狭窄场地内深基坑拆换撑方案的优化与施工

文/倪超、邱嘉敏 浙江省一建建设集团有限公司 广东深圳 518000

1、工程概况

1.1 基坑内支撑设计概况

宏电大厦项目位于广东省深圳市龙岗区，地下3 层，地上24 层。其中，地下3 层层高3.85 m，地下2 层层高3.7 m，地下1 层层高5.2m。基坑面积5500 ㎡，周长305m，深度13.8m。采用直径1.2m 排桩+内支撑的支护形式，支护桩间设置三重管旋喷桩与支护桩形成封闭的止水帷幕。设一道内支撑梁，内支撑梁采用1200×1000mm，支撑连梁采用800×1000mm,支撑梁中心标高为-4.8m，支撑梁底距离地下1层楼面标高50 公分。

1.2 施工总平面概况

本工程施工现场西、南侧为在建的招商银行金融创新大厦项目（开挖深度约23m，采用1.2m咬合桩支护+三道内支撑支护，基坑回填未全部完成）；北侧为规划园区四号路；东侧为中环大道。除北侧以外，其他支撑梁部位（东、西、北），基坑边距离围墙宽度仅为1.5～2.5m；同时地下室外墙距离基坑支护桩1～2m。

2、内支撑拆除重、难点分析

1)主楼进度紧迫，支撑梁横跨塔楼，必须先拆除支撑梁，主楼方可往上施工。

2)东、西、南侧的基坑回填石粉渣约4500 m3，在地下室施工完成前无法采用挖机、推土机等常规机械施工。

3)如采用人工运输方式来回填石粉渣，则面临水平运输距离长、场地狭窄、施工效率低等问题，回填工期约55d（且不考虑外墙防水施工周期），将严重影响上部结构施工进度。

4)如采用塔吊来吊运石粉渣回填，则无法保证其他区域的施工进度，施工效率也不高。

5)由于没有施工道路，并且塔吊的起吊能力不足，故支撑梁的拆除吊运难度较大。

6)地下室外脚手架需根据分成回填的施工顺序多次进行搭拆。

3、支撑梁拆除换撑设计方案优化

3.1 原设计方案

原设计为楼层基础和结构板处浇筑砼带和回填土相结合作为换撑施工：地下室基础底板厚度范围及负三层顶板、负二层顶板及车道夹层处浇筑500mm 厚强度为C20 混凝土，其混凝土间回填填料为石粉渣掺6%水泥，须分层夯实。待负二层顶板处换撑混凝土浇筑完成后，方可进行内支撑的拆除。

图1 拆换撑原设计方案

3.2 优化方案

根据现场场地条件，按原设计结构换撑施工方案，考虑到混凝土强度、防水施工周期，土方回填及换撑混凝土施工至少需要65d，再考虑拆撑工期，支撑梁拆除至少需要15d，这将严重影响总体工期。为了加快施工进度，经与建设单位、设计单位联系，通过设计安全验算，对原换撑混凝土施工及石粉渣回填方案进行了优化，缩短了换撑混凝土施工工期，加快了内支撑梁拆除的进度。

图2 拆换撑优化方案

1）优化第三道（-5.75m）换撑混凝土设计方案，用500 mm×600 mm 顶撑梁结合300厚板带将基坑支护桩与地下室外墙及负二层顶板连接。两项板带之间留设空洞，间距3 m，用于后期基坑石粉渣回填，此换撑构件混凝土强度为C30。

2）优化第二道换撑混凝土下部石粉渣回填的施工顺序，待地下室结构及防水施工完成后直接回填至-5.75m 处，将换撑板带进行凿除，钢筋烧断，保证其支护桩体与本工程结构断开后继续回填至地下室顶板标高。

4、施工流程及施工方法

4.1 施工流程

地下室底板外侧素混凝土施工→负三及负二层结构施工→-5.8m 换撑板带施工（与负二层板面施工同步）→内支撑拆除→负一层结构施工→地下室外墙防水施工→-5.8m 以下土方回填→换撑板带凿除→-5.75m 至地下室顶板土方回填

