深基坑混凝土环梁支撑拆除技术

深基坑混凝土环梁支撑拆除技术　张柳　王建国　王彩婵　唐嘉琦　陈文华　北京建工四建工程建设有限公司　北京　１０００７５　摘要：以海口中心工程为例，详细介绍了深基坑混凝土环梁支撑的拆除过程。在综合分析现场因素后，选用了静力无　损切割技术配合人工风镐拆除方案。其后，制订符合实际的换撑方案，优化拆除顺序，合理安排施工机具，做好基坑　监测，顺利完成了支撑拆除施工，既实现了绿色施工，保证了基坑安全稳定，又确保了主体结构施工的连续性，同时　也为类似工程提供了借鉴。　关键词：深基坑；环梁支撑；拆除；静力无损切割　中图分类号：ＴＵ７５３　文献标志码：Ｂ　ＤＯＩ：１０．１４１４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｚｓｇ．２０１６．１２．０１２　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｉｎｇ　Ｂｅａｍ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｕ　ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｇｕｏ　ＷＡＮＧ　Ｃａｉｃｈａｎ　ＴＡＮＧ　Ｊｉａｑｉ　ＣＨＥＮ　Ｗｅｎｈｕａ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｆｏｕｒｔｈ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．．Ｌｔｄ．　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７５　随着城市规模的扩大，为了满足开发地下空间的需　要，出现了大量深基坑工程。内支撑作为受力明确、安全　成的排桩围护结构、基坑上部的１道钢筋混凝土环梁支　撑（图１）及中、下部的２道旋喷锚索。其中钢筋混凝土　可靠的支护形式，已广泛应用于深基坑工程。当地下结构　工程施工到一定高度后，内支撑由于影响施工而需要拆　环梁支撑位于地下２层顶板上方６００　ｍｍ处，最大截面为　８００ｍｍ×６００ｍｍ，由４０根长１８～２０ｍ、西８００ｍｍ的立柱　桩支承。施工完主体结构地下２层后拆除环梁支撑。　除。环梁内支撑支护结构具有一定的特殊性，拆除时必须　要合理选用施工机具和施工工艺，确保基坑安全。　１　工程概况　海口中心工程位于海口市秀英时代广场南面正中，北　邻滨海大道，东侧紧靠海口港大厦，西边是已建成的综合　商场。　本工程由２８８　ｍ的纯钢结构塔楼和１栋多层车库组成，　总建筑面积１３３　９１８．４５　ｍ　。塔楼区域基坑形状近似矩形，　图１基坑环梁内支撑　面积为６　１７４　ｍ。，周长约为３１１　ｍ，深１５．７　ｍ。基础形式为　桩筏基础，地下室共３层。　由于本工程施工场地狭小，周边建筑物及管线多，对　基坑变形控制有较高要求，故本工程选用了经济有效的排　桩一内支撑加锚索支护体系，保障了地下室部分的顺利施　工。　２　拆撑准备　２．１拆除方法优选　本工程位于城市建筑密集区，拆撑施工受到周边环境　及现场场地狭小的限制；内支撑为钢筋混凝土环形桁架支　撑体系，拆除难度高；工期紧张。上述因素对混凝土支撑　的拆除施工提出了高标准、严要求。　