浅析深基坑支护分段换撑及拆除的施工安全技术

张来森 胡平

在城区深基坑分标段支护拆除和换撑施工中，若在支护结构换撑施工中遇到主体结构墙柱与基坑支撑梁柱位置冲突，将导致正常换撑及拆除无法进行。基于杭州某项目在深基坑支护分段换撑和拆除施工中遇到的问题解决措施，介绍了正常换撑和结构位置冲突换撑拆除的施工安全技术。

深基坑； 分段换撑； 结构位置冲突； 施工技术

TU94+2 B

［定稿日期］2021-12-29

［作者简介］张来森（1987—），男，本科，一级建造师，主要从事建筑工程管理工作；胡平（1986—），男，本科，高级工程师，注册安全工程师，安全评价师，一级建造师，主要从事建筑工程管理、施工安全管理工作。

随着城市建设的快速发展，项目建设呈小面积多个标段依次施工的趋势，以便逐个标段设计出图，缩短项目开发周期，但给建设工程施工带来巨大的挑战。本文总结杭州某项目深基坑支护分段换撑及拆除施工过程中遇到的问题及解决措施，对基坑换拆撑的施工方法以及施工中遇到的重难点问题进行简要论述，为类似工程的施工提供参考借鉴。

1 工程概况

该项目位于杭州市下城区，由2栋高层建筑和附属裙楼组成，地下结构2层，项目用地面积8 332 m2，施工圖总建筑面积35 737 m2。其中地下1层层高为6 m，地下1层夹层为非机动车库层高3 m，地下2层层高为4.5 m。基坑面积6 890 m2，基坑围护边长337 m，基坑开挖深度为11.25 m。采用直径0.9 m排桩+内支撑的钢筋混凝土内支撑形式，桩间支护采用三轴水泥搅拌桩止水帷幕，采用2道内支撑支护结构，混凝土支撑压顶梁断面为1000 mm×850 mm;支撑最大断面为900 mm×1000 mm，最小断面为600 mm×700 mm，混凝土等级C30。支撑标高为-1.7 m、-6.75 m，基坑安全等级为一级，基坑周边环境见图1。

2 支撑拆除重、难点分析

（1）由于同一基坑分2个标段施工。局部支撑不能按照正常从底部到顶部拆除的顺序，需保留部分格构柱和支撑梁，预留后浇带，对换撑部位二次建筑混凝土，施工难度大。

（2）对于预留后浇筑的结构柱和支撑梁，需要设置后浇混凝土的措施，保证负2层预留板柱混凝土浇筑密实。

（3）基坑工程东、南、西、北基坑边线距离用地红线极窄，仅有供人行走的环形通道，且外部为城市主干道，无材料临时堆放场地、无施工机具停放场地。

（4）基坑四周无环形施工道路，并且塔吊还要为主体结构施工材料提供垂直运输，造成了基坑拆撑期间占用塔吊，严重影响主体结构施工进度，项目进度协调难度大，施工效率不高。

3 正常支撑拆除施工方法

3.1 施工流程

3.1.1 施工顺序

2层地下室区域待地下室底板达到85%设计强度后，在不影响结构施工和支护结构的位置，拆除部分第二道支撑；待地下一层楼板及换撑构件达到85%设计强度后，拆除不影响结构施工和位置冲突的第一道支撑，建筑结构梁柱和基坑支护换撑的施工方法见本文第4章节梁柱冲突位置的施工方法。

正常支撑梁拆除应对称进行，以尽量减少技术间歇期。第二道支撑拆除顺序：2层地下室（1区）北侧（第二道）—2层地下室（2区）西北角撑（第二道）—2层地下室（3区）东北角撑（第二道）—2层地下室（4区）中间西边对撑（第二道）—2层地下室（5区）中间东边对撑（第二道），第一道支撑拆除参照第二道支撑拆除顺序，支撑拆除顺序见图2。

3.1.2 支撑拆除分析

（1）2层地下室区域支撑拆除，工况1如图3所示。

（2）垫层铺至围护桩边，浇注底板时在底板位置浇注一层素混凝土（混凝土强度等级同底板），底板后浇带应设置传力型钢，底板混凝土浇筑前应将支护桩与换撑结构接触部位清洗干净、凿毛，使基坑支护在新的支撑条件下重新建立平衡［1］，工况2如图4所示。

（3）待地下室底板达到85%设计强度后，拆除第二道支撑；地下室外墙施工，施工地下室至地下1层楼板，同时做换撑构件。支撑应先拆除联系梁，后拆除主撑，拆除支撑时应对称的进行，工况3如图5所示。

