深基坑有限空间内支撑拆除方案优化

张善壮 董福永 李永虎

中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250022

1 工程简介

某甲级写字楼工程，地下5层，基坑深度24.7 m（局部25.7 m），基坑面积约4 208 m2，内支撑共4道，支撑梁截面尺寸最大为2.0 m×1.2 m，最小为1.0 m×0.8 m。

周边环境情况如下：

1）用地北侧：城市某主干道。用地红线距离主干道辅道约17 m，距离最近的电力管线4.5 m。

2）用地南侧：为某在建甲级写字楼。桩基础，正在进行主体施工，距离用地红线超过30 m，其基坑采取上部适当放坡＋支护桩＋预应力锚索＋止水帷幕的支护结构，局部锚索已进入本场地红线范围。

3）用地西侧：城市道路。城市道路与主干道立交，用地红线距离道路约33.7 m，距离最近的管线（给水管21 m。地铁线路盾构结构距离本用地红线最近77 m。

4）用地东侧：为变电站的未开工地块。用地红线距离最近的电力管线24 m。

5）场地内部：场地内仅北侧有宽6～8 m道路，可以布置汽车吊等大型机械。

2 深基坑内支撑概况

深基坑支护在－2.65、－8.25、－13.55、－18.55 m（支撑梁中线标高）处共设4道钢筋混凝土支撑梁，由于基坑形状呈扇形，支撑平面为椭圆环形支撑＋角撑（图1、图2），半径分别为25 m和30 m，支撑梁尺寸分别为1.0 m×0.8 m（第1、第2道）和1.2 m×1.0 m（第3、第4道），环梁尺寸分别为1.6 m×1.2 m（第1、第2道）和2.0 m×1.2 m（第3、第4道）。

图1 支护平面布置示意

3 原支撑拆除方案的影响

原设计方案支撑梁拆除的方式为静爆拆除，先凿除支撑梁表面的钢筋保护层，气焊烧断支撑梁箍筋，大面积静爆前先做试爆，主要测试钻孔孔距、孔深、装孔药量、膨胀剂药效等，取得参数后调整施工方案；期望形成20 cm×20 cm×20 cm混凝土块段，并粘连在支撑梁钢筋上。然后人工再用风镐等工具将静爆后的混凝土块从钢筋上剥离、用氧焊将连接钢筋割断，人工将混凝土碎块清运出场。

对原方案，不仅需由具有相关爆破资质的单位进行操作，同时混凝土碎块较多，体量过大，人工剔凿配合较多，且由于场地限制，需人工搬运混凝土碎块至北侧再进行转运，无法满足施工进度要求。

图2 基坑支护剖面示意

4 解决方案

选用新型设备，采用绳锯切割机进行支撑梁切割，技术人员使用BIM技术将支撑梁分别进行切割模拟，每块支撑梁重约8 t，使用10 t叉车将混凝土块在基坑内转运至北侧，在北侧道路上布置100 t汽车吊将混凝土块吊出，直接装车外运。该种方案不仅避免产生大量混凝土碎块，给环境造成压力，同时减少了人工工作量，支撑梁成块状外运，大大加快了施工进度。

为实现上述方案，需解决切割后支撑梁的支承方式问题。建筑行业常规的支承结构为搭设钢管满堂脚手架，但由于受到工程的工期制约，满堂脚手架安拆缓慢，无法及时为后续正式结构施工提供工作面。同时，支撑梁与正式结构楼板间距分别为2.45、1.60、1.80、0.60 m，均无法使用标准构件，对钢管材料浪费较大。因此施工单位优化支撑体系，根据不同间距，采用10#槽钢在场外加工制作不同高度的定型化马凳（图3）。在场外提前加工制作，不仅在工期上有所保障，同时避免了场地狭小的约束。在施工过程中，各个部位周转使用，提高了材料利用率，并且使用方便，大大提高了施工效率。

图3 定型化槽钢模型

5 优化后的实施效果

将原支撑梁拆除采用的静爆优化为绳锯切割：减轻了大量混凝土碎块的外运及清理压力，混凝土块外运车次减少近50%，不仅减小了建筑垃圾的堆积体量，且节约了成本；同时混凝土块切割后外运及槽钢马凳的使用，大大提高了施工效率，可提前30 d完成4道支撑梁拆除工作。

6 基坑支护监测

为保证基坑稳定和安全，在施工过程中，必须对基坑土体、支护结构、相邻建筑、管线和道路等进行监测。

1）基坑顶部水平位移≤30 mm，沉降≤40 mm。

2）周边地表沉降按照30 mm控制；管线差异沉降不大于20 mm，对于燃气、给水等重要管线，预警值为25 mm或变形速率超过3 mm/d时，也要及时进行预警。

3）周边多层建筑物基础的局部倾斜按照不大于0.3%控制，整体倾斜按照0.4%控制。

4）监测工作应由有资质的第三方监测机构进行。当坡顶、地面或周边管线出现异常时，应及时与设计方、建设方和监理方联系并采取应急技术措施。

7 创新点

将支撑梁静爆拆除优化为绳锯切割的方案，综合考虑了施工场地狭小、支撑梁体量大、施工效率、工期紧张、成本控制等因素，前瞻性地提出了切实有效的深基坑有限空间支撑梁拆除的方法。绳锯切割机以及定型化槽钢马凳的使用，不仅有效地解决了城市中噪声、扬尘、建筑垃圾处理等环保问题，更为深基坑支撑梁拆除施工寻求到了一种更高效、安全的方式，解决了拆除作业空间小、基坑深度深导致的施工效率低的问题，最终实现了施工组织方案上的一次创新。

8 结语

1）深基坑内支撑绳锯切割拆除方案非常适合深基坑有限空间的施工，尤其是在大城市等对环保要求高的地区[1-2]。不仅考虑到施工过程中垃圾清运压力，同时对施工进度、材料周转、后续工作的提前介入等有极大的优势。

2）深基坑内支撑绳锯切割拆除方案解决了深基坑施工中的很多难题，在深基坑施工中有很大的推广价值。深基坑内支撑拆除方案优化是一次尝试，也是一次创新。此次尝试和创新为将来类似工程的深基坑有限空间拆撑提供了参考与借鉴。