緊鄰越江隧道的深基坑支撐拆除施工技術(shù)

王繼奎

上海市工程建設(shè)咨詢(xún)監(jiān)理有限公司 上海 200433

1 工程概況

1.1 基坑工程概況

上海徐匯濱江恒基H-2地塊發(fā)展項(xiàng)目擬建1棟61層辦公商務(wù)樓和4層裙房，整體設(shè)3層地下室，開(kāi)挖深度16.9 m，基坑分為Ⅰ區(qū)（約12 520 m2）和Ⅱ區(qū)（約4 890 m2）進(jìn)行施工，塔樓區(qū)域開(kāi)挖深度19.2 m，裙樓區(qū)域開(kāi)挖深度16.9 m，基坑北側(cè)龍耀路下分布有龍耀路隧道，其中龍耀路越江隧道主線（埋深9～10 m）距離基坑圍護(hù)外邊線為43 m；南線匝道（埋深1.3～9.0 m）距離基坑圍護(hù)外邊線為32 m。本工程處于龍耀路越江隧道保護(hù)范圍內(nèi)（圖1）。

圖1 基坑和龍耀路越江隧道的平面關(guān)系

1.2 圍護(hù)及支撐情況

本工程基坑采用厚1 000 mm“兩墻合一”地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體，地下連續(xù)墻共計(jì)95幅，其中臨時(shí)分隔墻33幅（Ⅰ區(qū)與Ⅱ區(qū)臨時(shí)分隔），地下連續(xù)墻最深47.7 m，地下連續(xù)墻均嵌入基底以下約18 m，地下連續(xù)墻槽段之間采用圓形鎖口管柔性接頭。

東南側(cè)連通道周邊圍護(hù)體采用φ800 mm鉆孔灌注樁排樁結(jié)合φ850 mm@600 mm三軸水泥土攪拌樁隔水帷幕，帷幕與兩側(cè)地下連續(xù)墻交界處采用φ800 mm@600 mm的高壓旋噴樁進(jìn)行封堵。

地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)為水下C35，地下連續(xù)墻抗?jié)B等級(jí)為P8，地下連續(xù)墻豎向主筋保護(hù)層厚度迎坑面為50 mm，迎土面為70 mm。

本工程地基加固主要是基坑內(nèi)三軸攪拌樁抽條加固，局部深坑采用旋噴樁加固及RJP工法樁加固，地下連續(xù)墻槽段之間采用RJP工法樁接縫止水。

地下連續(xù)墻接縫處坑外普遍設(shè)置3根品字形的φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁接縫止水帷幕，北側(cè)鄰龍耀路側(cè)地下連續(xù)墻接縫則采用φ2 400 mm的180°定角度RJP大直徑高壓旋噴樁進(jìn)行封堵，樁身標(biāo)高范圍為－50.50～－33.00 m，與地下連續(xù)墻同深。

Ⅰ區(qū)基坑采用地下連續(xù)墻＋3道鋼筋混凝土支撐的支護(hù)形式，塔樓局部區(qū)域另設(shè)2道雙拼型鋼支撐體系。第1道支撐混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，第2道和第3道支撐混凝土等級(jí)為C40；第4道鋼支撐規(guī)格為H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm，中心標(biāo)高為－18.10 m，邊環(huán)梁截面積為1 200 mm×800 mm，混凝土等級(jí)為C35（圖2）。

Ⅱ區(qū)基坑采用地下連續(xù)墻＋3道鋼筋混凝土對(duì)撐的支護(hù)形式。第1道支撐混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，第2道和第3道支撐混凝土等級(jí)為C40。

圖2 基坑支撐體系平面布置

2 拆除工況及要求

2.1 Ⅰ區(qū)工況

待B3框、B2框結(jié)構(gòu)施工完畢，與中隔墻下翻牛腿換撐，塔樓區(qū)域車(chē)道局部樓板缺失處換撐鋼支撐施工完畢、B1層型鋼換撐施工完畢且混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，拆除第2道支撐，施工B1層框結(jié)構(gòu)。待B1框結(jié)構(gòu)施工完畢，B1M夾層型鋼斜換撐施工完畢，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，拆除第1道支撐及棧橋，施工B1M夾層框結(jié)構(gòu)。

2.2 施工分區(qū)

1）支撐按照后澆帶位置，分為3塊拆除，拆除順序?yàn)镋1區(qū)→J1區(qū)→J2區(qū)。

2）支撐嚴(yán)格按照樓板的承載力進(jìn)行分段切割。根據(jù)叉車(chē)的自重、板的承載力（支模排架不拆除情況下）、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合吊車(chē)的回轉(zhuǎn)半徑和伸臂的延伸長(zhǎng)度來(lái)決定每段混凝土切割體的質(zhì)量。一般切割后的混凝土支撐塊體質(zhì)量控制在10～15 t之間。

