關(guān)于深基坑內(nèi)支撐拆除安全技術(shù)措施的探討

張偉斌 張良磊

摘要：隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市空間越來越密，超高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，深基坑工程越來越多，基坑“深”、“大”、“緊”、“近”的特點(diǎn)日益突出。常見的基坑支護(hù)形式有：排樁支護(hù)、樁錨、地下連續(xù)墻、土釘墻、基坑內(nèi)支撐等，其中鋼筋混凝土內(nèi)支撐在超大深基坑中的應(yīng)用較為普遍，這種支撐形式可大大提高基坑的穩(wěn)定性，但是深大基坑混凝土內(nèi)支撐拆除一般都體量巨大、工期要求緊，特別是處于城市鬧市中心、周圍建筑物密集的條件下，如何保證拆撐過程中有效控制基坑變形、對(duì)周圍環(huán)境的影響、主體結(jié)構(gòu)成品保護(hù)、以及施工人員機(jī)械的安全更具有重大意義，本文將結(jié)合工程實(shí)例對(duì)內(nèi)支撐拆除的安全技術(shù)措施進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：超高層;深基坑;內(nèi)支撐;拆除;安全技術(shù)措施

深基坑對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求越來越高，采用鋼筋混凝土內(nèi)支撐在保證基坑邊坡安全的同時(shí)還能滿足基坑變形控制的要求，它具有剛度大、變形小、能有效控制擋土結(jié)構(gòu)的變形和周圍地形的變形，但拆除內(nèi)支撐成為直接影響基坑穩(wěn)定性的重要因素。

常用拆除方法有爆破拆除、繩鋸切割拆除、靜音爆破拆除、人機(jī)配合鑿除等。從基坑變形控制、安全、質(zhì)量、成本和工期進(jìn)度等角度考慮，機(jī)械破除法仍是目前較為常用的內(nèi)支撐拆除方法，所以如何控制機(jī)械拆除內(nèi)支撐過程中的基坑安全、機(jī)械設(shè)備人員安全、主體結(jié)構(gòu)安全和周邊建筑物安全以及文明施工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、工程概況

（一）基坑支護(hù)概況

本工程地處福州市臺(tái)江區(qū)北江濱CBD鬧市中心，且與在建地鐵站相鄰，周邊有超高層辦公樓和住宅小區(qū)?；诱嫉孛娣e約4.6萬m²，基坑總周長約1500m，分為兩個(gè)地塊建設(shè)，均設(shè)有三層聯(lián)體地下室，基坑最大開挖深度超過16.0m，基礎(chǔ)為灌注樁基礎(chǔ)。基坑支護(hù)形式為：鉆孔灌注樁支護(hù)樁+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，并有三軸攪拌樁擋土止水。內(nèi)支撐采用鋼筋混凝土對(duì)撐、角撐、圈梁和腰梁，將基坑周圍的水平力傳遞平衡，豎向采用角鋼格構(gòu)柱作為基坑豎向受力體系，承擔(dān)結(jié)構(gòu)自重。支撐梁有1600x1100、1600x1000、1600x900、1000x1100、1000x1000、900x1100、900x1000、900x900、800x900、800x800mm多種截面尺寸。

地下室與支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系如下圖所示：

換撐是將圍護(hù)墻的荷載傳至主體結(jié)構(gòu)的底板、樓板，或通過對(duì)圍護(hù)墻與主體結(jié)構(gòu)外墻間空隙回填將圍護(hù)墻的外力通過主體結(jié)構(gòu)外墻傳至樓板，最終使基坑處于穩(wěn)定而地下室結(jié)構(gòu)逐漸達(dá)到永久受力時(shí)的狀態(tài)，因此換撐設(shè)計(jì)對(duì)于內(nèi)支撐拆除極為重要，是基坑設(shè)計(jì)和施工的重要環(huán)節(jié)，本工程采用的是在底板和樓層板標(biāo)高位置設(shè)計(jì)鋼筋混凝土短柱（一樁一柱）。

