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深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和內(nèi)支撐系統(tǒng)爆破拆除技術(shù)

時(shí)間日期：2005-2-25 已被閱讀次：[8753]

佛山市新一建筑集團(tuán)有限公司　季雄巍

[摘　要]　本文總結(jié)深基坑內(nèi)環(huán)支撐及爆破拆除技術(shù)，在我市首次采用，不但保證基坑安全
，而且加快工程進(jìn)度，供同行參考。
[關(guān)鍵詞] 鉆孔樁結(jié)合內(nèi)支撐　三管擺噴止水帷幕　爆破拆除

　　某賓館工程位于廣東省佛山市汾江南路75號(hào)，為地上五層，地下二層的公共建筑，總建
筑面積32000m2，其中地下室建筑面積為11762m2。由于工程四周緊挨舊建筑物，施工期間又
必須保證賓館的正常運(yùn)作，給施工增加了不少的難度；施工過(guò)程采用了多種先進(jìn)的施工工藝
，最終使得工程順利完成，取得了良好的效果。
　　一、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
　　基坑平面近似正方形，由于四周環(huán)境影響，根據(jù)本工程的特點(diǎn)，基坑外圍采用鉆孔樁結(jié)
合內(nèi)支撐、三管擺噴止水帷幕的聯(lián)合支護(hù)形式�；悠矫鎴D見(jiàn)下：
　　1、圍護(hù)擋土結(jié)構(gòu)
　　采用地下連續(xù)墻，雖然整體剛度大、止水效果好，但其單位造價(jià)高，因此，本圍護(hù)結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)，決定采用單排鉆孔灌注樁密排擋土，用樁徑Φ800@950，樁長(zhǎng)在基
坑南側(cè)與西側(cè)部分樁為18.50m，東側(cè)、北側(cè)與西側(cè)部分支護(hù)樁樁長(zhǎng)為13.50m。樁采用均布配
筋。環(huán)梁支撐樁、基坑護(hù)坡樁、基礎(chǔ)樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C25。
　　2、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)
　　在內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)中，支撐系統(tǒng)是極其重要組成部分，本工程采用單層正方形內(nèi)切鋼筋
砼結(jié)構(gòu)拱圈梁支撐，中間留出坑內(nèi)的操作空間，環(huán)梁內(nèi)半徑為36.30m。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高為
－1.30m。
　　環(huán)撐由圓環(huán)梁(斷面2.50m×0.70m)、腰梁(1.0m×0.70m)、斜撐(0.60m×0.60m)、拉桿
組成，混凝土C25，其特點(diǎn)是將坑外水平力通過(guò)圍護(hù)樁和桁架轉(zhuǎn)化為圓環(huán)梁的軸向壓力，發(fā)
揮混凝土的承壓優(yōu)勢(shì)，為確保環(huán)撐整體功能，環(huán)撐采取一次性連續(xù)澆灌成型。環(huán)撐由圍護(hù)樁
和中間支承樁（為Φ800灌注樁）承擔(dān)。
　　內(nèi)支撐采用正方形內(nèi)切砼結(jié)構(gòu)拱圈梁，這樣就巧妙地將支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的側(cè)向土壓力、水
壓力轉(zhuǎn)化為圓形圈梁的軸壓力。拱結(jié)構(gòu)圈梁內(nèi)支撐的構(gòu)思既利用了基坑平面的固有特點(diǎn)，又
充分發(fā)揮了拱圈梁受軸壓力性能優(yōu)越的特點(diǎn)。在施工利用原土層作底板，澆筑拱圈，在施工
過(guò)程中必須注意拱梁、支撐砼與冠梁同時(shí)澆筑，連成整體。
　　3、保護(hù)臨近建筑的隔水帷幕
　　為避免因基坑降水開挖引起臨近的建筑物、地下管線下沉位移及變形開裂，保證地下室
干作業(yè)施工，在圍護(hù)樁之間設(shè)R500@950高壓擺噴樁止水帷幕。高壓擺噴體用三重管旋噴跳打
法施工，噴點(diǎn)間距0.95m，擺噴樁樁長(zhǎng)為19m。
　　三重管法擺噴是90年代中期的工藝，該工藝除對(duì)基坑支護(hù)作止水帷幕外，也經(jīng)常用于地
基加固等作用，該工程采用鉆孔樁支護(hù)，樁間距為150mm，樁空隙采用擺噴止水，在施工中
先采用鉆機(jī)成孔，通過(guò)高壓水和壓縮空氣，在孔底噴射切割≥1min后（水壓力為35MPa），
然后泵入水泥漿，由下而上噴射注漿，在樁與樁之間形成半柱狀止水帷幕，在施工過(guò)程整體
止水效果良好。
　　4、工程監(jiān)測(cè)
