超大规模内支撑拆除的安全保障与效率提升

唐作凤 崔 苗

中国华西企业有限公司 广东 深圳 518034

1 工程简介

1.1 项目概况

罗湖区翠竹街道水贝村城市更新单元（02、03、05、06地块）施工总承包工程位于深圳市罗湖区文锦北路以东，水贝二路以南，总占地面积43 833.36 m2，总建筑面积621 465.96 m2，是集商业、办公、住宅、公寓、保障房、回迁房、幼儿园、公交首末站等于一体的大型综合体工程。地下室4层、裙楼3～4层，塔楼9栋，其中4栋塔楼为装配式建筑，建筑高度最高的一栋为246.3 m。

1.2 内支撑概况

基坑深度19.4～25.4 m，02地块内支撑4道，03、05、06地块内支撑3道，06地块为独立基坑，02、03、05地块为一个大坑，03、05地块双环撑及相连角撑和对撑整体组合受力。支撑梁截面有1 800 mm×1 000 mm（环撑）、1 600 mm×1 000 mm（环撑）、1 200 mm×900 mm、1 200 mm×800 mm、1 000 mm×900 mm、1 000 mm×800 mm，支撑板厚250～350 mm。支撑梁底距离楼面高度分别有650、1 350、1 750、1 950、2 150、2 450、2 550、2 650、3 150 mm等。

地下室底板与支护桩之间设置厚500 mm的C30素混凝土换撑带，楼层标高位置地下室外墙与支护桩之间设400 mm×600 mm换撑梁，间距3 000 mm。

支撑立柱有格构式型钢混凝土圆柱、钢筋混凝土圆柱、钢管柱、钢格构柱、钢筋混凝土方柱等多种，支护桩为桩径1 200 mm的咬合桩。

2 内支撑拆除分区及顺序

2.1 竖向顺序

底板及换撑带→负4层及换撑梁→拆第4道撑→负3层及换撑梁→拆第3道撑→负2层及换撑梁→拆第2道撑→负1层及换撑梁→拆第1道撑（仅02地块有）→拆支撑立柱

2.2 水平分区与拆撑顺序

各地块拆撑顺序如图1所示。

图1 水贝村城市更新项目内支撑分区顺序

05地块拆撑顺序：1区、2区→3区、4区→5区。

03地块拆撑顺序：6区、7区→8区、9区→10区。

02地块拆撑顺序：11区→12区→13区→14区→15区→16区→17区。

06地块拆撑顺序：18区→19区→20区→21区。

3 双环撑卸载方法

由于双环撑及与之相连的角撑和对撑整体组合受力，所有的力传递到环撑，顺圆环轴心方向二次分布，双环撑受力极大，如果不采取合理的、逐步的卸载方法，必将导致荷载突然释放，引起环撑崩塌、基坑侧壁严重变形、工地周边急剧沉降、结构挤压拱裂等严重事故，必须采取可靠的卸载措施（图2）。

图2 水贝村城市更新项目内双环撑卸载

1）切断一部分与环撑垂直相交的支撑梁，05地块16刀，03地块24刀，卸载掉一部分基坑侧压力，间隔观察至少4 h，无异常后进行下一步。

2）按图2所示位置，每个圆环就位4台绳锯机，同时开机切割，分4段同时对称卸掉环撑上的剩余荷载，避免环撑的轴心力释放不均引起安全事故。间隔观察至少4 h，无异常后进行下一步施工[1]。

3）切割剩余与环撑相连的梁，使环撑完全脱离对撑和角撑，然后按分区顺序，遵从先断次梁、后断主梁的原则，确保基坑侧压力缓慢、均匀、逐步地传递给结构。

4 拆撑用移动式可调型钢马凳

4.1 新技术优点

1）周转次数高：一个项目内可重复使用，回收后可供多个工程持续使用，节约周转材料成本。

2）可移动：每个马凳拼装好后形成一个稳定的个体，可采用叉车、汽车吊等运输工具进行捆绑后整体运输。

3）可调节：相同高度档级范围，采用同一型号的马凳，根据支撑梁底与楼面的实际净空高度，调整螺栓孔位及可调顶托高度，快速适应不同高度需求。

4）速度快、成本低：省去传统散支钢管脚手架反复搭拆的烦琐工序，机械化程度高，显著降低人工成本，加快回顶搭拆速度，明显缩短拆撑工期。

5）安全环保：型钢马凳强度高、稳定性好，整洁美观、绿色环保。

4.2 工艺原理

拆撑用移动式可调节型钢马凳是由受力支腿、调节支腿、螺栓、连系横杆、受力横梁、可调顶托等组成的成榀式、高强度、高刚度的三角形组合架体（图3），每榀架体具有自稳定性，可单独随时随地移动。切割的支撑梁自重通过双钢管托梁平均分摊给4个可调顶托，可调顶托将上部荷载传递给受力横梁，再通过支腿传递给楼板，回顶搭拆非常快捷、安全、高效。

图3 拆撑用移动式可调节型钢马凳工艺原理

4.3 马凳制作

根据内支撑梁底距离结构楼面的高度，对型钢支撑马凳进行设计、计算和制作，以100 mm×100 mm×8 mm，120 mm×120 mm×10 mm钢方通为制作材料，将马凳焊接、拼装成形。受力横梁钻孔4个，供顶托穿过。受力支腿和调节支腿，每个支腿分别等距钻孔6个，供调节螺栓穿过，螺栓拼装选择不同孔位，可拼装成不同高度的马凳。

