史盛恒
(中国建筑一局(集团)有限公司,广东 东莞 523073)
我国建筑工程建设中,深基坑常采用围护结构加内支撑的支护形式,其中内支撑拆除是一个较为复杂且难度较大的工序,需充分考虑拆除扰动与安全问题,合理选择拆除方法。本文主要围绕基坑内支撑拆除技术展开详细分析。
建筑业发展中基坑一直是建设难题,尤其是随着建筑高度、规模的持续扩大,基坑面积、深度较大,对基坑开挖、内支撑拆除等技术均提出了更高的要求。结合相关工程实践经验,目前常用的几种基坑内支撑拆除技术分析如下:
人工凿除指的是工人配备风镐凿除支撑,机动性强,可精确拆除基坑内支撑,较好保证基坑结构与人员安全。然而,人工凿除的效率相对较低,一般情况下为0.5~1m3/d,且基坑内支撑拆除过程中存在较大的噪声与扬尘,对周边的影响较大;当内支撑距楼板高度较大,需搭设好操作平台,防止现场出现安全事故。
机械拆除指的是利用镐头机进行破除,应用范围广,其优势在于无须搭设支撑体系、操作平台等,且成本低、噪声与扬尘较小。根据工程实践经验分析可知,由于镐头机破除时,需在内支撑上行走,因此在设计内支撑时需考虑镐头机重量问题。
基坑内支撑拆除常用的有两种,浅孔微差爆破与静力爆破。
(1)浅孔微差爆破:此种技术采用的是毫秒延期雷管,操作简单、安全性高。爆破方案实施前,需做好专家论证,成立爆破指挥小组,做好爆破维护工作,保证爆破安全完成。
(2)静力爆破:此种技术主要是在爆破物体上开孔,孔内灌注静力爆破剂,借助膨胀力实现破碎,对环境影响相对较小。此种工艺的优点在于无振动、无飞石、无噪声、无污染,可实现精确爆破,不同类型爆点可进行局部小范围试爆,保证正式爆破效果与安全性。
绳锯无损切割,多采用金刚石绳锯,主要组成包括电动机、传动定位滑轮、金刚石绳索。绳锯切割时,通过电机带动金刚石绳索绕切割面高速旋转实现切割,具有静态分离特征。
此种拆除方法可有效抑制扬尘,且噪声较小,现场切割完成后运出施工现场,无须清理场地,振动较小。支撑切割前,根据现场起重设备对内撑梁进行分段,避免二次切割。
基于上文分析可知,人工凿除、机械拆除、爆破法拆除以及绳锯无损切割等技术各有优缺点与适用性,具体需根据基坑工程情况合理选择相应的拆除方法,保证拆除效率、安全性等。本文以绳锯无损切割技术为研究对象展开详细分析。
本文围绕东莞某项目基坑内支撑项目为例展开分析,项目位于东莞市南城区莞太路与环城西路交汇处,距离南城CBD及东莞市行政中心约5km。拟建场地周边环境整体较拥挤、相对复杂,本项目支护体系结构形式与拆除方式如表1所示。共有34条支撑主梁、48条支撑联系梁须拆除。
表1 支护体系结构形式与拆除方式
2.2.1 基坑内支撑切割拆除顺序
依据地下结构施工区域划分,本工程需拆除的内支撑位于施工一区、施工二区、施工三区,如图1所示。
图1 内支撑拆除施工分区
2.2.2 基坑内支撑分段与重量
本项目基坑内支撑分段与重量如表2所示。分段长度3m,为加快拆撑进度,使用“转运”方式。
表2 基坑内支撑分段与重量
2.2.3 基坑内支撑切割拆除施工技术
(1)换撑板施工。
为保证内支撑拆除后,结构楼板能完全替代角撑对基坑支护桩的支护作用,第二道拆除前应按设计要求先施工传力带(换撑板)。换撑板混凝土强度等级同同标高楼板混凝土强度等级,第一道换撑板厚度为500mm(底板厚度400mm+100mm);第二道换撑板厚度为200mm,换撑板与支护桩顶紧。
(2)肥槽回填施工。
根据施工分区,施工一、二、三区地下室外墙之间存在后浇带,因此在后浇带两侧需设置一道与肥槽同宽且不低于回填标高的封边墙,以保证支撑部位级配砂石回填施工。
考虑到拆撑需回填的高度有7.2m(从标高2.00~9.4m),选择采用钢筋混凝土封边墙。封边墙墙体厚度300mm、C25混凝土浇筑,分2段完成,即负二层外墙施工完成后浇筑一次,负一层局部高度外墙施工完成后再浇筑一次。拆除地下室外架同时,将基坑内清除干净,并抽出肥槽内积水。封边墙外侧应做好临边防护,分层回填并夯实。
(3)金刚石绳锯切割工艺。
本项目采用操作控制盘调整切割参数,金刚石绳运转线速度20m/s,用水冷却,保证足够冲洗液量。切割过程中排放大量废水,对此需做好集中废水处理,破碎后混凝土碎块采用铲车集中堆放、料斗兜装车外运。
(4)钢构件切割工艺。
本工程内支撑的格构柱采用气割方式进行分段切割,按照现场采用的倒运设备,确定可倒运的每段钢梁及钢柱的最大重量,将格构柱合理切割成数段。
(5)格构柱混凝土剔凿工艺。
混凝土梁静力切割绳锯完成后,格构柱顶部剩余混凝土需用风镐剔除,不得将顶部带有大量混凝土的格构柱直接切割。
风镐破碎方向从每个格构柱顶部混凝土的边缘开始,由四周向中间,且每个格构柱的端头混凝土破碎均按此施工方式进行,所破碎混凝土块体不大于100mm×100mm。下方竖向构件钢筋需缠上PE膜并在端头套钢筋套。
(6)混凝土梁拆除。
切割掉的梁采用两个吊点吊装,两吊点分别在梁中心的两侧。在梁的底面和侧面捆绑吊绳的位置提前剔凿30mm×30mm截面的槽以防吊绳移位。
(7)钢构件拆除。
钢构件拆除顺序:拆除楼板与格构柱间钢楔→切割负一层格构柱→吊运至场外→切割负二层格构柱→吊运至场外。格构柱切割分段不大于单层层高,切割完成后由转运至堆放地点。
2.2.4 内支撑拆除的基坑变形监测
现场机械吊装过程中,安排专人观测,如发现基坑变形较大、地面出现较大裂纹等安全隐患,立即停止施工作业,安排塔吊和施工人员撤离,启动应急预案。
综上所述,建筑工程内支撑拆除是一项关键工序,不同基坑工程内支撑体系有所差异,相应的拆除方法不同。该项目采用绳锯工艺拆除内支撑体系,施工进度较快、无噪声污染,同时通过基坑变形监测,切实保证基坑安全,为后续作业提供了坚实的基础。