　　本工程基坑開挖深度較大，四周為密集建筑住宅，支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)四周環(huán)境不得有任何影響
，我們采取了先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用鋼筋計(jì)封裝置，灌注樁安放測(cè)斜管及鋼筋計(jì)封裝置等監(jiān)
測(cè)手段，施工過(guò)程中對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐、基坑外地下水位、土壓力、周圍環(huán)境等項(xiàng)目進(jìn)
行了監(jiān)測(cè)工作，施工期間2d觀測(cè)一次；在監(jiān)測(cè)實(shí)施過(guò)程中，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)量的最大值均在圍
護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所允許的范圍之內(nèi)，確保了地下室施工安全。
　　二、內(nèi)支撐系統(tǒng)爆破拆除技術(shù)
　　1、拆除方案的選擇
　�。�1）人工拆除法
　　組織一批工人，用大錘和風(fēng)鎬拆除支撐梁。
　　優(yōu)點(diǎn)：施工方法簡(jiǎn)單；機(jī)械和設(shè)備簡(jiǎn)單；容易組織。
　　缺點(diǎn)：施工效率低，工期長(zhǎng)；施工安全較差；施工時(shí)，錘擊與風(fēng)鎬噪音大，粉塵較多，
會(huì)對(duì)佛山賓館正常運(yùn)作產(chǎn)生極大影響，并對(duì)周邊居民產(chǎn)生干擾。
　　（2）用靜態(tài)膨脹劑拆除法
　　在支撐梁上按設(shè)計(jì)孔網(wǎng)尺寸鉆孔眼，鉆孔后灌入膨脹劑，數(shù)小時(shí)后利用其膨脹力，將混
凝土脹裂，再用風(fēng)鎬脹裂的混凝土清掉。
　　優(yōu)點(diǎn)：施工方法較簡(jiǎn)單；混凝土脹裂過(guò)程，緩慢進(jìn)行，無(wú)粉塵，噪音小，無(wú)飛石。
　　缺點(diǎn)：要鉆的孔眼數(shù)量多；裝膨脹劑時(shí)，不能直視鉆孔，否則產(chǎn)生噴孔現(xiàn)象易使眼睛受
傷甚至致盲；膨脹劑膨脹產(chǎn)生的脹力小于鋼筋的拉應(yīng)力，該力可使混凝土脹裂，但拉不斷鋼
筋，要進(jìn)一步破碎，尚困難，還得用風(fēng)鎬處理，工作量大；施工成本最高。
　�。�3）爆破拆除法
　　在支撐梁上按設(shè)計(jì)孔網(wǎng)尺寸鉆炮眼，裝入炸藥和毫秒電雷管，起爆后將支撐梁拆除。
　　優(yōu)點(diǎn)：施工的技術(shù)含量較高；爆破率效率較高，工期短；施工安全；成本適中（比靜態(tài)
破碎劑法便宜）。
　　缺點(diǎn)：爆破時(shí)產(chǎn)生爆破振動(dòng)和爆破飛石；爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲響。
　　（4）綜合比較選擇拆除方案
　　人工拆除法和膨脹劑拆除法有其優(yōu)點(diǎn)，特別是無(wú)震動(dòng)或震動(dòng)小，無(wú)飛石產(chǎn)生，但是效率
低，工期長(zhǎng)，成本高。
　　爆破法拆除最大的特點(diǎn)是效率高、工期短、成本適中，爆破法雖然會(huì)產(chǎn)生爆破振動(dòng)和飛
石，但它是可以控制和解決。
　　由于本工程內(nèi)環(huán)支撐結(jié)構(gòu)由四角斜支撐將環(huán)梁與冠梁連結(jié)，環(huán)梁截面尺寸為2500×700
，鋼筋相當(dāng)密集，混凝土量500多立方米，鋼筋40多噸，綜合比較上述三種拆除方案，從施
工工期、造價(jià)及噪音等多方考慮，決定采用定點(diǎn)爆破拆除法。
　　2、爆破拆除設(shè)計(jì)
　　采用爆破拆除地下室基坑支撐系統(tǒng)，在佛山市還是第一次，為確保爆破拆除工作順利進(jìn)
行，工程技術(shù)人員共同攻關(guān)、認(rèn)真考究，參考其它地區(qū)內(nèi)支撐爆破拆除的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本工程
內(nèi)支撐不同的部位、不同的砼厚度和不同的鋼筋含量，設(shè)計(jì)選用不同的藥量、孔徑、孔深、
孔距以及炮眼布置方式和引爆方式：
　　環(huán)形梁：選用直徑為40mm的炮眼孔徑；長(zhǎng)方向炮眼孔距500mm短方向炮眼孔距450mm；孔
深450mm；單孔裝藥量和邊孔裝藥量均為120g。
　　斜撐：選用直徑為40mm的炮眼孔徑；炮眼孔距400mm；孔深450mm；單孔裝藥量110g。
　　支撐鉆孔樁：選用直徑為40mm的炮眼孔徑；孔深450mm；藥量800g。
　　炸藥：采用2號(hào)硝銨炸藥，當(dāng)炮眼中有水時(shí)，采用乳膠炸藥。
　　雷管：采用毫秒電雷管。