（二）拆撐方案的選擇

本工程處于鬧市中心，周邊環(huán)境所限，基坑邊距離周邊建筑物僅約8m寬，面積廣、內(nèi)支撐呈不規(guī)則形狀布置，難以采用爆破拆除等方法，且工期要求高，每道內(nèi)支撐拆除工期須控制在15天以內(nèi)，從進(jìn)度、成本和安全方面綜合考慮，采用以機(jī)械破除的方法，破撐設(shè)備為輪式炮頭機(jī)、履帶式炮頭機(jī)，機(jī)械破除法成本較低、工藝成熟、施工靈活、便于控制、施工速度較快。但此方法同樣存在以下弊端：由于炮頭機(jī)重量大，對(duì)樓板和支撐架要求高，噪音大，揚(yáng)塵控制要求高，夜間無法施工，砼渣清理困難，成品保護(hù)要求高。因此采用此方法拆除內(nèi)支撐，安全文明施工控制技術(shù)為第一要點(diǎn)。

（三）拆撐的原則

（1）嚴(yán)格按照先換撐后拆撐的順序施工，嚴(yán)禁跳過換撐而拆撐;（2）確定拆除順序，拆除順序應(yīng)與支護(hù)設(shè)計(jì)工況一致;（3）按對(duì)稱拆除、平衡受力、先拆除的桿件能將本身承擔(dān)的水平力有效傳遞至換撐構(gòu)件上等原則，確定支撐梁的拆除順序。（先拆角撐，再拆對(duì)撐）;（4）做好基坑監(jiān)測和應(yīng)急措施;（5）做好支撐拆除時(shí)對(duì)已施工地下室及周邊環(huán)境的保護(hù)措施。

二、機(jī)械破除法內(nèi)支撐拆除工藝

（一）總體施工流程

地下室底板結(jié)構(gòu)、換撐完成（達(dá)到強(qiáng)度要求）→拆除第三道支撐→地下室二層結(jié)構(gòu)、換撐完成（達(dá)到強(qiáng)度要求）→拆除第二道支撐→地下室一層結(jié)構(gòu)、換撐完成（達(dá)到強(qiáng)度要求）→拆除第一道支撐→拆除格構(gòu)柱（自上而下）。

內(nèi)支撐構(gòu)件的細(xì)部拆除順序：先拆連續(xù)梁、角撐，再拆大對(duì)撐，最后拆除腰梁。

（二）機(jī)械破除工藝流程

人材機(jī)進(jìn)場→大型汽車吊吊放炮頭機(jī)→樓板面保護(hù)→拆除支撐次梁→拆除支撐主梁→鋼筋、砼分離→整理廢鋼筋→渣土歸堆→渣土裝車外運(yùn)→施工完畢退場。

（三）鋼筋切割整理流程

炮頭機(jī)鑿除支撐混凝土→氣割工人準(zhǔn)備氣割工具→安全距離切割支撐上層鋼筋鋼筋→待混凝土大部分脫離支撐后切割最下層鋼筋→廢舊鋼筋整理歸堆→吊裝外運(yùn)。

（四）渣土清理流程

人工清理渣土→小挖機(jī)清理→人工歸堆→小鏟車歸堆→渣土堆放到指定的區(qū)域→汽車吊、挖機(jī)吊運(yùn)裝車→渣土外運(yùn)。

三、內(nèi)支撐拆除安全管理技術(shù)措施

（一）作業(yè)人員和設(shè)備的管理

1、選擇合格的專業(yè)拆除單位，檢查進(jìn)場人員的證件，操作人員的上崗證必須合格、齊全。

2、作業(yè)前，對(duì)操作人員進(jìn)行詳細(xì)的書面安全技術(shù)交底，技術(shù)負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場指揮施工。