3.1.3 支撑梁分块划分

本工程塔吊型号为QTZ80，将破除的支撑梁吊运到基坑边装车运走，1#塔需要吊运半径约50 m，2#塔吊需要吊运半径约45.5 m，根据塔吊的起吊性能可知，塔吊QTZ80在半径50 m处起吊重量3 t。

综上所述，支撑梁及栈桥板分段、分块如表1所示。

3.2 支撑拆除

3.2.1 支撑拆除方法比选

城区项目环境要求高，基坑四周环境和主要起重机械选型的限制，结合现场实际分析，在人工破除、机械破除、传统爆破，静力爆破和绳锯切割法中，该项目支撑拆除的方法优选绳锯切割法［2］，优点有：

（1）由于本工程基坑安全要求高，所以不能采取对基坑有大扰动的方式来拆除，绳锯切割法为无损静力切割，对结构扰动小，低噪音，无污染，少粉尘，所切割的截面分块平整。

（2）绳锯切割法不限制钢筋混凝土切块的长度大小，适应多尺寸内支撑梁工艺切割。

（3）绳锯切割法不受被切割物的体积大小和形状的限制，可以根据现场起重机械运力和预留运输通道的尺寸切割。

3.2.2 分段切割施工

（1）拆除施工工艺流程为：搭设支撑架—钻机排孔施工—金刚链切割—起重机吊运—运输至指定位置—支撑破碎（回收钢筋）—垃圾渣土处理［3］。

（2）工程分段切割程序总体为：先中部后临边；先远处后近处；先切割次要、受力小的支撑杆件，后切割主要的、受力大的支撑杆件。中部栈桥板的支撑应先拆除栈桥板，后拆除支撑梁，先拆除角撑，再拆除短方向对撑，先分离支撑杆与围檩，再拆支撑杆，最后拆围檩。主要受力支撑杆件的切割应间隔进行，使支撑拆除部位的围护体应力释放和变形能相对对称、均匀、缓慢。

（3）应由具有丰富施工经验的人员进行绳锯设备的操作，绳锯在支撑梁切割时应有5%的角度，使支撑梁切完后成倒“八”字型，防止切割过程中下坠，同时方便吊装。

3.2.3 钢格构柱割除施工

（1）格构柱分层分段依次拆除，由专业拆除队伍进行拆除，禁止在拆除过程中碰撞板、柱、墙。在拆除过程中必须轻放、慢放，不得拖拉格构柱。

（2）主支撑与钢格构柱连接点，待格构柱上部支撑全部拆除后在拆除格构柱。

4 梁柱冲突位置的施工方法

4.1 支撑后拆实施说明

根据支撑后拆施工设计图，将结构柱与内支撑梁等冲突部位采取加设混凝土柱的方式（以下称为小柱），达到“托梁换柱的效果”，待基坑内支撑拆除完成后，将被影响的结构柱进行二次混凝土浇注，完成支撑后拆。

4.2 施工方法

4.2.1 植筋和支模加固

按设计图对“小柱”进行定位放线，不同楼层定位不得超过5 mm。根据设计图要求选择相应的钢筋进行植筋，其植筋深度见表2。

植筋深度未示明的采用上表值，悬挑构件植筋深度为上表的1.5倍。

植筋施工注意事项：

1.新增部分与原结构连接处采用植筋方式，在原混凝土结构钻孔时严禁采用冲击锤，钻孔位置应避开原钢筋，不得钻断主筋；成孔后，應将孔内废渣清理冲洗干净，钻孔深度应进行测量，必须满足设计要求；

2.钢筋表面进行除锈处理，钻孔内应保持干燥；

3.植筋用的胶粘剂应采用A级改性环氧类结构胶粘剂或A级改性乙烯基酯类结构胶粘剂并需有产品合格证明，严格按照产品说明进行施工，固化过程应对钢筋进行保护钢筋不得有任何松动；根据有关规范验收合格后方可进行下道工序；

4.新旧混凝土连接处，原构件混凝土保护层凿除，凿除时不得损伤保留部分，浇筑混凝土前需对连接处界面进行凿糙、打毛、冲净、涂刷界面剂后方浇筑，并保证新旧混凝土结合成一体；

