深基坑工程中混凝土支撑拆除技术分析

李 水 冰

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030012)

深基坑工程中混凝土支撑拆除技术分析

李 水 冰

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030012)

基于实际工程案例，阐述了某复杂周边环境下，某深基坑工程混凝土支撑拆除技术。该深基坑采用的是排桩+双圆环内支撑+锚索的支护方式。该方案中采用静态破碎和控制爆破结合的方法，成功完成了复杂条件下深基坑支撑的拆除工作，同时保证了工期。

深基坑工程，混凝土支撑，拆除，爆破

1 项目概况

深圳某超高层建筑，地上部分共118层，地下部分共5层，总建筑面积约45.829 2万m2，建筑占地面积约1.893 1万m2，项目基坑面积约1.715万m2，基坑槽底的标高为-33.5 m。该楼基坑支护选取排桩+内支撑+锚索的方式，支撑平面为双圆环，在建筑北侧主塔楼区域，为了方便后续主楼的8根巨型柱施工，选取内套小圆环的方式形成双圆环。

基坑支撑构件最大截面尺寸为2 200 mm×1 200 mm，钢筋直径包括12 mm～32 mm，混凝土强度等级：支撑梁C30、环撑C40。钢管混凝土柱按照实际承受的荷载，分别选用700 mm～900 mm直径规格，壁厚为20 mm，钢管混凝土内填充C30混凝土。基坑内支撑混凝土用量达到3万m3，且混凝土强度等级较高，钢筋用量达到了6 000余吨。

该建筑工程项目地处城市中心地带，周边各类大型商城、地标建筑等密集，同时还邻近地铁线路，项目施工环境较为复杂，基坑变形控制较为严格。

2 支撑拆除方法分析

当前国内各地标建筑物高度越来越高，超高层建筑的高度记录不断被打破，与此同时基坑的深度也越来越大[1,2]。由于本案例的工程项目周边环境复杂，变形控制较为敏感，因而支撑体系选择的是混凝土内支撑的方式，这种方式则导致后续支撑的拆除较为困难[3]。

内支撑的拆除可能会对基坑及邻近地铁隧道变形产生一定影响。内支撑拆除工作与主体结构的施工同步穿插施工，工期较为紧张。内支撑梁的截面较大，混凝土强度高，钢筋用量大，拆除较为困难，特别是腰梁和环梁的拆除工作。拆除支撑时，下层结构构件的插筋容易受到影响，支撑爆破时会产生粉尘污染，影响周边居民正常生活。这一系列问题都影响了支撑拆除的工期。

该建筑基坑深度较大，内支撑内力较大，不宜采用直接爆破的方法，这会导致支撑承受的内力被瞬间释放，对基坑及周边建筑安全产生隐患。为确保拆除工作安全，项目最终决定采用静态破碎和控制爆破结合的方法。具体为，先采取静态破碎拆除支撑和腰梁连接节点，让支撑承受的内力开始释放，其余位置都采用控制爆破的方法进行拆除[4]。控制爆破拆除时，需要控制好每次的起爆量，分段起爆，在爆破的同时检测基坑的变形，确保基坑及周围邻近建筑物安全。

3 支撑拆除施工

3.1施工流程分析

支撑拆除施工流程如图1所示。

3.2施工关键技术

3.2.1预埋管道

在施工过程中，无论静态破碎还是控制爆破都需要在支撑梁上开孔，随后填充静态膨胀剂或炸药，通常静态破碎的孔数是明爆孔数的双倍。实际基坑支撑的截面比较大，因而开孔的数量也非常多，使用通常的钻机开孔花费时间过长，影响支撑拆除的整体工期。通过预埋管道的方法可以解决这一问题，然而管道也不可预埋太多，以防止影响支撑承载能力。最终项目部决定在前期预埋50%的管道，这样明爆所需孔的数量足够；其余静态爆破都通过钻机钻孔。

