深基坑混凝土内支撑拆除技术在城市复杂地形条件下的应用

文｜广东省第四建筑工程有限公司 赵庆强

一、工程概况

1、基本概况

海纳百川总部大厦A、B座工程位于深圳市宝安中心区，总用地面积11632.89m2。工程由2栋高层办公楼、裙房和地下室组成，地下3层，地上23层，塔楼高度为100m，构件高度110m，总建筑面积103565.27m2，地上70928.82m2，地下30174.25m2，基坑深度约3m，属深基坑。

2、施工场地周边环境

工程周边环境比较复杂，A座塔楼以西紧邻巳投入使用的万骏经贸大厦，B座塔楼以西为绿化用地，以东隔宝兴路为宝安区图书馆，以南隔甲岸南路为华侨城酒店基坑开挖深度较深，基坑开挖施工影响范围较广，基坑周边高层建筑及管线较多，施工环境条件十分复杂，以保证本工程深基坑安全和对周边高层建筑环境保护是本工程基坑拆换撑施工的重点，尤其是工程基坑西侧现有万骏经贸大厦、基坑东侧和北侧红线外地下管线是本工程应予以重点保护的对象。

3、内支撑工程概况

本工程B座和连廊区场地周边为道路和空地，采用桩锚支护形式，围护桩直径1.0m，间距1.6m或1.7m，采用桩间1根Φ1000三重管旋喷桩止水。锚索三层，长度21～29m。A座深基坑西侧为万骏金贸大厦地下室，无法施工锚索，采用桩撑支护。西侧一道支撑支护，围护桩直径1.2m，间距1.4m，桩间用1根Φ600 单管旋喷桩止水；其余两侧采用一道支撑+两道锚索支护，围护桩直径1.0m，间距 1.6m，桩间用1根Φ1000三重管旋喷桩止水；东西向采用对撑支护，北侧采用角撑支护结构。立桩采用直径800灌注桩，入坑底以下10m。基坑边北侧、东侧和南侧地下管线负复杂，共有约6000m长的地下管线，施工现场环境复杂，对基坑变形控制异常敏感。

图1 支撑梁拆除分区拆除步骤

二、深基坑内支撑拆除施工应用

1、支撑拆除方法选择

由于我国当前城市化建设不断提速，超高层建筑不断增多，深基坑深度也在增加，由于本工程项目在城市中心区，为满足地下管线等对周边环境变形敏感的地下建筑物允许变形要求，支撑体系使用桩撑支护、钢筋混凝土内撑，给后续的支撑拆除、换撑带来一定的施工难度。进行钢筋混凝土内支撑拆除施工期间，钢筋混凝土内支撑与支护排桩和地下室结构之间内力重新进行分布，内力的重分布对深基坑支护体系的变形有重要影响，从而影响到周边高层建筑、地下管线。因此进行内支撑拆除环节是深基坑内力剧变的明显情形，进行内支撑拆除过程中内力剧变和基坑变形控制是本工程拆撑的一大难点。本工程内支撑拆除难度大、时间较长，如何合理选择支撑拆除的顺序和方法，直接决定了后期地下室结构甚至整体工程的施工进度，施工单位对内支撑系统进行分区域对称拆除，先拆连杆、八字撑，再拆对撑。

由于本工程基坑较深、钢筋混凝土支撑内力大，如果采取直接爆破拆除会使基坑支撑内力立即大量释放，对整个基坑围护和施工附近环境产生较大影响。由于支撑截面巨大，最大截面达到 1000×1000mm；支撑拆除量大，支撑混凝土总量高达约1000m3；环撑混凝土强度达C30，人工剔凿难度大。选择合适的支撑拆除方法，在保证拆撑过程中基坑及结构安全前提下，既可满足支撑拆除进度要求，又能节约施工费用是支撑拆除的难点。考虑到本项目工期紧作为首要矛盾，拆撑处于关键线路上，经项目部进行成本和技术分析对比，本工程采用绳锯切割的方法拆除支撑梁，通过静爆拆除的方法拆除立柱桩。施工中采用机械切割及静态爆破相结合的方式切割内支撑梁，支撑立柱采用静态爆破及人工拆除相结合，切割机械使用绳锯切割机，拆除过程中注意加强基坑监测和爆破振动监测，保证支护整体的安全。

2、内支撑拆除施工工艺流程（图1）

（1）先拆影响核心筒墙柱施工的支撑梁，即第一阶段（包括影响柱子施工的立柱 P15、P16 和 P17 之间的两段对撑梁）。

（2）再拆基坑北部角撑部分，拆完角撑后从北侧腰梁中间段向两边拆除。

（3）待连廊施工到负一层梁板，连廊部分地下室三层回填石粉完毕，第二道换撑板带强度达到80%后，拆除第三阶段对撑梁，完成支撑梁的拆除。

（4）各个拆撑阶段中，必须遵循对撑拆除的原则，且先拆连杠和连系梁，再拆八字撑，然后拆对撑和角撑，最后拆腰梁。

（5）拆完支撑梁后，从上至下逐层拆除立柱。

（6）从下至上逐层浇筑后浇混凝土块。

3、拆除内支撑施工操作要点

本工程地处深圳市宝安中心区位置，西侧紧邻万骏经贸大厦；支撑拆除工作工期紧，内支撑拆除施工与主体结构施工交叉进行；支撑梁截面大、强度高、配筋量较大，尤其是对撑梁和腰梁，拆除难度大。而混凝土支撑拆除后产生的大量渣土，在水平与垂直运输过程中的问题也比较突出。

