大型深基坑支撑拆除施工技术

大型深基坑支撑拆除施工技术第一章工程溯源与风险画像1.1项目坐标南京河西CBD地下空间一期，基坑平面186m×142m，开挖深度23.4m，支护体系为“1200mm地下连续墙+五道钢筋混凝土内支撑”，支撑截面800mm×1000mm，混凝土C40，主筋HRB40032/28双层双向，单根最大跨度28m，支撑轴力设计值28500kN。1.2拆除阶段工况主体结构已施工至±0.000，地下四层结构顶板、负一层至负三层楼板全部闭合，形成“箱盒”效应；坑外地铁7号线盾构区间距坑边12m，隧道顶部埋深16m，允许附加变形3mm；坑内降水井持续运行，水位稳定在坑底以下1.5m。1.3风险矩阵R1支撑突然断裂导致结构冲击荷载→楼板冲切破坏；R2支撑拆除顺序错误→连续墙侧向位移>5mm→地铁隧道报警；R3爆破振动→周边高层玻璃幕墙爆裂；R4切割粉尘→环保在线监测PM10超标→政府勒令停工；R5夜间运输→混凝土块35kN落载→行人伤亡。风险等级：R1、R2为Ⅰ级（灾难），R3、R4为Ⅱ级（重大），R5为Ⅲ级（较大）。第二章法规与制度清单2.1国家层面《建筑拆除工程安全技术规范》GB50720—2011第5.3.4条：深基坑内支撑拆除应编制专项方案，经专家论证并备案。《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号第二十六条：拆除施工前，建设单位应委托第三方监测，监测数据实时上传住建平台。2.2地方层面《南京市深基坑工程管理办法》宁建规字〔2022〕8号第十五条：拆除作业24h前，须向地铁保护办书面告知，地铁值班室派专人驻场。《南京市扬尘污染防治条例》第二十八条：拆除工程应配套“切割—降尘—吸尘”一体化设备，PM10小时均值≤0.15mg/m³。2.3企业制度《中建×局超深基坑支撑拆除红线制度》2023版：①未经“轴力清零—置换—复测”三签字的支撑，严禁切割；②夜间22:00—06:00禁止块体大于1m³的吊装；③监测数据异常（连续墙侧移2h内增值≥0.3mm/h）立即启动“熔断”预案，现场停止一切动载作业；④违规一次，项目经理降薪30%，年度绩效清零。第三章技术路线比选3.1方案A：控制爆破优点：速度120m³/台班；缺点：振速2.5cm/s，地铁隧道允许0.5cm/s，需减振孔+预裂+电子雷管逐孔起爆，成本增加38%。3.2方案B：液压破碎锤优点：无振动；缺点：噪音92dB，夜间禁止，效率25m³/台班，总工期65d，超时25d，违约金500万元。3.3方案C：金刚石绳锯+液压钳静态破碎优点：振速<0.2cm/s，噪音<75dB，粉尘浓度<0.1mg/m³，效率80m³/台班，工期42d，成本居中。综合比选：采用“绳锯分段切割+液压钳二次破碎+汽车吊分块吊出”为核心技术路线，局部爆破仅用于支撑与连续墙节点（经地铁保护办专项审批）。第四章施工准备4.1组织成立“拆撑指挥部”，指挥长由建设单位总经理担任，下设技术组、安全组、监测组、应急组、对外协调组，实行“统一指挥、分区作战、清单销项”。4.2设计复核采用MIDASGTSNX2023建立三维模型，按“拆除一步、激活一步”模拟15工况，结果：①连续墙最大侧移18.2mm（工况9，拆除第三道支撑时），满足20mm限值；②楼板最大反拱4.7mm，满足L/400=7.5mm；③地铁隧道最大附加沉降1.8mm，满足3mm预警值。