5.本次新增浇筑部分混凝土等级为C35，且需采用添加膨胀剂的微膨胀自密实细石混凝土；

6.本工程承重结构植筋的最小锚固深刻图中未注明者可按下表执行。

支模材料及加固方式同大面，其“小柱”与结构梁的模板进行连通，连接节点见图6。

4.2.2 结构梁钢筋接头预留和后浇柱混凝土施工

所有无法一次成型的结构柱周围的梁钢筋预留钢筋接头长度均按结构柱的抗震等级及混凝土强度进行预留。

未浇筑结构柱的位置需随主体一次行封闭完成，不能留设洞口，需将板形成一个整体，混凝土浇筑时需在柱中预埋250×6 mm钢套管（情况特殊可预埋多个）方便后期二次浇筑结构柱及梁。后期二次浇筑前先将混凝土进行凿毛，浇筑时采用较原混凝土等级提高一级的自密实混凝土，需利用预埋的钢套管+高压注浆的方式进行配合，当拆模后发现混凝土未密实，或达不到要求时，采用高压注射灌浆料进行修正（或将柱上封闭的部位进行剔除，重新一起浇筑），保证混凝土的密实性。其节点如图7所示。

4.2.3 柱钢筋预留及混凝土浇筑

未施工的结构柱，若在结构施工时预埋柱钢筋，必定会造成钢筋偏位，现场结构施工时，不作钢筋预留，待后期二次浇筑时，通过钻孔的方式安装柱钢筋，先根据定位放线，确定结构柱的详细位置，再根据柱钢筋的排布方式画点钻孔，钻孔完成后清理孔内灰尘，待钢筋安装后采用注浆工艺对钻孔浇筑密实。被影响的柱顶混凝土随结构一次浇筑，高度同柱周围梁高，“小柱”的混凝土等级为C30，后浇构件以相邻构件混凝土强度等级取大值。

4.2.4 格构柱与梁冲突

梁与格构柱冲突断开的位置采用后浇带换撑的方式，其被断开的梁采用Q235 Ⅰ10工字钢进行连接，见图8。

5 施工保证措施

5.1 质量安全保证措施

（1）内支撑梁拆除时，应严格复核换撑板带的混凝土强度； 顶撑梁与支护桩之间采用植筋连接，钻孔深度及植筋方式满足规范要求。

（2）按照支撑及栈桥拆除条件、顺序及安全措施，重点注意坑边及栈桥荷载控制。

（3）加强支撑梁下，工程桩、格构柱监测点的保护。

（4）要注意车道位置处内支撑梁临时支撑的设置位置和间距，需要叉车临时转运时，应提前预留叉车下基坑的孔洞。

（5）合理选择起重机具参数，起重机类型，应注意塔吊起重量和工作半径。

（6）需在基坑四周均匀加设水雾抑尘装置进行降尘，避免影响周边环境;成品保护方面，在绳锯切割前，需将墙柱钢筋包薄膜保护、后浇带区域作覆盖，避免后期进行墙柱钢筋、柱根部、后浇带淤泥的清理［4］。

（7）对于格构柱立柱与主体结构冲突的局部区域，需要设置临时立柱支撑，支撑梁板后方可继续作业。同时要对临时立柱支撑的承载力，刚度，稳定性进行验算，保障施工安全。

5.2 基坑监测措施

（1）基坑支护在拆除和换撑的过程中，要监测维护结构顶部水平位移，顶部及周边道路的沉降，建筑物的裂缝情况，各道支撑轴力变化等，重点是围护结构顶部水平位移，深层水平位移（测斜），第一道支撑轴力变化和第二道支撑轴力4个主要监测项目数据变化的监测［5］。

（2）由具有资质的第三方单位监测，出现异常及时通知监理、设计、业主及施工单位处理。一般情况当基坑变化速率位移3 mm/d，连续3天以上，或累计位移达到40 mm时，应立即停止施工，采取应急措施。

6 结束语

本文结合了杭州某项目深基坑内支撑梁拆除施工工艺与施工技术要点，分析了狭窄深基坑支护结构拆除和换撑的重点和难点，介绍了正常拆撑和梁柱冲突位置情况下的施工方法。通过以上施工安全技术的实施，缩短了施工工期，确保了换撑过程中的施工质量和安全。

参考文献

［1］ 成关锋.深基坑工程中换撑技术的应用［J］.建筑技术，2005（12）.

［2］ 詹清泉.浅谈基坑支护换撑拆撑技术［J］.建筑与装饰，2019（21）.

［3］ 吉璇.闹市区拆除基坑混凝土支撑的绿色施工新工艺.地基基础［J］.建筑施工，2012（8）.

［4］ 倪超， 邱嘉敏.狭窄场地内深基坑拆换撑方案的优化与施工［J］.中国房地产业（下旬），2019（10）.

［5］ 张雷云.基坑开挖阶段围护结构的变形及内力分析［J］.建筑施工，2013（7）.