（1）支撑架搭设

本工程支撑梁拆除采用搭设满堂脚手架来作为内支撑梁拆除时的临时支撑和施工平台，内支撑梁主梁采用48×3.5的钢管搭设，沿支撑梁长度方向在搭设满堂架，搭设范围按施工实际现场决定。为保护楼地面混凝土，在立杆底部需垫木块，在拆完内支撑两之前不允许拆除负一层梁板的模板支撑。

（2）塔吊吊装

绳锯拆除后混凝土块用塔吊吊装，考虑到塔吊起重吊装能力，西侧安排3台绳锯切割机，东侧安排2台绳锯切割机，东西两侧对撑切割拆除，分三个区域连续拆除。本工程切割的混凝土梁采用塔吊调运，塔吊的起重性能将决定支撑梁的切割长度。切割分块根据塔吊实际参数严格分块，切割与吊装统筹配合，可以交叉进行作业，进行吊装作业前，必须对吊具与索具进行检查，当确认完好时方可吊装。

（3）拆除渣土外运

由于内支撑拆除后的混凝土渣土量多达1000m3，支撑梁切割完毕立即使用塔吊吊装至运输车组织外运。大厦主体结构承受荷载能力有限，经过现场拆除的混凝土渣要及时组织车辆实施外运，运输混凝土渣量大、碎渣数量多、基坑深、水平及垂直运输速度跟不上。实施内支撑拆除时必须对大厦主体结构楼板采取适当的保护措施，避免对已完工大厦主体结构楼板产生撞击破坏。因此合理组织渣土的外运和主体结构的成品保护成为拆撑工作的重点。

（4）安全防护及成品保护

由于现场切割、吊装交叉作业较多，施工过程中塔吊高空吊运，大型施工机械吊运、支撑拆除人员均进行现场作业，交叉施工中很容易引发安全问题。因此，施工现场的安全管理同样成为拆撑工作的重要面对的问题，拆除施工过程不能进行交叉作业，拆除施工划分好明显的区域分隔，并用醒目警示带分隔由专人现场值守。

满堂红脚手架搭设在支撑下表面，上方使用竹胶板满铺，承载支撑的自重并能作为拆除作业人员操作平台。要注意基坑拆除过程中混凝土渣破坏下层结构墙、外墙防水，对下层结构柱插筋保护可以在预留的插筋端头缠上布胶带并套上钢筋套，对下层结构内、外墙插筋和防水保护，要搭设钢管保护棚进行防护,露出钢管保护棚的插筋也应在端头缠布胶带并加钢筋套。由于套管保护工作量太大，直接在构架上铺放木跳板，以抵挡混凝土碎渣冲砸，让砼渣下落至木板上，二次用人工直接清理渣土。

4、静爆拆除施工要点

由于负三层和负二层层高为3.8m和3.6m，为保证施工安全，需搭设静爆脚手架操作平台，平台铺设木方和模板。

由于钢筋混凝土立柱桩内装配的钢筋笼比较密集，为达到静爆的效果，先把立柱四周混凝土用风镐凿除，露出主筋和箍筋，再把钢筋混凝土构件的主筋、箍筋割断剔除。

静爆需要在支撑梁上需要拆除的部位开孔，在钻好的孔中灌注静态膨胀剂，待静态膨胀剂产生水化反应，体积膨胀达到一定时间使混凝土产生裂缝破碎，孔之间的距离为0.3m，钻孔参数、分布点依据破碎部位情况确定。

灌注静态膨胀剂24h后，操作人工使用风镐、大锤等手工破拆工具进行剔凿破碎。将其破碎为直径＜250px的渣土，设置自溜渣槽运至下层楼板，清运工人与铲车、起重机配合及时用车辆运走，破碎混凝土渣不能集中堆放避免超载。

5、拆除支撑过程监测

深基坑内支撑拆除前后是结构受力转变和支撑内力重分布过程，支撑结构内力的变化对周围建筑受力和土体沉降都有影响，因此，持续做好对深基坑支护桩、基坑的位移、内支撑梁内力和周围土体沉降监测，并做好应急救援预案。通过信息化监测系统，在拆除内支撑前，对基坑内支撑梁内力分布情况进行分析卸荷时如何进行均匀卸载，避免内力卸荷不均匀引发内力重分布导致支撑不稳定，实时监测支撑拆除全过程，支撑拆除期间增加基坑监测频率，每4小时实施一次监测，派专人实施24小时现场巡视，直至所有支撑拆除结束一周后才能恢复正常监测频率。在拆除过程中和拆除后，要时刻注意观测对基坑位移、沉降情况，发现异常情况及时上报，及时采取有效应急措施。

三、结语

海纳百川总部大厦深基坑内支撑梁拆除选用绳锯切割，立柱桩拆除选用静态爆破加人工拆除的方法，解决了城市中心区紧邻高层建筑复杂地形下深基坑内支撑拆除遇到的施工难题，安全高效实施深基坑混凝土内支撑拆除关键技术。静爆卸载方式使支撑内力荷载缓慢释放，拆撑速度快，实施内支撑拆除过程中深基坑及周边建筑物沉降、基坑位移等情况进行严密科学的监测，实施本方法满足了保证基坑周边建筑物安全和正常使用，能快速高效拆除基坑大断面内支撑，满足了工程进度的需要，降低了施工成本，对类似城市复杂条件下的混凝土内支撑拆除施工起到了很好的示范作用，保证安全文明施工和减少对周围环境的影响，提高了施工企业经济效益。