3、作業(yè)人員必須佩戴安全帽、口罩、安全帶等防護(hù)用品。

4、機(jī)械設(shè)備進(jìn)場前，需證件齊全，進(jìn)行報(bào)驗(yàn)，做好保養(yǎng)、驗(yàn)收工作，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（二）拆除作業(yè)時(shí)的控制要點(diǎn)

1、作業(yè)時(shí)要有專人負(fù)責(zé)指揮，并設(shè)立警戒線;在鑿除過程中，嚴(yán)禁站在已經(jīng)割斷梁主筋的支撐梁上進(jìn)行鑿除。

2、每條梁拆除保持連續(xù)施工，再進(jìn)行下一條梁。采用分段拆除，每段約4m，每次拆除支撐梁的長度按1.0m長度控制，確保荷載滿足要求。鑿除破碎要均勻，保證掉落的砼塊徑不大于250mm，及時(shí)將拆下的砼塊清除。

3、支撐破碎時(shí)不得損壞棧橋結(jié)構(gòu)體系;在破拆與棧橋相連構(gòu)件時(shí)，須先將該構(gòu)件與棧橋斷開脫離后方可進(jìn)行破拆。

4、格構(gòu)柱拆除

因在第一道支撐拆除前，鋼立柱不拆，鋼立柱仍處于受力狀態(tài)，故嚴(yán)禁炮頭機(jī)直接打在鋼立柱上，切割鋼筋時(shí)，機(jī)具不準(zhǔn)損傷鋼立柱。

第一道內(nèi)支撐梁拆除完成后，開始拆除鋼格構(gòu)柱。拆除順序應(yīng)自上而下進(jìn)行，使用乙炔焰進(jìn)行分段切割，分段每段不超過1.5m，如分段過長分離時(shí)容易側(cè)翻且吊重有限，將切割分離后的鋼構(gòu)柱用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至吊車工作半徑范圍內(nèi)，最后從預(yù)留的吊料口用塔吊吊出基坑。

5、對(duì)于機(jī)械無法拆除的部位，采用人工風(fēng)鎬破碎法配合，作業(yè)時(shí)兩人一組，沿切割線用風(fēng)鎬先剝開四周箍筋，氧乙炔進(jìn)行切割回收;而后由上而下進(jìn)行破碎，遇到鋼筋即進(jìn)行切割，邊破碎混凝土邊切割鋼筋。

（三）拆撐機(jī)械停放及保護(hù)措施

1、炮頭機(jī)停放在結(jié)構(gòu)樓板位置時(shí)，須事先對(duì)結(jié)構(gòu)辦和下部的模板支撐體系進(jìn)行受力復(fù)核;其下的模板支撐體系不得松動(dòng)，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須達(dá)到要求的設(shè)計(jì)強(qiáng)度（本工程為80%）;破撐機(jī)械停設(shè)位置下、移動(dòng)路線的板面上須采取鋪設(shè)鋼板、厚木板、廢橡膠輪胎等保護(hù)措施。

2、當(dāng)炮頭機(jī)停設(shè)在支撐梁面上，機(jī)械停設(shè)位置下、移動(dòng)路線的第一道支撐梁面應(yīng)鋪設(shè)鋼梁或路基箱等措施。路基箱設(shè)于后一跨，獨(dú)立于當(dāng)前拆除跨，在拆除無棧橋板的支撐梁時(shí)，需在支撐梁上架設(shè)的工字鋼上行走，工字鋼梁應(yīng)與支撐梁固定牢固。

H型鋼梁、路基箱可按如下方式組合鋪設(shè)：

①破碎機(jī)之下的平臺(tái)由H型鋼梁滿鋪構(gòu)成;

②破碎機(jī)之下的平臺(tái)由路基箱滿鋪構(gòu)成;