4.3材料与设备绳锯机：喜利得DSH900X，功率38kW，线速度0–35m/s，标配30m金刚石串珠绳，抗拉170kN；液压钳：德国AtlasHC450，开口750mm，破碎力215t；汽车吊：徐工QY130K，主臂73m，支腿全伸8.7m×8.5m，作业半径18m时额定起重量51t；降尘：雾炮机FC80，射程80m，水量0–8t/h，PLC联动在线PM10监测自动启停；轴力监测：振弦式轴力计JTMV1000，量程0–5000kN，精度0.5%F.S，数据5min上传云端。4.4试验段在基坑西北角设置6m×6m试验段，先行拆除两根支撑，验证：①切割时间：单根1.8m³支撑45min；②块体分割：每段1.2t，吊索2点起吊，水平夹角60°，钢丝绳安全系数8.2；③粉尘：切割口布置负压吸罩，PM10峰值0.12mg/m³，达标。第五章拆除流程（可直接照做的操作指南）5.1目的在42d内安全拆除128根钢筋混凝土支撑，确保地铁隧道附加沉降≤3mm，周边建筑振速≤0.5cm/s，粉尘在线达标，零事故。5.2前置条件①主体结构顶板、负一层至负三层楼板后浇带全部封闭，同条件试块强度达100%设计值；②第三方监测初始数据连续72h无异常；③轴力计读数稳定，与设计值偏差<5%；④绳锯机、液压钳、汽车吊经第三方年检合格，操作手持证并在有效期内；⑤夜间施工许可证、交通组织方案、渣土清运路线已批复；⑥应急物资：注浆机2台、聚氨酯堵漏剂500kg、钢支撑609×16mm共20t、沙袋1000只已就位。5.3详细步骤Step1轴力清零1.启动顶板预留600kN千斤顶，对目标支撑施加反向顶升力，顶升量0.5mm；2.同步读取轴力计，当轴力降至5%设计值以内，保持10min；3.技术组、监测组、监理三方签字确认“轴力清零单”。Step2绳锯切割定位1.用全站仪放样，在支撑两端距连续墙300mm处弹出切割线；2.切割线两侧200mm范围粘贴10mm厚钢板做“导向轨”，防止串珠绳跑偏；3.安装绳锯机导轨，水平度≤1mm/m，紧固M20化学锚栓，抗拔力60kN。Step3切割作业1.启动冷却水，流量≥15L/min，水温≤30℃；2.串珠绳初始张力2kN，进给速度0–2m/min，电流18–22A；3.切割至钢筋层时，降速至0.5m/min，防止串珠绳崩断；4.贯通后，继续空转30s，确保切割面平整度≤3mm；5.关闭电源，回收串珠绳，用清水冲洗检查，磨损量>1mm必须更换。Step4块体分割1.在已切下的6m长支撑底部垫200mm高砂袋，使其悬空50mm；2.液压钳从跨中向两端对称破碎，每段长度≤1.2m，重量≤1.5t；3.破碎时钳口与钢筋垂直，禁止斜向啃咬，防止混凝土飞溅；4.钢筋回收：氧乙炔切割成1.5m短料，分类码放，及时清运。Step5吊装外运1.采用“四点吊”+平衡梁，吊索φ18mm钢丝绳，安全系数8；2.汽车吊支腿全伸，垫220mm厚钢板，接地比压≤0.12MPa；3.指挥手势执行GB5082—85标准，对讲机备用频道457.925MHz；4.块体直接装入20t自卸车，车厢底部铺10mm橡胶垫，防止撞击；5.出场冲洗：全自动洗车机60s，冲洗压力0.4MPa，目测无带泥放行。Step6监测与复测1.切割完成后30min内，监测组读取连续墙测斜、轴力计、周边沉降；2.数据上传“南京基坑监测平台”，若2h内连续墙侧移增值≥0.3mm/h，启动熔断：立即停止吊装，启动备用钢支撑回顶；3.次日08:00前出具《拆撑日报》，由指挥长签批后存档。Step7循环推进1.单根支撑拆除→监测稳定6h→下一根；2.每日拆除上限：第一道3根、第二道4根、第三道3根、第四道2根、第五道2根；3.