深基坑混凝土内支撑拆除施工技术的应用研究

罗艳平

（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司 苏州相城 215131）

0 引言

就深基坑支撑拆除工作而言，往往具有危险系数高、施工工期紧等特点，一些深基坑的开挖面积达到了数万平米，开挖深度超过了20多米，具体拆除期间难度极大。另外，拆除过程中还要加强对周围居民、环境的保护。因此，拆除施工中要将机械拆除与爆破拆除等方法结合，降低内支撑拆除施工的难度与工作量。

1 当前常用的深基坑内支撑拆除工法

一般来说，目前对于深基坑混凝土内支撑结构的拆除主要用到以下几种方法：其中，爆破法、机械拆除法最为常见。此外，风镐破除法、人工拆除法也偶尔被采用。由于不同拆除方法各具优缺点，因而施工期间应结合工程实际状况做好拆除工法的选用。

1.1 爆破法

采用爆破法进行施工时，首先需要搭设施工支架，之后还要钻眼装药。上述工作结束后，要按要求做好爆破防护工作，爆破完成之后要进行及时的清理。采用爆破拆除法的费用较低，拆除速度较快（约120m3/d，每天按10h计算，下同）。但是，该方法的审批手续相对复杂，并且要与当地环保部门以及周边居民进行大量的协调工作。此外，由于爆破瞬间应力会突然释放，因而可能对基坑内衬结构造成破坏。具体施工期间，应注意以下要点：

1.1.1 合理设计爆破参数、准确计算装药量

对于不同结构的深基坑内支撑而言，它们在布筋方式、位置以及爆体结构方面有着较大的差异，因而爆破施工期间应合理设置爆破参数与等级。同时，还应遵循密孔少药的原则，切实提高爆破施工的效果，降低爆破有害效应的不利影响。

1.1.2 布孔设计

在进行布孔设计时，需要对以下两部分的设计工作引起重视：排间距、孔深。具体设计时，要对钻孔的孔径大小以及所用炸药的品种做出研究，同时还要对爆体结构的强度等因素进行分析。当前，布孔设计中多采用梅花形布孔，如果爆体的宽度不超过60cm，那么可以布设1～2排孔，并在同一截面上可以只布设一个孔；如果宽度介于0.6～1.4m之间，那么布孔时可以布设3～4排孔，并且要在同一截面上布设2个孔。最后，如果宽度超过了1.4m，那么应按要求布设5排以上的孔。需要注意的是，在同一截面上最好布设3个孔。具体布孔期间，可根据现场的实际情况做出适当的调整。

1.1.3 装药与网路设计

总体而言，孔内宜使用连续装药的结构形式，并且药包要位于炮孔的底部位置处。在进行起爆雷管的安装时，要确保雷管伸入到装药全部深度的1/3～1/2位置处。装药结束后要做好填塞工作，所选用的材料大多是含有部分粘土的黄沙材料。另外，也可根据施工现场的具体情况选取合适的填塞材料。具体填装期间，要分层装入，并且要使用木棍分层捣实。最后，上述工作结束后要进行网路设计。为确保起爆网路的可靠性与安全性，设计工作宜采用孔外毫秒微差延期网路。

1.2 风镐破除法

拆除施工期间，首先要搭设支架，并利用人工风镐进行混凝土结构的破碎。这一期间，要结合气焊切割施工，以便快速地拆除内部钢筋。一般来说，采用这一拆除施工技术的工效能够达到25m3/d左右。该施工方法的安全度相对较高，施工期间产生的振动较小，因而不会对基坑产生严重的变形破坏。但是，采用这一施工技术需要对现场的人员、设备进行严格的管理，并且施工进度相对较慢。

1.3 机械切割法

与上述拆除技术相同的是，采用机械切割技术首先需要搭设支架，同时要将内支撑底部顶紧。之后，就可以着手开展分段切割施工，所拆除的碎石通常借助吊车吊出。该工法的工效可以达到54m3/d左右，并且施工期间不会产生噪声与灰尘污染，对于施工现场与周围环境能够起到很好的保护作用。但是，采用切割法施工时会增加施工成本，具体施工期间应注重多种拆除施工技术的结合使用。

