关于深基坑内支撑拆除安全技术措施的探讨

张伟斌 张良磊

摘要：随着城市建设的高速发展，城市空间越来越密，超高层建筑如雨后春笋般涌现，深基坑工程越来越多，基坑“深”、“大”、“紧”、“近”的特点日益突出。常见的基坑支护形式有：排桩支护、桩锚、地下连续墙、土钉墙、基坑内支撑等，其中钢筋混凝土内支撑在超大深基坑中的应用较为普遍，这种支撑形式可大大提高基坑的稳定性，但是深大基坑混凝土内支撑拆除一般都体量巨大、工期要求紧，特别是处于城市闹市中心、周围建筑物密集的条件下，如何保证拆撑过程中有效控制基坑变形、对周围环境的影响、主体结构成品保护、以及施工人员机械的安全更具有重大意义，本文将结合工程实例对内支撑拆除的安全技术措施进行阐述。

关键词：超高层;深基坑;内支撑;拆除;安全技术措施

深基坑对支护结构的要求越来越高，采用钢筋混凝土内支撑在保证基坑边坡安全的同时还能满足基坑变形控制的要求，它具有刚度大、变形小、能有效控制挡土结构的变形和周围地形的变形，但拆除内支撑成为直接影响基坑稳定性的重要因素。

常用拆除方法有爆破拆除、绳锯切割拆除、静音爆破拆除、人机配合凿除等。从基坑变形控制、安全、质量、成本和工期进度等角度考虑，机械破除法仍是目前较为常用的内支撑拆除方法，所以如何控制机械拆除内支撑过程中的基坑安全、机械设备人员安全、主体结构安全和周边建筑物安全以及文明施工具有重要的现实意义。

一、工程概况

（一）基坑支护概况

本工程地处福州市台江区北江滨CBD闹市中心，且与在建地铁站相邻，周边有超高层办公楼和住宅小区。基坑占地面积约4.6万m²，基坑总周长约1500m，分为两个地块建设，均设有三层联体地下室，基坑最大开挖深度超过16.0m，基础为灌注桩基础。基坑支护形式为：钻孔灌注桩支护桩+三道钢筋混凝土内支撑，并有三轴搅拌桩挡土止水。内支撑采用钢筋混凝土对撑、角撑、圈梁和腰梁，将基坑周围的水平力传递平衡，竖向采用角钢格构柱作为基坑竖向受力体系，承担结构自重。支撑梁有1600x1100、1600x1000、1600x900、1000x1100、1000x1000、900x1100、900x1000、900x900、800x900、800x800mm多种截面尺寸。

地下室与支护结构的关系如下图所示：

换撑是将围护墙的荷载传至主体结构的底板、楼板，或通过对围护墙与主体结构外墙间空隙回填将围护墙的外力通过主体结构外墙传至楼板，最终使基坑处于稳定而地下室结构逐渐达到永久受力时的状态，因此换撑设计对于内支撑拆除极为重要，是基坑设计和施工的重要环节，本工程采用的是在底板和楼层板标高位置设计钢筋混凝土短柱（一桩一柱）。

（二）拆撑方案的选择

本工程处于闹市中心，周边环境所限，基坑边距离周边建筑物仅约8m宽，面积广、内支撑呈不规则形状布置，难以采用爆破拆除等方法，且工期要求高，每道内支撑拆除工期须控制在15天以内，从进度、成本和安全方面综合考虑，采用以机械破除的方法，破撑设备为轮式炮头机、履带式炮头机，机械破除法成本较低、工艺成熟、施工灵活、便于控制、施工速度较快。但此方法同样存在以下弊端：由于炮头机重量大，对楼板和支撑架要求高，噪音大，扬尘控制要求高，夜间无法施工，砼渣清理困难，成品保护要求高。因此采用此方法拆除内支撑，安全文明施工控制技术为第一要点。

（三）拆撑的原则

（1）严格按照先换撑后拆撑的顺序施工，严禁跳过换撑而拆撑;（2）确定拆除顺序，拆除顺序应与支护设计工况一致;（3）按对称拆除、平衡受力、先拆除的杆件能将本身承担的水平力有效传递至换撑构件上等原则，确定支撐梁的拆除顺序。（先拆角撑，再拆对撑）;（4）做好基坑监测和应急措施;（5）做好支撑拆除时对已施工地下室及周边环境的保护措施。

二、机械破除法内支撑拆除工艺

（一）总体施工流程

地下室底板结构、换撑完成（达到强度要求）→拆除第三道支撑→地下室二层结构、换撑完成（达到强度要求）→拆除第二道支撑→地下室一层结构、换撑完成（达到强度要求）→拆除第一道支撑→拆除格构柱（自上而下）。