3）在本次工程支撐切割拆除過(guò)程中，采用100 t汽車(chē)吊，充分滿足不同區(qū)域不同施工環(huán)境之下的吊運(yùn)作業(yè)。在施工過(guò)程中，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及基坑工程支撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)場(chǎng)已有的棧橋，合理、安全地布置停放吊車(chē)的專(zhuān)用位置，確保吊運(yùn)安全、快捷（原則上吊車(chē)支點(diǎn)必須設(shè)置在支撐梁上）。

4）圍檁切割拆除之前，搭設(shè)由槽鋼拼接的托架。圍檁切割質(zhì)量控制在10～15 t之間（各層質(zhì)量參考每道支撐的分隔質(zhì)量）。

5）支撐混凝土塊的外運(yùn)及場(chǎng)地堆放等后續(xù)工作均需合理解決，充分確?；雍罄m(xù)結(jié)構(gòu)的施工。

6）合理組織施工人員，施工機(jī)械設(shè)備的調(diào)配，全面滿足工程需要，且全面服從總包的工作安排。

3 拆撐方法優(yōu)選

本工程位于城市建筑密集區(qū)及龍耀路越江隧道保護(hù)區(qū)內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，拆撐方法的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素[1-4]：

1）為保證地下室回筑結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度，拆撐不得影響支撐梁內(nèi)主體結(jié)構(gòu)施工。

2）盡量縮短拆撐工序的施工時(shí)間，確保滿足業(yè)主節(jié)點(diǎn)工期要求。

3）減小對(duì)基坑本體及龍耀路越江隧道、地下管線等周邊環(huán)境的影響。

4）拆撐要滿足安全文明施工的規(guī)定。

上述諸因素對(duì)混凝土內(nèi)支撐的拆除提出了較高標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，拆撐方法的優(yōu)選及優(yōu)化就顯得尤為重要。

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，在常用的鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除方法中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，我們選擇第3道支撐采用鎬頭機(jī)拆除，第2道、第1道支撐采用靜力無(wú)損（金鋼鏈鋸切割）拆除的方法。

4 施工工藝及施工方法

4.1 混凝土支撐拆除施工工藝

4.1.1 支撐拆除

支撐采用鏈鋸倒八字方式切割（該做法可使得支撐梁不下落）。首先利用風(fēng)鎬擊碎待切割的支撐兩端混凝土，混凝土鑿除至支撐兩端外側(cè)上皮主筋（露出4根主筋），然后采用鏈鋸倒八字切割支撐（圖3），待支撐切割完成后，切斷外側(cè)上皮主筋，最后采用汽吊將切割后的支撐吊裝至指定點(diǎn)。

圖3 支撐切割示意

4.1.2 圍檁拆除

圍檁切割拆除之前，首先在圍檁底部架設(shè)鋼托架，作為圍檁切割拆除的托架；然后在圍檁內(nèi)側(cè)進(jìn)行排孔（穿鋼絲繩處），最后切割圍檁。

4.1.3 格構(gòu)柱四周節(jié)點(diǎn)支撐拆除

格構(gòu)柱四周節(jié)點(diǎn)混凝土支撐無(wú)法采用切割方式拆除，其中，第2道支撐格構(gòu)柱四周的混凝土采用小型鎬頭機(jī)進(jìn)行破碎拆除。

4.1.4 支撐拆除備用施工工藝

支撐拆除過(guò)程中，主要采用鏈鋸倒八字方式切割。若施工過(guò)程中出現(xiàn)不可避免的施工難題，無(wú)法采用鏈鋸倒八字方式切割時(shí)，局部支撐采用排孔切割。排孔切割步驟如下（該方法主要用于圍檁靠外一側(cè)）：

1）利用排孔機(jī)從混凝土支撐面排孔，切斷支撐混凝土及鋼筋，保留支撐兩側(cè)各寬100～150 mm及兩端兩側(cè)上下8根鋼筋。

2）利用空壓機(jī)將混凝土支撐兩側(cè)寬100～150 mm的混凝土鑿除。

3）叉車(chē)插入梁底，向上支托混凝土支撐，再用氣割割斷鋼筋后，叉運(yùn)混凝土塊體至吊裝位置。

4.2 支撐切割分段要求

1）切割分段總體原則是根據(jù)支撐梁、圍檁的截面尺寸，根據(jù)叉車(chē)的自重、頂板的承載力，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況、吊車(chē)的回轉(zhuǎn)半徑和伸臂的延伸長(zhǎng)度，每段混凝土切割體的質(zhì)量為10～15t。

2）支撐梁、圍檁切割線放樣。參照支撐梁、圍檁計(jì)算控制極限長(zhǎng)度并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況（格構(gòu)柱位置、支撐梁連接具體情況）確定切割線位置。

4.3 吊裝工況

本工程支撐切割后采用100t汽車(chē)吊單機(jī)兩點(diǎn)吊裝，機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑控制在20～35 m，在各道混凝土支撐切割拆除過(guò)程中，汽車(chē)吊機(jī)均需停放在棧橋上。汽車(chē)吊吊裝范圍以外的支撐段采用叉車(chē)叉運(yùn)到吊運(yùn)點(diǎn)。

