

1）基坑顶部水平位移≤30 mm，沉降≤40 mm。

2）周边地表沉降按照30 mm控制；管线差异沉降不大于20 mm，对于燃气、给水等重要管线，预警值为25 mm或变形速率超过3 mm/d时，也要及时进行预警。

3）周边多层建筑物基础的局部倾斜按照不大于0.3%控制，整体倾斜按照0.4%控制。

4）监测工作应由有资质的第三方监测机构进行。当坡顶、地面或周边管线出现异常时，应及时与设计方、建设方和监理方联系并采取应急技术措施。

7 创新点

将支撑梁静爆拆除优化为绳锯切割的方案，综合考虑了施工场地狭小、支撑梁体量大、施工效率、工期紧张、成本控制等因素，前瞻性地提出了切实有效的深基坑有限空间支撑梁拆除的方法。绳锯切割机以及定型化槽钢马凳的使用，不仅有效地解决了城市中噪声、扬尘、建筑垃圾处理等环保问题，更为深基坑支撑梁拆除施工寻求到了一种更高效、安全的方式，解决了拆除作业空间小、基坑深度深导致的施工效率低的问题，最终实现了施工组织方案上的一次创新。