常用的钢筋混凝土内支撑拆除方法有爆破拆除、人工　风镐拆除、静态爆破拆除以及静力无损切割等。几种拆除　本工程基坑内地基土主要有素填土、第四系全新统海　相沉积层和第四系下更新统海相沉积层，主要土层有：①　素填土、②淤泥质粉质黏土、③粉质黏土、④粉质黏土。　本工程支护体系包括由钻孔灌注桩和高压旋喷桩组　方法的特点分述如下【１。】：　１）传统爆破拆除。人力投入少，工期短；有利于大型　构筑物的整体拆除。但振动幅度大，易对现有结构、周边　建筑物以及地下管线造成剧烈扰动；安全系数低，操作不　当易造成人员伤亡。　２）人工风镐拆除。操作简单，技术要求低；粉尘较　简介．张柳（１９ｃ　ｊ・　Ｊ助理聩师ｏ　熬　？　张柳　王建国　王彩婵唐嘉琦　陈文华：深基坑混凝土环梁支撑拆除技术　少；安全系数高。人力投入大，工期长。　３）静态爆破拆除。噪声低、无粉尘、环保；操作简　单。但投入的施工机械设备多；清理废渣麻烦，进度较缓　慢。　外设置了７个变形控制点，并委派自有测量人员使用全站仪　进行监测。　基坑监测频率为１次／ｄ，监测结果及时上报业主、监理　等。一旦监测数据发生异常，立即停止拆撑，减少基坑周　边堆积荷载，并由设计单位分析计算，提出补救措施，做　到信息化施工管理。　４）静力无损切割拆除。切割整齐、速度快；灵活性　强，不受施工场地限制；噪声低、无粉尘、操作简便。但　费用较高；钢材回收率低。　根据现场施工及场地的实际情况，拆撑方法的选择重　３　拆撑工艺　点需要考虑以下因素：为保证结构施工进度，拆撑不得影　响位于环梁内部的主体结构的正常施工；钢结构安装及钢　管混凝土浇筑需要频繁使用塔吊，拆撑施工尽量不要占用　塔吊；海口市正处于“双创”期间，拆撑必须满足安全文　明的规定。为了尽量缩短本工序施工时间，确保满足工期　要求，同时不对已施工完毕的现有结构及周边建筑物、地　下管线及周围环境造成不利影响，综合考虑工期、安全、　成本、环境等因素，选取静力无损切割施工工艺结合人工　风镐进行支撑切除。静力无损切割施工工具选择金刚石液　压绳锯切割机（绳锯），可切割截面大于８００　ｍｍ的混凝土　梁和混凝土柱。　２．２换撑　内支撑作为重要的基坑支护结构，一旦拆除，必然会　引起基坑内力重分布，如若没有恰当的应对措施，极易造　成基坑坍塌。为了平衡拆撑后的基坑侧壁土压力，需要将　土压力通过传力带转移至现有结构，即换撑。　换撑的常见做法是在基坑四周均做混凝土传力带，然　后回填土。该方法经济有效，但是本工程由于在基坑支护　施工过程中，支护桩位置向基坑内侧发生偏移，北侧两端　及东、西、南侧肥槽变窄，上方被环梁挡住，按常规做法　做传力带将耗费大量人力、物力，且耽误工期。为了施工　方便，经技术分析，肥槽较窄处直接回填Ｃ１５素混凝土至　地下２层板顶处。北侧中部肥槽较宽，回填天然中砂至地下　２层板底并灌水压实，在砂层之上做厚３００　ｍｍ的Ｃ４５混凝土　传力带，与地下２层板顶齐平。　支撑拆除后基坑侧压力将由传力带及现有结构承担，　故支撑拆除前传力带及现有结构强度需满足一定要求：地　下２层结构混凝土养护１０　ｄ以上，混凝土强度达Ｎ８ｏ％以　上；Ｃ１５素混凝土及Ｃ４５混凝土传力带强度达到１００％。　２．３基坑监测　本工程基坑属于深基坑，为确保基坑在地下室施工期　间尤其是基坑开挖和支撑拆除阶段安全可靠，对周边环境　影响程度可控，本工程在基坑内部及周边共布置１０９个监测　点。