③破碎機(jī)之下的平臺(tái)由H型鋼梁做平臺(tái)梁，路基箱做平臺(tái)板滿鋪構(gòu)成。

（四）周邊警戒與監(jiān)測

拆撐區(qū)域拉設(shè)警戒線封閉，根據(jù)不同區(qū)域操作平臺(tái)的劃分，用警戒線將機(jī)械操作區(qū)域分開，破碎區(qū)域周邊4米范圍內(nèi)設(shè)置隔離帶，并掛設(shè)警示牌。派專人在操作之前必須檢查操作環(huán)境是否符合安全要求，道路是否順暢，嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入場地。待該區(qū)域砼基本破碎完成后即可進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)行分離鋼筋和清理的施工。

拆除過程中，加強(qiáng)基坑支護(hù)的監(jiān)測，每天監(jiān)測一次，有突變的情況下，增加監(jiān)測次數(shù)，對(duì)基坑變形超過警戒值的應(yīng)立即停止施工，分析原因、采取措施。

（五）結(jié)構(gòu)成品保護(hù)

拆除物清運(yùn)需預(yù)留好行車通道和砼渣堆放場地，混凝土渣塊、廢鋼筋等采用小型機(jī)械加人工清運(yùn)歸堆，然后采用汽車吊、長臂挖掘等大型機(jī)械將堆放好的砼渣從基坑內(nèi)轉(zhuǎn)移到運(yùn)輸汽車上，最后運(yùn)到場外指定地點(diǎn)。同時(shí)，在塔吊吊裝能力范圍內(nèi)可考慮利用塔吊吊運(yùn)部分砼渣，以便加快基坑內(nèi)的清場進(jìn)度。

1、樓板成品保護(hù)

在炮頭機(jī)停設(shè)位置下、移動(dòng)路線的板面上和破碎區(qū)域3m范圍內(nèi)須采取鋪設(shè)鋼板、厚木板、廢橡膠輪胎等，待機(jī)械就位后按規(guī)定的順序開始對(duì)混凝土支撐進(jìn)行拆除，破碎的混凝土塊大小一般控制在25cm內(nèi)，避免因混凝土塊過大墜落底板上，造成結(jié)構(gòu)損傷。

清運(yùn)混凝土垃圾時(shí)應(yīng)平鏟，盡量避免在混凝土面上鏟出劃痕，確保不對(duì)混凝土板造成損壞。

2、墻柱豎向預(yù)留鋼筋保護(hù)

砼塊破除時(shí)極容易造成豎向預(yù)留鋼筋的破壞，為防止破碎掉落的混凝土塊將預(yù)留鋼筋砸彎，需事先在有豎向鋼筋的上方搭設(shè)防護(hù)棚;嚴(yán)禁將大塊構(gòu)件混凝土破除落下，應(yīng)盡量完全破碎成小塊狀;同時(shí)避免機(jī)械碰撞或壓彎預(yù)留豎向墻柱鋼筋，由專人負(fù)責(zé)指揮施工機(jī)械的行走路線，禁止其移動(dòng)時(shí)靠近豎向鋼筋;落入墻柱豎向鋼筋內(nèi)的渣塊進(jìn)行人工清理。

（六）后澆帶與預(yù)留洞口防護(hù)

后澆帶要在破碎前用模板覆蓋，防止混凝土渣掉入;安裝預(yù)留洞口處用模板覆蓋，并在外圍用警戒線設(shè)置醒目標(biāo)志，除防止混凝土渣掉入外，還要防止機(jī)械車輛、人員掉入造成安全事故。