内支撑构件的细部拆除顺序：先拆连续梁、角撑，再拆大对撑，最后拆除腰梁。

（二）机械破除工艺流程

人材机进场→大型汽车吊吊放炮头机→楼板面保护→拆除支撑次梁→拆除支撑主梁→钢筋、砼分离→整理废钢筋→渣土归堆→渣土装车外运→施工完毕退场。

（三）钢筋切割整理流程

炮头机凿除支撑混凝土→气割工人准备气割工具→安全距离切割支撑上层钢筋钢筋→待混凝土大部分脱离支撑后切割最下层钢筋→废旧钢筋整理归堆→吊装外运。

（四）渣土清理流程

人工清理渣土→小挖机清理→人工归堆→小铲车归堆→渣土堆放到指定的区域→汽车吊、挖机吊运装车→渣土外运。

三、内支撑拆除安全管理技术措施

（一）作业人员和设备的管理

1、选择合格的专业拆除单位，检查进场人员的证件，操作人员的上岗证必须合格、齐全。

2、作业前，对操作人员进行详细的书面安全技术交底，技术负责人到现场指挥施工。

3、作业人员必须佩戴安全帽、口罩、安全带等防护用品。

4、机械设备进场前，需证件齐全，进行报验，做好保养、验收工作，确保设备正常运转。

（二）拆除作业时的控制要点

1、作业时要有专人负责指挥，并设立警戒线;在凿除过程中，严禁站在已经割断梁主筋的支撑梁上进行凿除。

2、每条梁拆除保持连续施工，再进行下一条梁。采用分段拆除，每段约4m，每次拆除支撑梁的长度按1.0m长度控制，确保荷载满足要求。凿除破碎要均匀，保证掉落的砼块径不大于250mm，及时将拆下的砼块清除。

3、支撑破碎时不得损坏栈桥结构体系;在破拆与栈桥相连构件时，须先将该构件与栈桥断开脱离后方可进行破拆。

4、格构柱拆除

因在第一道支撑拆除前，钢立柱不拆，钢立柱仍处于受力状态，故严禁炮头机直接打在钢立柱上，切割钢筋时，机具不准损伤钢立柱。

第一道内支撑梁拆除完成后，开始拆除钢格构柱。拆除顺序应自上而下进行，使用乙炔焰进行分段切割，分段每段不超过1.5m，如分段过长分离时容易侧翻且吊重有限，将切割分离后的钢构柱用叉车转运至吊车工作半径范围内，最后从预留的吊料口用塔吊吊出基坑。

5、对于机械无法拆除的部位，采用人工风镐破碎法配合，作业时两人一组，沿切割线用风镐先剥开四周箍筋，氧乙炔进行切割回收;而后由上而下进行破碎，遇到钢筋即进行切割，边破碎混凝土边切割钢筋。

（三）拆撑机械停放及保护措施

1、炮头机停放在结构楼板位置时，须事先对结构办和下部的模板支撑体系进行受力复核;其下的模板支撑体系不得松动，混凝土结构强度必须达到要求的设计强度（本工程为80%）;破撑机械停设位置下、移动路线的板面上须采取铺设钢板、厚木板、废橡胶轮胎等保护措施。

2、当炮头机停设在支撑梁面上，机械停设位置下、移动路线的第一道支撑梁面应铺设钢梁或路基箱等措施。路基箱设于后一跨，独立于当前拆除跨，在拆除无栈桥板的支撑梁时，需在支撑梁上架设的工字钢上行走，工字钢梁应与支撑梁固定牢固。

H型钢梁、路基箱可按如下方式组合铺设：

①破碎机之下的平台由H型钢梁满铺构成;

②破碎机之下的平台由路基箱满铺构成;

③破碎机之下的平台由H型钢梁做平台梁，路基箱做平台板满铺构成。

（四）周边警戒与监测

拆撑区域拉设警戒线封闭，根据不同区域操作平台的划分，用警戒线将机械操作区域分开，破碎区域周边4米范围内设置隔离带，并挂设警示牌。派专人在操作之前必须检查操作环境是否符合安全要求，道路是否顺畅，严禁非施工人员进入场地。待该区域砼基本破碎完成后即可进入区域进行分离钢筋和清理的施工。

拆除过程中，加强基坑支护的监测，每天监测一次，有突变的情况下，增加监测次数，对基坑变形超过警戒值的应立即停止施工，分析原因、采取措施。

（五）结构成品保护

拆除物清运需预留好行车通道和砼渣堆放场地，混凝土渣块、废钢筋等采用小型机械加人工清运归堆，然后采用汽车吊、长臂挖掘等大型机械将堆放好的砼渣从基坑内转移到运输汽车上，最后运到场外指定地点。同时，在塔吊吊装能力范围内可考虑利用塔吊吊运部分砼渣，以便加快基坑内的清场进度。