监测内容主要包括桩顶位移、立柱沉降、支撑轴力、　锚杆内力及变形、地表沉降等，由第三方监测单位执行。　监测点布置原则为整体对称、均匀分布，重点部位增加监　测点数量。除第三方监测内容外，本工程还在基坑周边额　—矗身矗建值佶Ｔ．笛　Ｒ煮．笛１，栅　３．１内支撑拆除顺序优选　现场场地情况为：为加快施工进度，基坑中部主楼区　域拟与内支撑拆除施工同时进行；南侧裙楼施工放缓，场　地开阔；东、西两侧场地狭小，内支撑影响主楼施工；北　侧材料堆放较多，不适合叉车行走。　分析现场施工情况，内支撑拆除顺序可选用２种备选方　案　：　１）方案一：从南往北逐步拆除。该方案可最大程度地　利用施工场地，有利于混凝土块的清运，尽快拆除所有支　撑。拆除工期为２６　ｄ，结构工期将延长７　ｄ。　２）方案二：东西两侧同时拆除，再依次往南、北方向　对称拆除。该方案可提前为主体结构施工提供工作面，保　证主体结构施工进度。拆除工期为３０　ｄ，结构工期将延长　２　ｄ。　经测算，方案一与方案二相比，将增加结构施工工期　５　ｄ，缩短支撑拆除工期４　ｄ。从经济效益考虑，选取方案　二，优先拆除对现场施工影响较大的支撑梁。整体拆除按　照对称卸载的原则；平面上先拆基坑内部的主次梁，由内　向外逐步拆除；主次梁之间，先拆次梁，然后拆主梁；拆　除主梁时应从梁的中部向两边的支座方向拆除（图２）。　图２环梁支撑拆除顺序　３．２拆撑流程　静力无损切割流程：搭设支撑体系一切割位置放线一　钻吊装孔和穿绳孔一安装固定导向轮一固定绳锯机一穿吊　装绳一安装金刚石绳索一连接相关操作系统一设置安全防　护栏一内支撑切割一叉车转移一汽车吊或塔吊吊装一废块　外运。　人工风镐流程：剔除表面混凝土一切割箍筋一破碎混　张柳　王建国　王彩婵唐嘉琦　陈文华：深基坑混凝土环梁支撑拆除技术　凝土一切断主筋一混凝土碎块清理。　３．３拆撑要点　根据现场场地情况、楼板承载力、叉车及吊装起重　质量，对混凝土支撑的切割单元进行划分。为确保施工安　全及结构稳定，混凝土支撑切割单元总质量不得超过５　ｔ；　为方便内支撑混凝土废块的外运，切割单元不宜过长或过　短。最终确定环梁切割单元长２　ｍ左右，主撑及连杆切割单　４监测数据分析　拆撑施工从７月１日开始至７月３０日结束，共用时３０　ｄ，　由于拆撑第１天就拆除了南北两侧的部分受力主梁，造成基　坑内力重新分配，各测点均产生了不同程度的位移。随拆　除工作进行，位移呈现逐步增大的趋势。在施工进行２０　ｄ　以后，内部环形梁均已拆除，内支撑整体受力完全破坏，　拆除外侧的主次梁时控制点位移不再发生较大变化。整个　拆撑过程中，控制点最大水平位移为４．２　ｍｍ，最大垂直位　元长３　ｍ左右。由专人在混凝土支撑上用红色油漆将切割线　明确标出，并由施工员复核。　支撑梁拆除前需搭设支撑体系对支撑梁进行回顶，防　止支撑梁整体性被破坏后发生失稳坍塌。支撑梁距地下２　层顶板仅６００　ｎｌｎ＇ｌ，若搭设钢管脚手架支撑体系需要切割钢　管，故本工程选用了定制钢筋马凳支撑。马凳高５５０　ｎＬｒｎ，　间距依据切割单元的截面大小而定，　没为４００～８００　ｒｕｍ　不等，马凳与支撑梁之间垫多层木方垫块填实。单个马凳　承载力可达２０　ｋＮ，满足施工设备工作要求。支撑拆除过程　中保留地下２层结构梁板模板支撑体系以增加结构板的承载　力。　在切割单元两端打好吊装孔后开始正式切割。