每周召开“拆撑回顾会”，对效率、安全、环保进行PDCA循环。5.4常见问题与排错问题1串珠绳异常断绳现象：切割20min后突然断绳，断面呈熔融状。原因：冷却水不足，串珠干磨高温退火。解决：检查水泵流量，更换破损水管，重启前空载运行2min确认水流。问题2轴力清零后回弹现象：千斤顶卸压后轴力回升至15%设计值。原因：顶板后浇带微裂缝，刚度不足。解决：暂停拆除，在顶板增设2根609×16mm钢支撑，回顶力800kN，复测轴力<5%后再继续。问题3夜间被投诉噪音现象：22:15接到12345投诉，实测噪音78dB。原因：液压钳空击楼板产生冲击声。解决：立即停工，调整施工计划，将液压钳作业时段改为白天，夜间仅进行切割及吊装。第六章监测控制制度6.1监测项目与频率连续墙顶部水平位移：自动化全站仪1次/30min；连续墙深层侧向位移：测斜仪1次/2h；支撑轴力：振弦式轴力计1次/5min；地铁隧道沉降：静力水准仪1次/10min；周边建筑物沉降：水准仪1次/1d；爆破振速：TC4850测振仪1次/爆破。6.2预警阈值连续墙侧移：黄色10mm、橙色15mm、红色20mm；地铁隧道沉降：黄色1mm、橙色2mm、红色3mm；振速：黄色0.3cm/s、橙色0.4cm/s、红色0.5cm/s。6.3熔断指令任何监测项目达到橙色预警，现场立即启动熔断：停止切割、吊装、爆破，启动应急钢支撑，30min内完成首次复测，2h内召开专家研判会。第七章应急预案7.1连续墙突变情景：侧移18mm且发展0.5mm/h。措施：①立即回填砂袋500只，高度2m，长度20m；②在突变段墙外施工3排φ800@600高压旋喷桩，桩长18m，水泥掺量25%；③启动注浆，双液浆（水灰比1:1，水玻璃3%），注浆压力0.3–0.5MPa，注浆量120L/min，持续6h。7.2支撑断裂冲击情景：切割过程支撑脆断，块体坠落2m，楼板出现0.3mm裂缝。措施：①迅速撤离作业面30m内人员；②汽车吊将断裂块体吊至安全区域；③对楼板底部采用钢板+碳纤维布双重加固，钢板厚6mm，碳纤维布300g/m²，双层双向；④注浆封闭裂缝，静置24h后做荷载试验5kN/m²，合格后方可恢复。7.3火灾情景：氧乙炔切割引燃防水卷材。措施：①启动现场消防栓，2支φ19mm水枪5min内控制火情；②同时拨打119，并报告地铁保护办；③事后24h内完成火灾调查，对相关责任人启动问责。第八章环保与文明施工8.1粉尘控制切割口设置“三面封闭+底吸”集尘罩，罩内风速≥0.5m/s；雾炮机与PM10在线监测联动，超标自动喷雾；渣土车100%密闭，出场冲洗，门口铺设30m麻袋保沽。8.2噪音控制液压钳加装20mm橡胶减振垫；高噪音设备作业时段控制在7:00—22:00；对周边200m敏感点布设噪音在线监测，峰值≤75dB。8.3光污染夜间切割使用4000K冷光源LED灯，灯具加45°遮光罩，避免仰射；照明朝向坑内，背向居民区。第九章质量验收9.1切割面平整度≤3mm（2m直尺检查）；无贯穿裂缝、爆边，钢筋无过热退火（硬度检测HB≤180）。9.2块体尺寸长度误差±10mm，重量误差±50kg；吊环位置偏差≤5mm，焊缝UT检测Ⅱ级合格。9.3资料每根支撑形成“一拆一档”：包含轴力清零单、切割记录、监测数据、影像资料，保存期5年。第十章成本与工效总结10.1成本绳锯租赁45万元，液压钳18万元，人工120万元，监测35万元，应急加固22万元，合计240万元，较爆破方案节省98万元。10.2工效总工期42d，比合同节点提前8d，获得业主奖励200万元；拆撑期间地铁隧道最大