4.4 马凳安装

1）根据方案放线确定切割位置，根据切割线和净空高度，选择对应型号的马凳进行布设。对于不同截面尺寸的支撑梁，马凳间距按方案分别布置，且每个切割段至少布置2个马凳。每个切割段下的马凳应对称均匀布置，保证切割后的块段自重通过顶托均匀传递至横梁，马凳受力平稳、不倾覆。

2）安装顶托和托梁后，根据实际空间尺寸需求，通过调节螺栓孔位和顶托高度，调整回顶高度，直至顶紧内支撑梁板底面。

5 绳锯机静力切割

5.1 绳锯机安装

1）就位：根据切割线，将绳锯机安装在方便切割操作的合理位置。

2）固定：在混凝土上钻孔，用膨胀螺栓紧固设备底座，固定机位。

3）布置控制台：在距离绳锯机侧后方5～10 m，便于观察、操控的合适位置，布置绳锯机控制台。

4）安装金刚石绳：将金刚石绳索绕在切割线处，并缠绕在主动轮及辅助轮上，调整绳锯切割角度，注意金刚石绳的方向应和主动轮的驱动方向一致。

5）绳锯机就绪：接通电源、冷却管，锁紧导向轮连杆，准备就绪。

5.2 内支撑切割

1）检查：设备开启之前，检查、调试绳锯机和安全防护装置。

2）张紧金刚石绳：启动张紧电动机，调整主动轮，将金刚石绳适当绷紧。

3）开机：启动循环冷却水，启动回转切割电机，主动轮带动金刚石绳索开始切割。

4）降温抑尘：冷却水须随着绳锯切割位置的改变而移动，确保金刚石绳有效降温，以及有效抑制切割扬尘。

5）防夹绳：在切割过程中，应及时向锯缝中塞入撑缝楔块，防止锯缝两边的块段因基坑侧压力而合缝，挤压损坏金刚石绳。

5.3 块段运输

切割完成的混凝土块段自然静置在型钢马凳上，注意保护其不能受到碰撞，且不要长时间放置，应及时采用叉车将混凝土块段水平转运至塔吊或汽车吊的起重范围，然后吊运至平板车上外运。

6 马凳转运

上一拆撑区段的支撑梁板拆除、吊装、外运后，可用叉车或塔吊将拆撑马凳叉运或吊运至下一拆撑区段，按方案安装下一区段的支撑梁板回顶，开始新一轮拆撑工作。马凳安装快捷，转运方便，显著提升拆撑效率。

7 结构加固与保护

1）结构梁板加固措施：每一道内支撑投影区域下及叉车行走路线下结构梁板的支模架留置不拆除，待该道内支撑拆除清运完成，不再行走叉车后，方可拆除（图4）。

图4 支撑架留置范围示意

2）结构梁板保护措施：在叉车行走路线区域的结构梁板铺设厚10 mm钢板，使混凝土受力均匀、不被压裂。

3）泥浆处理措施：在拆撑楼层所有的洞口四周采用包裹塑料薄膜的方木围挡，防止泥浆流入底板，造成底板后浇带无法清理。泥浆在楼层面流淌，面层的清水流走后，在沉淀下来的泥块硬化前，用铲子铲起并装袋外运。

8 其他注意事项

8.1 换撑施工与混凝土强度要求

1）换撑带、换撑梁，按支护设计要求与主体结构同步施工。若支护设计无换撑，则需提前做好换撑设计。

2）换撑梁的竖向位置应当与楼层梁板高度一致，当外墙内侧为坡道、楼梯等标高变化的斜板时，换撑梁高度应随内侧斜板高度调整。

3）换撑与主体结构混凝土强度达到设计规定的百分比后（一般是85%以上），才能开始拆撑，如果地下施工期紧张，可以考虑掺加早强剂，以节约间歇时间。

8.2 后浇带传力处理

内支撑拆除后，基坑侧压力传递到地下室结构上，因后浇带将地下室结构分割成零散的区域，未形成整体受力体系，无法承受基坑侧压力。所以，应提前计算好各区段结构工期和拆撑时间，在拆撑开始前，已经达到后浇带封闭时间的，需要提前全部封闭；未达到封闭时间的，应提前设计好传力体系，在后浇带处埋设水平传力型钢，将地下室各分区有效地连成整体受力体系。

8.3 基坑监测

拆除内支撑过程中，应进行加密监测。在拆撑间歇期，每3天监测1次，地面巡查每天1次；在拆撑操作期，每天监测1次，地面巡查每天3次。根据监测结果得出内力分布情况，拆撑卸荷时做到均匀卸荷，卸荷过程中监测内力重分布情况，及时做出正确判断，做到信息化施工。

9 结语

针对超大规模、受力复杂的内支撑体系，拆撑顺序与卸载方法尤为关键，经过严密的计算并与专家讨论，本项目拆撑安全可控，基坑周边地面出现少量轻微裂缝，灌缝后未再出现二次裂缝。拆撑用移动式可调节型钢马凳，采用常见材料制作，加工简便，可在多个工程中多次重复利用，周转次数高，并彻底摒弃了传统钢管回顶架反复搭拆的烦琐工序，回顶安装速度快、成捆转运便捷，显著缩短拆撑工期、节约成本，安全、高效、环保。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑拆除工程安全技术规范:JGJ 147—2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.