将绳　锯链条沿切割位置套在梁上，固定水管，出水口对准切割　处，然后将切割机固定牢固，固定时避免损坏新浇筑楼板　结构。控制箱及操作人员远离切割机２　ｍ以上，以防切割时　链条意外断裂甩出伤人。准备就绪后开启水流，操作控制　箱控制切割速度，利用链条的高速运转摩擦切割混凝土。　水流可以冷却摩擦产生的高温，同时也能带走切割时产生　的粉尘。因支撑梁内含有钢筋，故在切割施工时，需根据　设计钢筋位置调整切割速度，以保证施工作业安全。　根据现场实际情况选择空隙处停放７５　ｔ汽车吊吊装混凝　土块。对于距离较远无法吊装的混凝土块，需采用机动叉　车将其叉至支护柱边，再用汽车吊吊至平板车上运走。考　虑到楼面的承载力，选择合适的小型叉车，将总质量控制　在７ｔ２右。　受施工环境影响，叉车运送范围及汽车吊吊装范围有　限，部分支撑梁拆除后无法运送至汽车吊吊装范围内，则　运送至塔吊吊装范围内吊装。因现场结构施工，塔吊使用　率高，为满足施工进度及施工作业面要求，切割施工时需　合理安排施工机械，避免在塔吊使用高峰期占用塔吊。　基坑南侧存在部分支撑梁位于汽车坡道及楼梯上方的　情况，因其离地较高，且高低变化大，不方便搭设支撑体　系，采用人工风镐拆除。从跨中向支座方向逐步破碎混凝　土，破碎时先剔除表面混凝土后切断箍筋，混凝土破碎至　支座处再切断梁主筋。不可提前切断主筋以防两端支撑梁　处于悬臂状态。待人工拆除全部完成后集中清理掉落的混　凝土废块，用料斗运出。为防止扬尘污染，破碎混凝土时　适量洒　。　移为２－３　ｍｍ，远低于基坑位移允许值。　５　结语　本工程拆除方案合理，效果较好，拆撑过程中基坑各　项监测指标均在允许范围内。经技术分析后，采用的换撑　与拆撑措施充分结合了现场作业条件，实现了良好的社会　经济与环境效益。总结本工程拆撑经验，得出以下结论：　１）内支撑拆除前必须先换撑，换撑措施应在满足设计　要求的前提下以便于施工。　２）内支撑拆除顺序可根据结构施工需求而定，但需经　计算校核；对称拆除可确保结构受力良好，有利于控制基　坑变形。　３）采用静力无损切割技术拆撑可与主体结构施工同时　进行，若能合理安排交叉作业，可几乎不对主体结构施工　造成影响，有效地保证施工连续性。　４）人工风镐不适合大面积混凝土支撑的拆除，可配合　其他拆除工艺进行局部拆撑。　５）静力无损切割技术不仅操作简单、安全可靠、占用　工作面小、噪声低、无污染，而且切除后的混凝土废块便　于回收利用，是一种绿色施工技术，非常适合混凝土支撑　的拆除。　参考文献卫　【１】成关锋．深基坑工程中换撑技术的应用田．建筑技术，２００５（１２）：９０５—　９０６．　【２］韦伟鸿，于银宝．深基坑支撑拆除工法的灵活运用Ｕ］．工业建筑，２００８　９７１－９７４．　【３３】　舒安，洪琦．深基坑混凝土内撑４种拆除方法的比选【刀．施工技术，２０１１　（Ｓ２）：３６—３９．　【４Ｊ张斌．超大规模深基坑内支撑分阶段拆除工艺【『】．建筑技术，２０１２　（４）：３２０—３２３．　［５］刘伟，郝学峰．超大规模深基坑内支撑转换技术在工程中的应用Ⅱ】．　建筑技术，２０１３（１）：９—１１．　【６１胡宇涛，韩寿松．混凝土内支撑粱绳锯切割施工技术ＵＩ．施工技术，　２０１５（￥１）：４８３—４８５．　［７】王曾辉．环梁支撑体系在深基坑工程中的应用Ⅱ］．山西建筑，２０１３（３４）：　９７－９９．　。　．１９．ｎｌⅢ　ｎ　ｎｎ　．ｎｎ矗矗