破撐機(jī)械停設(shè)處及移動(dòng)路線上的后澆帶上應(yīng)鋪墊鋼板，盡量避免將機(jī)械停放在后澆帶。

樓梯洞、吊裝洞等尺寸較大的洞口位置需采用鋪設(shè)型鋼+廢舊輪胎和鋼板的方式進(jìn)行防護(hù)。

四、內(nèi)支撐拆除環(huán)境保護(hù)措施

（一）垃圾、排污管理措施

1、施工過程中，車輛往返頻繁，對(duì)駛出工地的車輛需派專人在大門出入口沖洗平臺(tái)處進(jìn)行沖洗清掃，防止污染交通道路。

2、現(xiàn)場施工所排污水，應(yīng)先集中經(jīng)過臨時(shí)沉淀過濾后方準(zhǔn)排出，防止堵塞排水溝。

3、施工過程中，教育工人做到完工料凈、場地清，并將建筑垃圾及時(shí)清理運(yùn)走。

4、破除下來的砼渣、鋼筋需分塊堆放，且不得集中堆載，防止荷載過程對(duì)樓板造成損害，鋼筋處理好進(jìn)行回收。

5、對(duì)每一部離開工地的廢渣清運(yùn)車輛用高壓水槍對(duì)其輪盤進(jìn)行清理，嚴(yán)禁將渣土帶到周圍公共道路上，運(yùn)輸車輛堆砼廢渣不得過高，防止車輛顛簸將砼廢渣傾倒路面，造成不良影響。

（二）揚(yáng)塵控制措施

1、天氣干燥時(shí)，支撐拆除區(qū)域進(jìn)行適量灑水，破碎機(jī)上最好安裝自動(dòng)噴水裝置，若無需派專人對(duì)破碎點(diǎn)進(jìn)行噴水降塵。

2、渣土集中堆放，必要時(shí)將現(xiàn)場渣土進(jìn)行圍擋和覆蓋;

3、場地內(nèi)車輛行駛區(qū)域，專人清掃沖洗。

4、使用炮頭機(jī)進(jìn)行混凝土塊分層破除時(shí)，適時(shí)在內(nèi)支撐梁鑿打處噴水，減少粉塵量。

5、為避免粉塵飛揚(yáng)，除裝混凝土碎塊前應(yīng)使用專用水管向碎塊堆上灑水使其濕潤外，另在裝載機(jī)上安設(shè)噴霧器，邊裝渣邊灑水。

（三）噪音控制措施

1、根據(jù)施工項(xiàng)目現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，合理布置機(jī)械設(shè)備及運(yùn)輸車輛進(jìn)出口。

2、合理安排施工機(jī)械作業(yè)，高噪聲作業(yè)活動(dòng)盡可能安排在不影響正常生活的時(shí)段。

3、對(duì)于高噪聲設(shè)備附近加設(shè)可移動(dòng)的簡易隔聲屏，壓縮機(jī)要性能良好及盡可能低音運(yùn)轉(zhuǎn)，并要安置在遠(yuǎn)離臨近房屋的地方。

4、選用環(huán)保型的低噪音排放施工機(jī)械，做好機(jī)械保養(yǎng)和降噪措施，對(duì)機(jī)械設(shè)備連接部位加潤滑油處理減少機(jī)械摩擦噪音，減少噪聲對(duì)周邊環(huán)境的影響。

5、離高噪聲設(shè)備近距離操作的工人應(yīng)配戴耳塞，以降低高噪聲機(jī)械對(duì)人耳造成的傷害。

6、教育、督促施工班組工人在施工中做到輕提輕放，嚴(yán)禁隨便亂扔、亂敲工具和材料，杜絕不必要的噪音產(chǎn)生。禁止在施工作業(yè)過程中從高空拋擲鐵器等施工材料及工具而造成的人為噪聲。

五、 結(jié)語

綜上所述，在深基坑內(nèi)支撐拆除工作量巨大、工期緊張等情況下，必須制定安全可靠的技術(shù)方案，嚴(yán)格按照拆除順利和方法進(jìn)行施工，加強(qiáng)支撐及基坑監(jiān)測工作，落實(shí)安全文明施工技術(shù)措施，確保拆除作業(yè)的安全、穩(wěn)定，更要注重減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，這對(duì)基坑施工的安全保障尤為重要。

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