深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除施工技術(shù)的應(yīng)用研究

羅艷平

（中鐵十七局集團(tuán)上海軌道交通工程有限公司 蘇州相城 215131）

0 引言

就深基坑支撐拆除工作而言，往往具有危險系數(shù)高、施工工期緊等特點，一些深基坑的開挖面積達(dá)到了數(shù)萬平米，開挖深度超過了20多米，具體拆除期間難度極大。另外，拆除過程中還要加強對周圍居民、環(huán)境的保護(hù)。因此，拆除施工中要將機械拆除與爆破拆除等方法結(jié)合，降低內(nèi)支撐拆除施工的難度與工作量。

1 當(dāng)前常用的深基坑內(nèi)支撐拆除工法

一般來說，目前對于深基坑混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的拆除主要用到以下幾種方法：其中，爆破法、機械拆除法最為常見。此外，風(fēng)鎬破除法、人工拆除法也偶爾被采用。由于不同拆除方法各具優(yōu)缺點，因而施工期間應(yīng)結(jié)合工程實際狀況做好拆除工法的選用。

1.1 爆破法

采用爆破法進(jìn)行施工時，首先需要搭設(shè)施工支架，之后還要鉆眼裝藥。上述工作結(jié)束后，要按要求做好爆破防護(hù)工作，爆破完成之后要進(jìn)行及時的清理。采用爆破拆除法的費用較低，拆除速度較快（約120m3/d，每天按10h計算，下同）。但是，該方法的審批手續(xù)相對復(fù)雜，并且要與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門以及周邊居民進(jìn)行大量的協(xié)調(diào)工作。此外，由于爆破瞬間應(yīng)力會突然釋放，因而可能對基坑內(nèi)襯結(jié)構(gòu)造成破壞。具體施工期間，應(yīng)注意以下要點：

1.1.1 合理設(shè)計爆破參數(shù)、準(zhǔn)確計算裝藥量

對于不同結(jié)構(gòu)的深基坑內(nèi)支撐而言，它們在布筋方式、位置以及爆體結(jié)構(gòu)方面有著較大的差異，因而爆破施工期間應(yīng)合理設(shè)置爆破參數(shù)與等級。同時，還應(yīng)遵循密孔少藥的原則，切實提高爆破施工的效果，降低爆破有害效應(yīng)的不利影響。

1.1.2 布孔設(shè)計

在進(jìn)行布孔設(shè)計時，需要對以下兩部分的設(shè)計工作引起重視：排間距、孔深。具體設(shè)計時，要對鉆孔的孔徑大小以及所用炸藥的品種做出研究，同時還要對爆體結(jié)構(gòu)的強度等因素進(jìn)行分析。當(dāng)前，布孔設(shè)計中多采用梅花形布孔，如果爆體的寬度不超過60cm，那么可以布設(shè)1～2排孔，并在同一截面上可以只布設(shè)一個孔；如果寬度介于0.6～1.4m之間，那么布孔時可以布設(shè)3～4排孔，并且要在同一截面上布設(shè)2個孔。最后，如果寬度超過了1.4m，那么應(yīng)按要求布設(shè)5排以上的孔。需要注意的是，在同一截面上最好布設(shè)3個孔。具體布孔期間，可根據(jù)現(xiàn)場的實際情況做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

1.1.3 裝藥與網(wǎng)路設(shè)計

總體而言，孔內(nèi)宜使用連續(xù)裝藥的結(jié)構(gòu)形式，并且藥包要位于炮孔的底部位置處。在進(jìn)行起爆雷管的安裝時，要確保雷管伸入到裝藥全部深度的1/3～1/2位置處。裝藥結(jié)束后要做好填塞工作，所選用的材料大多是含有部分粘土的黃沙材料。另外，也可根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況選取合適的填塞材料。具體填裝期間，要分層裝入，并且要使用木棍分層搗實。最后，上述工作結(jié)束后要進(jìn)行網(wǎng)路設(shè)計。為確保起爆網(wǎng)路的可靠性與安全性，設(shè)計工作宜采用孔外毫秒微差延期網(wǎng)路。

1.2 風(fēng)鎬破除法

拆除施工期間，首先要搭設(shè)支架，并利用人工風(fēng)鎬進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的破碎。這一期間，要結(jié)合氣焊切割施工，以便快速地拆除內(nèi)部鋼筋。一般來說，采用這一拆除施工技術(shù)的工效能夠達(dá)到25m3/d左右。該施工方法的安全度相對較高，施工期間產(chǎn)生的振動較小，因而不會對基坑產(chǎn)生嚴(yán)重的變形破壞。但是，采用這一施工技術(shù)需要對現(xiàn)場的人員、設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的管理，并且施工進(jìn)度相對較慢。

1.3 機械切割法

與上述拆除技術(shù)相同的是，采用機械切割技術(shù)首先需要搭設(shè)支架，同時要將內(nèi)支撐底部頂緊。之后，就可以著手開展分段切割施工，所拆除的碎石通常借助吊車吊出。該工法的工效可以達(dá)到54m3/d左右，并且施工期間不會產(chǎn)生噪聲與灰塵污染，對于施工現(xiàn)場與周圍環(huán)境能夠起到很好的保護(hù)作用。但是，采用切割法施工時會增加施工成本，具體施工期間應(yīng)注重多種拆除施工技術(shù)的結(jié)合使用。