4.2 施工方法

4.2.1 地下室底板外侧素混凝土施工待地下室底板混凝土浇筑完成、清理外侧垃圾后，浇筑地下室底板外侧部位的素混凝土。

4.2.2 负三层结构施工

采用混凝土输送泵，浇筑完成负三层结构，确保混凝土浇筑振捣密实，并养护到位。

4.2.3 负二层及换撑板带结构施工

1）负二层结构及换撑板带一同浇筑，养护到位

2)根据换撑板带设计的标高，按3m 间距设置500 mm×600 mm 规格的顶撑梁及300 厚板带，将基坑支护桩侧壁与地下室外墙进行互顶。

3)顶撑梁内纵向配钢筋上下各6Φ20 mm，箍筋Φ10mm@200。

4)顶撑梁钢筋与基坑壁采用植筋连接，植筋深度≥10d

5)混凝土浇筑时留设同条件混凝土养护试件，待项撑梁混凝土强度达到80%以上，方可进行支撑梁拆除。

6)顶撑梁施工时搭设Φ48.3mm×3.6 mm钢管支模模架立杆间距0.9 m。为保证施工安全，顶撑梁底部支模钢管架在内撑梁拆除前暂时保留，待支撑梁拆除后、基坑回填前再行拆除。

4.2.4 内支撑拆除

在负二层楼板达到设计强度后在将需要拆除的混凝土内支撑下方搭设支架体系将混凝土支撑梁撑住，本工程支撑梁底标高距离楼面高度为800mm 高，采用支架体系为钢马凳，钢+马凳为18#国标槽钢制作加工而成，马凳长1.0 米，间距0.8-1 米设置，马凳与梁底间隙采用木方间隔挤压密实后方可进行切割施工。

切除腰梁需在内支撑拆除完毕后进行，先在换撑梁板上放置马凳，马凳放置先进行定位，避开换撑板空洞，以确保待拆构件在拆除过程中稳固。

支撑梁采用绳锯分块切割，每段切割长度应综合考虑叉车、吊车的施工能力及楼板承载力等因素。肢解后的支撑梁采用叉车运至靠近道路的吊装口位置，并采用吊车吊出场地外运走。叉车在楼板上行驶时应符合楼板设计荷载，必要时应先对行进路线进行铺设钢板等措施。

4.2.5 负一层结构施工

采用混凝土输送泵，浇筑完成负一层结构，确保混凝土浇筑振捣密实，并养护到位。

4.2.6 地下室外墙防水施工

待负一层施工完成，且外墙螺杆洞修补及淋水试验完成后，按设计要求施工地下室外墙防水层，并在防水层表面满挂(贴)厚20 mm 的挤塑聚苯板隔离保护层。

4.2.7 基坑土方回填及换撑板带凿除

地下室外墙防水施工完成后，土方回填至换撑板带高度处，对换撑板带进行凿除，保证其支护桩体与本工程结构断开后继续回填至地下室顶板标高。

5、施工保证措施

5.1 质量保证措施

1)负二层及换撑板带施工时，现场应留置同条件养护试件，以准确掌握混凝土的强度

2)顶撑梁与支护桩之间采用植筋连接，钻孔深度及植筋方式应满足规范要求。

3)换撑板带施工完成后，应采取有效的养护措施。

5.2 安全保证措施

1)换撑板带的底部钢管支撑架，宜在上部内支撑梁拆除后及防水施工、土方回填前拆除。

2)内支撑梁拆除时，应严格复核换撑板带的混凝土强度。

3)内支撑梁临时支撑的搭设，应提前考虑足够的叉车吊运的工作面空间，以防叉车倾覆。

结语：

本文结合了深圳宏电大厦深基坑内支撑梁拆除施工工艺与施工技术要点，分析了狭窄施工场地的地下室基坑土方回填、换撑混凝土施工顺序等设计方案的不足。通过优化设计，使得按原设计方案施工地下室至少需180d 才能完成回填的工期计划，仅用了115d 便完成，节约了65d 的施工工期，加快了总体施工进度。

本方案实施后，基坑未见变形，周边建筑沉降稳定，地下室外墙未见裂缝、渗漏，施工质量及施工安全均得到了有效保障。同时，本方案也取得了可观的经济效益，对类似建筑场地狭窄的工程拆撑施工具有一定的参考价值。