支撑施工的过程中，预埋套管分为两种情况：1)支撑钢筋外，即钢筋保护层内预埋PVC管道，这样后续剔除保护层就比较的方便；2)设计孔的位置预埋纸管，明爆时填充炸药即可。预埋管道布置如图2所示。

3.2.2安全防护及成品保护

基坑支撑的下面搭设满堂脚手架，上侧满铺胶板，承受支撑的自重和平台上施工作业的荷载。脚手架的高度随着支撑到楼板高度的变化而变化。

为避免支撑拆除过程中存在部分废渣破坏下层的墙、柱插筋及外墙的防水层，需要考虑采取一定的保护措施：1)下层结构柱的插筋。下层结构柱可穿过上道支撑顶面直接浇筑到上层梁底；若下层柱未先进行浇筑，则需要把钢筋插头套上钢筋套，随后再裹上布胶带。2)下层结构墙体插筋、外墙防水。采用搭设保护棚的方法，搭设脚手架并铺设木方和模板，插筋对应的模板位置穿孔，把露出保护棚的插筋套上钢筋套。

3.2.3静态破碎

拆除中先采用静爆的方法拆除支撑和腰梁连接节点，其主要是在相应位置钻孔灌注静态膨胀剂，膨胀剂遇水后即出现膨胀，体积迅速增加，使得孔洞周边产生较大的膨胀力，导致节点附近逐渐出现裂缝，最终再使用风镐破碎。

支撑梁与腰梁连接位置为倒梯形截面，顶口1 000 mm，底口300 mm；封板和腰梁连接位置为矩形截面，见图3。

静态破碎具体过程如下：

1)补钻孔。使用相关钻机在支撑梁上部钻孔，孔间距为0.2 m，排距为0.25 m，孔深度钻至支撑梁底往上约100 mm。钻孔完毕后需要对孔洞封堵，防止杂物进入孔洞。

2)保护层去除，切割钢筋。静态破碎需要把支撑构件表层保护层去除，随后再切断支撑构件的上部钢筋、腰筋以及箍筋等，以减少钢筋对混凝土的约束。

3)清理钻孔。通过气泵把孔内积存的灰尘清理，随后使用棉纱封堵孔洞。

4)灌注膨胀剂。膨胀剂灌注到距洞顶50 mm即可，随后采用木屑封堵孔洞，经过1 d左右的自然膨胀，支撑破碎。

在药剂中掺入30%左右的水，将药剂拌成胶状，随后倒入孔内，确保孔内药剂密实。粗颗粒的药剂水灰比宜为0.25左右。细粉末药剂水灰比宜为0.32左右。在混凝土出现裂缝后，可以向裂缝灌水，促使膨胀剂进一步反应。

宽厚支撑则错开装药，先装外皮部分，随后每隔1 h向内侧装填，逐步起爆，这样可以降低对起爆点的约束。

往孔内装药时，需要确定药剂、水的温度是否满足要求。若施工中发现，一些药剂已经出现反应，则不能继续灌注。从药剂开始搅拌，到灌注完成，持续时间不得大于5 min。

5)人工破碎。灌注膨胀剂24 h后开始使用风镐等工具对混凝土进行破碎，并及时将破碎的混凝土块体清运。

3.2.4控制爆破

静态爆破完成后，剩余的支撑通过明爆拆除。明爆拆除施工效率较高，施工中分段进行爆破，以降低爆破对周边环境的影响。同时爆破前需要对爆裂的立柱等结构进行保护，防止爆破时对其余保留的结构造成破坏。

1)爆破流程。

爆破的过程中需要实现逐渐卸载，确保基坑及周边环境安全，拆除过程由四周到中心。为了确保爆破的效果，各个分区都分段拆除，其流程如下：封板→封板与支撑梁连接处混凝土清理→短跨支撑梁→短跨与长跨梁连接处混凝土清理→长跨梁→腰梁→圈梁。节点爆破过程中，需要孔内、外延期结合起爆，外圈起爆后，内圈延期起爆，这样既降低了爆破出现的冲击，又保证了爆破效果。

