深基坑混凝土内支撑拆除施工技术

摘    要：钢筋混凝土内支撑因结构稳定、受力合理，在深基坑施工中应用十分广泛。但钢筋混凝土支撑在深基坑的应用，只作为一种临时性的构件，在主体工程进度推进中，除一部分是设计同意留存，其余部分将逐步拆除。其过程是回填、换撑、拆撑，交错进行，以保证基坑在整个施工过程中的稳定。

关键词：深基坑;内支撑;拆除

1  工程概况

某项目基坑开挖面积约为24252m2（以基坑顶边线计），基坑底周长约为770m，基坑顶面标高为-0.5m，基坑底面标高为-27.0m。

根据拆换撑的施工顺序及整体考虑，本项目将地下室结构划分为8个施工区段如下：A1段、B1段、C1段、C2段、C3段、C4段、C5段、C6段，其中A1段、B1段含有超高层塔楼及商业裙楼，C1～C6段为商业裙楼。

因工程体量较大，本文以基坑B1、C1、C2段北侧的钢筋混凝土内支撑拆除施工技术作分析研究。

2 工程特点与难点

2.1  工程特点

基坑北侧支护形式：钢筋混凝土板撑+斜撑+桩撑;⑴标高-4.25m以上部分为原有复合土钉墙，虽然已为稳定支护结构，但考虑到超过使用年限时间较长、大部分锚索已经失效，且基坑尚须下挖深度较多，另在C1段设钢筋混凝土板撑，厚度600mm，南北两侧对顶。

施工桩至第1道内撑梁底，钻（冲）孔桩灌注桩直径为f1200，间距1400mm;于标高-4.25m、-10.95m、-15.95m、-20.95m处设置4道钢筋混凝土内撑;新施工桩之间及新旧桩之间设置旋喷桩f600@400止水，桩长度穿过砂层，进入不透水层1m，桩长11m。

内支撑梁截面为1000mm×1000mm，腰梁截面为1200mm×1000mm。

2.2  工程难点

基坑北面内支撑桁架下弦杆与地下室侧壁碰撞，地下室侧壁与北面支护桩之间尚有约10m的空隙。北侧因为地铁地下空间（未建）侵占本项目建筑红线，造成基坑北侧内支撑桁架下无结构楼板，拆撑时无法提供楼板作业平台。

基坑北侧四道混凝土支撑桁架下弦杆件与地下室侧壁碰撞，阻碍地下室结构向上施工。

3  换撑技术方案

3.1  总体思路

根据各地下室楼层、各剖面的施工环境及内支撑梁板设计特点，总体上制定“先换撑、后拆撑”的原则。支撑拆除作业前，必须坚持支撑回顶替换闭合的原则。施工工艺上制定以“液压绳锯静力切割”为主、“静力爆破”为辅的施工方法。基坑北侧因各道混凝土内支撑下均无楼板作为换撑施工、拆撑施工的作业平台，故为了降低换撑、拆撑难度以及提高操作安全性，拟在北侧狭长空间采用满堂红钢管支撑搭设操作平台，桁架下弦杆可以用液压绳锯静力切割，其余部分支撑梁板拟采用静力爆破。

3.2  拆撑顺序

（1）拆撑平面分为：拆撑顺序在竖向由下而上进行，随主体结构施工层层推进。施工顺序跟随换撑构件的施工顺序。（2）对称拆除具体顺序：由基坑内向基坑外边逐层拆除，先断连系梁，再断主梁，从两边向中间开始拆除。（3）角撑拆除具体顺序：由基坑内向基坑外边逐层拆除。（4）每跨支撑拆除时，应先将两端支撑梁与腰梁连接节点切割，避免钢格构柱承受单向力的作用，拆除时由两端同时向中间开始拆除。拆除每跨支撑梁时，先拆除连系梁，再拆除主梁。（5）平面流向：本项目的拆撑需根据地下室各区块的施工顺序进行先后拆除，地下室结构施工的大致流向为：B1段→C3段→C2段→C1段→C4段→C5段→C6段→A1段。其中B1段施工相对独立，C2段与C3段必须保证错层同步（即结构总是相差不超过一结构层）。（6）垂直流向：各区段向上进行结构施工前均需拆除阻碍的混凝土支撑梁板，同样是必须先换撑，后拆撑。（7）地下室结构施工时，在每层钢格构柱位置，按图纸要求留后浇块，并在洞口处设置加强钢筋，在拆完最后一道钢筋混凝土内支撑后，开始从上往下分段拆除钢格构柱。