4.4 混凝土支撐切割施工工藝

1）本次支撐切割拆除分為支撐、圍檁拆除2個(gè)時(shí)間段，切割后的混凝土體需要吊至指定堆放點(diǎn)并及時(shí)外運(yùn)。針對(duì)以上情況，本工程組織先進(jìn)的機(jī)械切割設(shè)備和專(zhuān)業(yè)施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工作業(yè)。

2）機(jī)械切割采用進(jìn)口液壓數(shù)碼遙控碟片切割機(jī)、鋼線切割機(jī)、高速鉆孔機(jī)，該機(jī)能滿足設(shè)計(jì)要求，切割作業(yè)時(shí)能有效地減小對(duì)圍護(hù)體的振動(dòng)，將對(duì)圍護(hù)體的不利影響降至最低。

3）拆除圍檁時(shí)，搭設(shè)鋼馬凳，采用高速鉆孔對(duì)圍檁進(jìn)行分段切割，由于圍檁緊靠地下連續(xù)墻，二者之間產(chǎn)生一定的吸力，因此采用小型擴(kuò)張器或?qū)Ｓ们Ы镯攲鷻_與地下連續(xù)墻之間通過(guò)振動(dòng)進(jìn)行分離，然后用叉車(chē)將分段圍檁叉運(yùn)至吊運(yùn)地點(diǎn)起吊外運(yùn)。

4）支撐切割后，采用叉車(chē)將分段支撐叉運(yùn)至吊機(jī)起吊較近的位置，利用吊機(jī)裝車(chē)外運(yùn)。叉運(yùn)一段、吊運(yùn)一段，嚴(yán)禁將分段支撐集中堆放于一處。

5）支撐分段切割方法。碟片、鋼線切割以混凝土支撐側(cè)面單邊留置寬100～150 mm為基準(zhǔn)，當(dāng)叉車(chē)叉桿托頂混凝土支撐時(shí)，通過(guò)人工將留置的單側(cè)寬100～150 mm的混凝土破碎，并將其鋼筋割斷后叉運(yùn)至起吊點(diǎn)外運(yùn)。高速鉆孔機(jī)切割混凝土支撐時(shí)，將支撐切割定位線的兩側(cè)留置寬100～150 mm，通過(guò)人工將留置的混凝土支撐兩側(cè)混凝土破碎，用氣割槍將支撐下排主筋及腰筋割斷，兩側(cè)上排主筋保留，當(dāng)叉車(chē)叉桿托頂混凝土支撐時(shí)，對(duì)兩側(cè)上排主筋進(jìn)行割斷，后叉運(yùn)至起吊點(diǎn)外運(yùn)[5-7]。

5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析比較

對(duì)比分析第2道支撐拆除期間和第3道支撐拆除期間龍耀路越江隧道南匝道沉降、輔道管線和地表沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（因水平位移累計(jì)變化量均在3 mm左右，遠(yuǎn)小于10 mm的設(shè)計(jì)報(bào)警值且變化都比較平緩，故未列出），可以得出如下結(jié)論：第3道支撐拆除期間（2017年10月8日—10月22日），龍耀路隧道南匝道最大沉降量平均值、輔道管線和地表最大沉降量平均值分別為1.35 mm/d、0.78 mm/d，累計(jì)沉降量分別為20.25 mm和11.70 mm，均超過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)警值10 mm；而第2道支撐采用金鋼鏈鋸切割拆除期間（2017年11月27日—12月6日），龍耀路隧道南匝道的最大沉降量平均值、輔道管線和地表最大沉降量平均值分別為0.16 mm/d、0.29 mm/d，累計(jì)沉降量分別為1.60 mm和2.90 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10 mm的設(shè)計(jì)報(bào)警值。

可見(jiàn)，采用金剛鏈鋸切割的方式拆除與采用鎬頭機(jī)拆除的方式相比，對(duì)減緩龍耀路隧道南匝道沉降、輔道管線和地表沉降起到了明顯的效果，這說(shuō)明優(yōu)先采用金剛鏈鋸切割的方法拆除第2道及第1道支撐，可明顯減小對(duì)鄰近龍耀路隧道變形的影響。

6 結(jié)語(yǔ)

采用靜力無(wú)損（金鋼鏈鋸切割）拆除鋼筋混凝土內(nèi)支撐的方法，可有效地減小對(duì)鄰近深基坑建筑物變形的影響，在科學(xué)合理安排交叉作業(yè)的情況下，可與地下室主體結(jié)構(gòu)施工同時(shí)進(jìn)行，不僅安全可靠，而且占用工作面小，可組織加快的成倍節(jié)拍流水施工，能縮短地下室結(jié)構(gòu)回筑的施工工期。同時(shí)，其施工過(guò)程噪聲低（小于10 dB），揚(yáng)塵小、污染小，是一項(xiàng)值得推廣的綠色施工技術(shù)。