　　起爆法：支撐系統(tǒng)拆除分幾個(gè)段塊進(jìn)行，采用電力起爆法，大串聯(lián)的電爆網(wǎng)絡(luò)，用高能
起爆器起爆。
　　3、爆破拆除法安全分析和控制措施
　�。�1）爆破振動(dòng)：當(dāng)炸藥爆炸瞬間產(chǎn)生地震波，使周圍建筑物產(chǎn)生振動(dòng)，產(chǎn)生的地震波
與爆藥的藥量成正比，與距離成反比。爆破安全規(guī)程的規(guī)定：一般建筑物和構(gòu)筑物的爆破地
震安全性應(yīng)滿足安全震動(dòng)速度的要求，對(duì)一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物，其地面質(zhì)點(diǎn)
的安全震動(dòng)速度為2～3cm/s。
　　作業(yè)時(shí)，采用毫秒電雷管，并根據(jù)不同塊段距離建筑物的遠(yuǎn)近來(lái)確定單段的裝藥量，嚴(yán)
格控制每一段雷管所起爆的炸藥量，使地面質(zhì)點(diǎn)的震動(dòng)速度<2cm/s。
　�。�2）飛石控制：作業(yè)時(shí)，確保鉆孔質(zhì)量和孔深；嚴(yán)格控制藥量；每次爆破前，炮孔口
復(fù)蓋砂袋，再蓋上鐵板，其上再壓砂袋，這樣可以有效地控制飛石。
　�。�3）噪音控制：炮眼裝好炸藥之后，要用炮泥堵密實(shí)，再壓上砂袋，它可減少噪音，
另外用電力起爆法，時(shí)間短，噪音得到控制。
　　4、爆破拆除施工
　�。�1）試爆：為確保爆破拆除的順利進(jìn)行，在正式進(jìn)行爆破拆除以前，我們先選擇西南
角的一部分支撐環(huán)梁和斜撐進(jìn)行試爆，其藥量、孔徑等炮眼參數(shù)均嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行
。起爆以后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，斜支撐的爆破效果相當(dāng)理想，但是環(huán)形支撐梁的爆破效果就不
是太理想。通過(guò)對(duì)試爆結(jié)果和有關(guān)數(shù)據(jù)的分析，我們對(duì)環(huán)形梁支撐部分的孔距、藥量、孔深
等參數(shù)進(jìn)行了小調(diào)整，并根據(jù)調(diào)整后的炮眼參數(shù)，對(duì)環(huán)形梁進(jìn)行了第二次試爆，爆破效果比
第一次有了明顯提高，符合要求。
　�。�2）施工實(shí)施：在進(jìn)行內(nèi)支撐環(huán)梁系統(tǒng)施工時(shí)，我們先按照設(shè)計(jì)要求預(yù)埋了孔眼，作
業(yè)時(shí)，根據(jù)兩次試爆后調(diào)整的各種技術(shù)參數(shù)，按照施工設(shè)計(jì)的要求，全面進(jìn)行環(huán)梁支撐的拆
除施工，分段爆破，并采用型鋼板包裹并上壓砂包保護(hù)措施，避免爆破時(shí)的沖擊砂石飛散和
噪音，以確保四周房屋及行人安全，由于藥量、爆眼布置和引爆方案合理，我們保質(zhì)保量、
按時(shí)、安全地完成了佛山賓館環(huán)形梁支撐系統(tǒng)的爆破拆除任務(wù)。
　　三、總結(jié)
　　本工程成功運(yùn)用了鉆孔樁結(jié)合大型混凝土環(huán)形梁內(nèi)支撐、三管擺噴水泥樁止水帷幕的聯(lián)
合支護(hù)形式，以及多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，是佛山市首例成功推廣應(yīng)用的環(huán)形梁內(nèi)支撐
深基坑支護(hù)技術(shù)，實(shí)踐證明支護(hù)和止水效果良好，安全可靠，為今后的深基坑設(shè)計(jì)積累了寶
貴的經(jīng)驗(yàn)。
　　地下室基坑混凝土內(nèi)支撐系統(tǒng)的爆破拆除技術(shù)的應(yīng)用，在佛山市也是第一次，我公司為
保證施工順利進(jìn)行，參考其它地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，共同攻關(guān)，通過(guò)多方比較和分析，并經(jīng)過(guò)試
爆調(diào)整各技術(shù)參數(shù)，在確保安全和工期的情況下，成功地完成了混凝土內(nèi)支撐系統(tǒng)的爆破拆
除工作，使整個(gè)工程最終獲得了成功。
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB 50330－2002
　　2、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79－2002　
J 220－2002
　　3、《深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工》余志成施文華編著中國(guó)建筑工業(yè)出版社

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