3.3  换撑方法

根据“先换撑、后拆撑”，需同步提前换撑。具体如下：（1）根据f609×16钢管支撑的理论重量为235kg/m，故在操作平台上进行拼装时，线荷载为2.35kN/m。（2）拟采用钢管满堂脚手架操作平台作为拼装操作平台，利用2个5t的手拉葫芦进行起吊定位、焊接及安装，手拉葫芦支设在上一道内支撑梁上（桁架腹杆上）。（3）操作平台距离钢支撑底约100mm～200mm，钢支撑在操作平台上拼吊装。（4）根据换撑图纸，在基坑侧壁与楼板相交处、支护桩新施工的腰梁上设置调整混凝土牛腿，混凝土牛腿具有倾斜角度。（5）钢管支撑的拼装场地设置在洞口附近的操作平台面板上，拼装时需要在钢管下面垫2m长的50mm×100mm双木枋，木枋侧放，以均摊荷载作用。（6）第1道～第3道钢管支撑必须分段吊运至平台上，再拼装，然后借助2个5t葫芦吊就位安装。（7）钢管定位后，地下室侧壁端和支护桩腰梁上利用吊环（f32）和钢丝绳拉吊，同时用七字钩卡在砼牛腿上端面。（8）钢管支撑悬挂固定后，在活络端利用液压千斤顶施加预应力，将钢楔子打入活络端，顶紧侧壁与支护桩，待稳定后，卸载千斤顶。（9）本项目所有部位的钢管支撑均在在整个地下室结构施工完成后，侧壁进行回填土的过程进行逐层拆除回收。（10）如果按等间距布置钢支撑时，遇到侧壁后浇带，则换撑混凝土牛腿适当向旁边偏位，以避开后浇带。

3.4  关键技术参数

（1）普通混凝土干表观密度为2000kg/m3～2800kg/m3，经设计单位确认，现场钢筋混凝土密度采用2510kg/m3，分段切割支撑梁的长度应小于2m，所以分段切割后的混凝土块重量不超过5.1t。塔吊（型号：永茂STT553，大臂60m）的塔吊末端吊重6.3t，符合起吊要求。其他区域的分段切割长度，应在塔吊或其他吊装设备的允许起吊重量范围之类。（2）混凝土支撑梁切块重量5.1t，经查表计算得出：钢丝绳的选用直径为20mm的钢丝绳。不允许单根钢丝绳起吊。（3）选择起重量为10t（型号为T（8），销轴螺纹为35）的D型卸扣作为本工程吊装的卸扣。（4）本项目选用7t叉车现场转运切割后的混凝土块，在叉车行走路线的正下两层楼板，利用结构施工时的支撑系统进行回顶，即支架后拆。（5）根据f609×16钢管支撑的理论重量为235kg/m，本项目钢支撑最大安装长度为9.7m，故钢管支撑最大重量约为2.3t，符合塔吊起吊量范围。（6）采用不小于5t的吊装葫芦，用2个葫芦箍紧切割出来的混凝土块。吊装葫芦安装在上一层的混凝土支撑梁上。（7）混凝土块吊装出基坑时，采用两根钢丝绳起吊，每根钢丝绳距离砼块端头的距离不大于L/4，并且为了保护钢丝与混凝土块的阳角摩擦而损坏，在钢丝与混凝土块周边阳角的接触部位绑扎橡胶保护套。一旦发现钢丝绳损伤程度不符合规范要求的，立即更换。（8）汽车跑道因侧壁换撑，需要在换撑传力方向（一般是车道两侧）用换撑钢管进行提前对顶。（9）回填材料应按图纸计要求，如果是采取碎石混合料，要控制好含泥量。经业主同意，局部地下室侧壁离支护结构距离小的部位，可以采用C15素混凝土回填。

4  结束语

本项目基坑支护的监测报警值为30mm，拆撑期间基坑无报警，处于稳定状态，保证了施工进度、质量。因钢筋混凝土内支撑影响地下室主体结构向上施工，属于关键工序，通过换钢管支撑，采用液压绳锯静力切割内支撑与静力爆破切割，在保证安全的前提下，能有效缩短工期约3个月，经济方面也节省管理费用至少上百万元。

参考文献：

[1] 王弘.复杂环境下深基坑内支撑换撑施工的研究[J].建材与装饰，2019（28）：13～14.

[2] 王文秀.試论建筑工程深基坑内支撑支护施工工艺[J].四川水泥，2019（6）：266.

作者简介：

高立军（1976—）男，工程师。