2)爆破实施。

a.爆破前需要在待拆除的支撑周边搭设脚手架，在上道孔洞的位置进行安全防护。

b.孔洞的设计、成形、清理、查验均需要具备相应操作资格的人员进行，并完成技术交底。相关设计图纸需要详细标注钻孔的位置、间距等。施工中采用凿岩机进行开孔，开孔直径约40 mm。

c.装药。在装药之前需要提前验孔。装药按照设计要求的用量进行填装，需要保证堵塞的长度，根据设计要求孔内、外延期。装药过程中，需要将孔内的炮泥压实，并保护导爆管或电雷管脚线。

d.警戒。爆破布置完成后，需要将现场的人员全部撤出，同时在相关出入口安排警戒人员，防止无关闲杂人等进入基坑内部。

e.起爆。爆破工作由专业人员操作，爆破负责人发出指令后，把起爆的网络主线连接到起爆器，按照命令起爆。

f.解除警戒。爆破完成后，需要等待5 min左右，爆破人员方可入场检查。待爆破人员检查确认安全后，现场爆破的总指挥发出警戒解除的指令，随后各警戒人员停止警戒。

g.钢筋切割。在爆破完成后，支撑梁钢筋和连续立柱的钢筋切割。

h.破除的混凝土垃圾清理。建筑垃圾的清理通过铲车及起重机进行清理，把基坑内的建筑垃圾运到地面后，通过渣土车运输出场。

现场垂直运输垃圾的能力一定程度左右了拆除工期，支撑拆除形成的建筑垃圾，现场堆积高度控制在0.8 m。建筑垃圾通过小铲车进行运输，需要提前确定好铲车的行车路径，提高铲车运输的效率，行车路段的插筋绑扎一起后再弯折。

3.2.5基坑监测

基坑拆除会对现场周边建筑及地铁基坑产生影响，在支撑拆除过程中，也会导致支撑的内力重新分布，致使周围的土体变形，对周边建筑的受力状态也会产生影响，因而需要实时监测。

在明爆时，需要在邻近地铁隧道附近布置监测点，对爆破产生的振动进行监测，并根据采集的数据进一步优化爆破的相关参数。

4 结语

本文基于实际的工程案例，阐述了某深基坑工程拆除技术，该方案中采用静态破碎和控制爆破结合的方法，成功完成了复杂条件下深基坑支撑的拆除工作，该技术方法成功实现了以下目标：1)保证了周边建筑及邻近地铁隧道的安全性；2)在要求的工期内完成了支撑拆除工作；3)采用了静态破碎和控制爆破结合的方法，既保证了工期，又降低了施工的成本。

[1] 王卫东,徐中华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计与施工[J].岩土工程学报,2010(S1):191-199.

[2] 肖武权,冷伍明.深基坑支护结构设计的优化方法[J].岩土力学,2007,28(6):1201-1204.

[3] 夏国春,程永华,吴 昊.船坞坞口段深基坑支护体系拆除技术[J].建筑施工,2012,34(6):538-540.

[4] 韩传伟,贾永胜,罗启军,等.两栋紧邻楼房的同时爆破拆除[J].爆破,2007,24(2):58-61.

Analysisofconcretesupportdemolitiontechnologyindeepfoundationpitengineering

LiShuibing

(ShanxiFirstConstructionGroupLimitedCampany,Taiyuan030012,China)

Based on the actual engineering case, the concrete support removal technology of a deep foundation pit in a complicated surrounding environment is expounded. The deep foundation pit adopts the method of row piles + double ring inner support + anchor rope. In the scheme, the method of combining static crushing with controlled blasting is successfully completed to support the demolition of deep foundation pit under complicated conditions, and the construction time is guaranteed.

deep foundation pit, concrete support, demolition, blasting

1009-6825(2017)30-0063-03

2017-08-16

李水冰(1974- )，女，工程师

TU751

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