1.4 炮機破除法

在應(yīng)用炮機破除技術(shù)進(jìn)行內(nèi)支撐拆除施工時，首先應(yīng)進(jìn)行炮機坐落平臺的墊設(shè)。具體施工期間，可以利用炮機進(jìn)行混凝土的破碎，同時配合人工氣焊技術(shù)進(jìn)行鋼筋的切割。這樣一來，就能顯著提高拆除效率。拆掉的碎渣可以利用挖機裝吊斗，并借助汽車運出。該技術(shù)的工效能夠達(dá)到47.5m3/d。如果利用該技術(shù)能夠節(jié)省成本，但是施工進(jìn)度相對較慢，并且施工期間產(chǎn)生較大的振動，甚至可能引發(fā)基坑變形問題。

1.5 人工拆除

在一些細(xì)部構(gòu)造中，通常需要借助人工拆除的方法。該方法可以對建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用，但是，施工期間需要投入大量的人力、財力，并且對施工人員的自身安全有著較大的威脅。

2 案例分析

2.1 工程概況

某建筑的占地面積為18931.0m2，其中深基坑的面積達(dá)到了17150m2。該深基坑使用的支護(hù)方式為常見的“排樁+內(nèi)支撐+錨索”。在支撐平面中，采用的是雙圓環(huán)形式。在該工程中，內(nèi)支撐截面的最大尺寸為1700mm×800mm。另外，鋼筋采用的是φ28，φ25以及φ12。此外，支撐梁所使用的混凝土等級為C30，環(huán)撐結(jié)構(gòu)采用的是C40。需要注意的是，在本工程中內(nèi)支撐混凝土使用的方量相對較大（20000m3左右），并且內(nèi)支撐混凝土的強度等級為C40，混凝土內(nèi)部分布著大量的鋼筋（3000t左右）。

2.2 拆除施工技術(shù)研究

2.2.1 拆撐順序

具體拆除施工中，考慮到后澆帶的位置較為特殊，因而拆撐工作中總體上自東向西進(jìn)行依次拆除。同時，拆除期間合理組織拆撐與下部結(jié)構(gòu)的流水作業(yè)。另外，拆除施工中遵循對稱拆撐的重要原則，在進(jìn)行每個區(qū)域的支撐大面破拆工作之前，安排專門的施工人員對連系梁和腰梁進(jìn)行斷開。這樣一來，可以使應(yīng)力得到有效的釋放。之后，再組織人員將主梁和腰梁、壓頂梁進(jìn)行斷開，同樣使得應(yīng)力得到有效的釋放。其中，圖1所展示的是應(yīng)力釋放平面圖。具體施工期間，統(tǒng)籌安排各類拆除工法，并對現(xiàn)場的人員、設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格的管理與協(xié)調(diào)。

圖1 內(nèi)支撐拆除施工應(yīng)力釋放平面

2.2.2 方案選擇

在進(jìn)行拆除工作之前，主要擬定了三種不同的施工方案。方案一：該工程可采用的拆除方法以機械拆除為主，并輔以人工拆除等眾多方法。施工時，先利用機械（鎬頭機等）進(jìn)行施工作業(yè)，在一些機械無法到達(dá)的位置，以人工空壓機輔助施工，進(jìn)而對內(nèi)支撐進(jìn)行有效的鑿除。方案二：施工期間還可用到靜力爆破技術(shù)。由于氧化鈣爆炸過程中會產(chǎn)生較大的膨脹壓力，因而混凝土?xí)霈F(xiàn)徑向裂變，最終產(chǎn)生破裂的現(xiàn)象。相對于其他拆除工法而言，靜態(tài)爆破技術(shù)的安全性、可靠性相對較高，同時施工期間不會出現(xiàn)飛石問題，也不會對周圍建筑結(jié)構(gòu)和土體產(chǎn)生劇烈的振動，因而施工具有較高的安全性。方案三：施工時還用到了爆破拆除技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用期間自下而上分層實施。首先，施工時應(yīng)先在設(shè)計點位處進(jìn)行支撐梁的全部切斷。之后，再利用分段微差松動爆破工法進(jìn)行拆除。技術(shù)人員在分析了現(xiàn)場的具體情況之后，最終決定采用方案一，施工時重點對支撐梁換撐進(jìn)行嚴(yán)格把控，并協(xié)調(diào)各部門做好渣土的轉(zhuǎn)運。

2.2.3 環(huán)境監(jiān)測

監(jiān)測工作的重點是周圍環(huán)境的污染以及基坑的擾動程度，通過做好環(huán)境監(jiān)測，可以為拆除工作提供一定的技術(shù)指導(dǎo)，同時還可及時了解到內(nèi)支撐的內(nèi)力變化狀況與變形狀況。在本工程中，重點監(jiān)測的是卸荷階段內(nèi)力分布狀況以及重分布狀況，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了及時的匯報。

3 結(jié)束語

在進(jìn)行深基坑的開挖與支護(hù)階段，通過混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠提高施工效率、縮短施工周期，同時還能節(jié)省15%～20%的建筑材料。但是，在進(jìn)行拆除工作時應(yīng)引起技術(shù)人員的重視，根據(jù)現(xiàn)場實際狀況選取科學(xué)有效的拆除技術(shù)，盡可能降低施工期間對周圍環(huán)境的破壞。