1、楼板成品保护

在炮头机停设位置下、移动路线的板面上和破碎区域3m范围内须采取铺设钢板、厚木板、废橡胶轮胎等，待机械就位后按规定的顺序开始对混凝土支撑进行拆除，破碎的混凝土块大小一般控制在25cm内，避免因混凝土块过大坠落底板上，造成结构损伤。

清运混凝土垃圾时应平铲，尽量避免在混凝土面上铲出划痕，确保不对混凝土板造成损坏。

2、墙柱竖向预留钢筋保护

砼块破除时极容易造成竖向预留钢筋的破坏，为防止破碎掉落的混凝土块将预留钢筋砸弯，需事先在有竖向钢筋的上方搭设防护棚;严禁将大块构件混凝土破除落下，应尽量完全破碎成小块状;同时避免机械碰撞或压弯预留竖向墙柱钢筋，由专人负责指挥施工机械的行走路线，禁止其移动时靠近竖向钢筋;落入墙柱竖向钢筋内的渣块进行人工清理。

（六）后浇带与预留洞口防护

后浇带要在破碎前用模板覆盖，防止混凝土渣掉入;安装预留洞口处用模板覆盖，并在外围用警戒线设置醒目标志，除防止混凝土渣掉入外，还要防止机械车辆、人员掉入造成安全事故。

破撑机械停设处及移动路线上的后浇带上应铺垫钢板，尽量避免将机械停放在后浇带。

楼梯洞、吊装洞等尺寸较大的洞口位置需采用铺设型钢+废旧轮胎和钢板的方式进行防护。

四、内支撑拆除环境保护措施

（一）垃圾、排污管理措施

1、施工过程中，车辆往返频繁，对驶出工地的车辆需派专人在大门出入口冲洗平台处进行冲洗清扫，防止污染交通道路。

2、现场施工所排污水，应先集中经过临时沉淀过滤后方准排出，防止堵塞排水沟。

3、施工过程中，教育工人做到完工料净、场地清，并将建筑垃圾及时清理运走。

4、破除下来的砼渣、钢筋需分块堆放，且不得集中堆载，防止荷载过程对楼板造成损害，钢筋处理好进行回收。

5、对每一部离开工地的废渣清运车辆用高压水枪对其轮盘进行清理，严禁将渣土带到周围公共道路上，运输车辆堆砼废渣不得过高，防止车辆颠簸将砼废渣倾倒路面，造成不良影响。

（二）扬尘控制措施

1、天气干燥时，支撑拆除区域进行适量洒水，破碎机上最好安装自动喷水装置，若无需派专人对破碎点进行喷水降尘。

2、渣土集中堆放，必要时将现场渣土进行围挡和覆盖;

3、场地内车辆行驶区域，专人清扫冲洗。

4、使用炮头机进行混凝土块分层破除时，适时在内支撑梁凿打处喷水，减少粉尘量。

5、为避免粉尘飞扬，除装混凝土碎块前应使用专用水管向碎块堆上洒水使其湿润外，另在装载机上安设喷雾器，边装渣边洒水。

（三）噪音控制措施

1、根据施工项目现场环境的实际情况，合理布置机械设备及运输车辆进出口。

2、合理安排施工机械作业，高噪声作业活动尽可能安排在不影响正常生活的时段。

3、对于高噪声设备附近加设可移动的简易隔声屏，压缩机要性能良好及尽可能低音运转，并要安置在远离临近房屋的地方。

4、选用环保型的低噪音排放施工机械，做好机械保养和降噪措施，对机械设备连接部位加润滑油处理减少机械摩擦噪音，减少噪声对周边环境的影响。

5、离高噪声设备近距离操作的工人应配戴耳塞，以降低高噪声机械对人耳造成的伤害。

6、教育、督促施工班组工人在施工中做到轻提轻放，严禁随便乱扔、乱敲工具和材料，杜绝不必要的噪音产生。禁止在施工作业过程中从高空抛掷铁器等施工材料及工具而造成的人为噪声。

五、 结语

综上所述，在深基坑内支撑拆除工作量巨大、工期紧张等情况下，必须制定安全可靠的技术方案，严格按照拆除顺利和方法进行施工，加强支撑及基坑监测工作，落实安全文明施工技术措施，确保拆除作业的安全、稳定，更要注重减少对周围环境的影响，这对基坑施工的安全保障尤为重要。

参考文献：

[1]JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程[S]. 中国建筑工业出版社.

[2]JGJ147-2016，建筑拆除工程安全技术规范[S]. 中国建筑工业出版社.

[3]常化勇，不规则多边形深基坑的钢筋混凝土内支撑拆除技术[J].建筑施工.2014（03）

[4]駱祥平，深基坑混凝土内支撑拆除技术在工程中的应用[J].江苏建筑.2013（05）