1.4 炮机破除法

在应用炮机破除技术进行内支撑拆除施工时，首先应进行炮机坐落平台的垫设。具体施工期间，可以利用炮机进行混凝土的破碎，同时配合人工气焊技术进行钢筋的切割。这样一来，就能显著提高拆除效率。拆掉的碎渣可以利用挖机装吊斗，并借助汽车运出。该技术的工效能够达到47.5m3/d。如果利用该技术能够节省成本，但是施工进度相对较慢，并且施工期间产生较大的振动，甚至可能引发基坑变形问题。

1.5 人工拆除

在一些细部构造中，通常需要借助人工拆除的方法。该方法可以对建筑结构起到很好的保护作用，但是，施工期间需要投入大量的人力、财力，并且对施工人员的自身安全有着较大的威胁。

2 案例分析

2.1 工程概况

某建筑的占地面积为18931.0m2，其中深基坑的面积达到了17150m2。该深基坑使用的支护方式为常见的“排桩+内支撑+锚索”。在支撑平面中，采用的是双圆环形式。在该工程中，内支撑截面的最大尺寸为1700mm×800mm。另外，钢筋采用的是φ28，φ25以及φ12。此外，支撑梁所使用的混凝土等级为C30，环撑结构采用的是C40。需要注意的是，在本工程中内支撑混凝土使用的方量相对较大（20000m3左右），并且内支撑混凝土的强度等级为C40，混凝土内部分布着大量的钢筋（3000t左右）。

2.2 拆除施工技术研究

2.2.1 拆撑顺序

具体拆除施工中，考虑到后浇带的位置较为特殊，因而拆撑工作中总体上自东向西进行依次拆除。同时，拆除期间合理组织拆撑与下部结构的流水作业。另外，拆除施工中遵循对称拆撑的重要原则，在进行每个区域的支撑大面破拆工作之前，安排专门的施工人员对连系梁和腰梁进行断开。这样一来，可以使应力得到有效的释放。之后，再组织人员将主梁和腰梁、压顶梁进行断开，同样使得应力得到有效的释放。其中，图1所展示的是应力释放平面图。具体施工期间，统筹安排各类拆除工法，并对现场的人员、设备等进行严格的管理与协调。

图1 内支撑拆除施工应力释放平面

2.2.2 方案选择

在进行拆除工作之前，主要拟定了三种不同的施工方案。方案一：该工程可采用的拆除方法以机械拆除为主，并辅以人工拆除等众多方法。施工时，先利用机械（镐头机等）进行施工作业，在一些机械无法到达的位置，以人工空压机辅助施工，进而对内支撑进行有效的凿除。方案二：施工期间还可用到静力爆破技术。由于氧化钙爆炸过程中会产生较大的膨胀压力，因而混凝土会出现径向裂变，最终产生破裂的现象。相对于其他拆除工法而言，静态爆破技术的安全性、可靠性相对较高，同时施工期间不会出现飞石问题，也不会对周围建筑结构和土体产生剧烈的振动，因而施工具有较高的安全性。方案三：施工时还用到了爆破拆除技术。该技术应用期间自下而上分层实施。首先，施工时应先在设计点位处进行支撑梁的全部切断。之后，再利用分段微差松动爆破工法进行拆除。技术人员在分析了现场的具体情况之后，最终决定采用方案一，施工时重点对支撑梁换撑进行严格把控，并协调各部门做好渣土的转运。

2.2.3 环境监测

监测工作的重点是周围环境的污染以及基坑的扰动程度，通过做好环境监测，可以为拆除工作提供一定的技术指导，同时还可及时了解到内支撑的内力变化状况与变形状况。在本工程中，重点监测的是卸荷阶段内力分布状况以及重分布状况，并对监测数据进行了及时的汇报。

3 结束语

在进行深基坑的开挖与支护阶段，通过混凝土内支撑结构的应用能够提高施工效率、缩短施工周期，同时还能节省15%～20%的建筑材料。但是，在进行拆除工作时应引起技术人员的重视，根据现场实际状况选取科学有效的拆除技术，尽可能降低施工期间对周围环境的破坏。