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协会刊物

深基坑支护设计和内支撑系统爆破拆除技术

时间日期：2005-2-25 已被阅读次：[8432]

佛山市新一建筑集团有限公司　季雄巍

[摘　要]　本文总结深基坑内环支撑及爆破拆除技术，在我市首次采用，不但保证基坑安全
，而且加快工程进度，供同行参考。
[关键词] 钻孔桩结合内支撑　三管摆喷止水帷幕　爆破拆除

　　某宾馆工程位于广东省佛山市汾江南路75号，为地上五层，地下二层的公共建筑，总建
筑面积32000m2，其中地下室建筑面积为11762m2。由于工程四周紧挨旧建筑物，施工期间又
必须保证宾馆的正常运作，给施工增加了不少的难度；施工过程采用了多种先进的施工工艺
，最终使得工程顺利完成，取得了良好的效果。
　　一、基坑支护设计
　　基坑平面近似正方形，由于四周环境影响，根据本工程的特点，基坑外围采用钻孔桩结
合内支撑、三管摆喷止水帷幕的联合支护形式�；悠矫嫱技拢�
　　1、围护挡土结构
　　采用地下连续墙，虽然整体刚度大、止水效果好，但其单位造价高，因此，本围护结构
设计结合工程实际特点，决定采用单排钻孔灌注桩密排挡土，用桩径Φ800@950，桩长在基
坑南侧与西侧部分桩为18.50m，东侧、北侧与西侧部分支护桩桩长为13.50m。桩采用均布配
筋。环梁支撑桩、基坑护坡桩、基础桩混凝土强度等级均为C25。
　　2、内支撑结构
　　在内撑式支护结构中，支撑系统是极其重要组成部分，本工程采用单层正方形内切钢筋
砼结构拱圈梁支撑，中间留出坑内的操作空间，环梁内半径为36.30m。内支撑结构顶标高为
－1.30m。
　　环撑由圆环梁(断面2.50m×0.70m)、腰梁(1.0m×0.70m)、斜撑(0.60m×0.60m)、拉杆
组成，混凝土C25，其特点是将坑外水平力通过围护桩和桁架转化为圆环梁的轴向压力，发
挥混凝土的承压优势，为确�；烦耪骞δ�，环撑采取一次性连续浇灌成型。环撑由围护桩
和中间支承桩（为Φ800灌注桩）承担。
　　内支撑采用正方形内切砼结构拱圈梁，这样就巧妙地将支护结构承受的侧向土压力、水
压力转化为圆形圈梁的轴压力。拱结构圈梁内支撑的构思既利用了基坑平面的固有特点，又
充分发挥了拱圈梁受轴压力性能优越的特点。在施工利用原土层作底板，浇筑拱圈，在施工
过程中必须注意拱梁、支撑砼与冠梁同时浇筑，连成整体。
　　3、�；ち俳ㄖ母羲∧�
　　为避免因基坑降水开挖引起临近的建筑物、地下管线下沉位移及变形开裂，保证地下室
干作业施工，在围护桩之间设R500@950高压摆喷桩止水帷幕。高压摆喷体用三重管旋喷跳打
法施工，喷点间距0.95m，摆喷桩桩长为19m。
　　三重管法摆喷是90年代中期的工艺，该工艺除对基坑支护作止水帷幕外，也经常用于地
基加固等作用，该工程采用钻孔桩支护，桩间距为150mm，桩空隙采用摆喷止水，在施工中
先采用钻机成孔，通过高压水和压缩空气，在孔底喷射切割≥1min后（水压力为35MPa），
然后泵入水泥浆，由下而上喷射注浆，在桩与桩之间形成半柱状止水帷幕，在施工过程整体
止水效果良好。
　　4、工程监测
　　本工程基坑开挖深度较大，四周为密集建筑住宅，支护结构对四周环境不得有任何影响
，我们采取了先进的监测技术，利用钢筋计封装置，灌注桩安放测斜管及钢筋计封装置等监
测手段，施工过程中对基坑围护结构、支撑、基坑外地下水位、土压力、周围环境等项目进
行了监测工作，施工期间2d观测一次；在监测实施过程中，各监测点所测量的最大值均在围
护结构设计所允许的范围之内，确保了地下室施工安全。
　　二、内支撑系统爆破拆除技术
　　1、拆除方案的选择
　�。�1）人工拆除法
　　组织一批工人，用大锤和风镐拆除支撑梁。
　　优点：施工方法简单；机械和设备简单；容易组织。
　　缺点：施工效率低，工期长；施工安全较差；施工时，锤击与风镐噪音大，粉尘较多，
会对佛山宾馆正常运作产生极大影响，并对周边居民产生干扰。
　�。�2）用静态膨胀剂拆除法
　　在支撑梁上按设计孔网尺寸钻孔眼，钻孔后灌入膨胀剂，数小时后利用其膨胀力，将混
凝土胀裂，再用风镐胀裂的混凝土清掉。
　　优点：施工方法较简单；混凝土胀裂过程，缓慢进行，无粉尘，噪音小，无飞石。
　　缺点：要钻的孔眼数量多；装膨胀剂时，不能直视钻孔，否则产生喷孔现象易使眼睛受
伤甚至致盲；膨胀剂膨胀产生的胀力小于钢筋的拉应力，该力可使混凝土胀裂，但拉不断钢
筋，要进一步破碎，尚困难，还得用风镐处理，工作量大；施工成本最高。
　　（3）爆破拆除法
　　在支撑梁上按设计孔网尺寸钻炮眼，装入炸药和毫秒电雷管，起爆后将支撑梁拆除。
　　优点：施工的技术含量较高；爆破率效率较高，工期短；施工安全；成本适中（比静态
破碎剂法便宜）。
　　缺点：爆破时产生爆破振动和爆破飞石；爆破时会产生声响。
　�。�4）综合比较选择拆除方案
　　人工拆除法和膨胀剂拆除法有其优点，特别是无震动或震动小，无飞石产生，但是效率
低，工期长，成本高。
　　爆破法拆除最大的特点是效率高、工期短、成本适中，爆破法虽然会产生爆破振动和飞
石，但它是可以控制和解决。
　　由于本工程内环支撑结构由四角斜支撑将环梁与冠梁连结，环梁截面尺寸为2500×700
，钢筋相当密集，混凝土量500多立方米，钢筋40多吨，综合比较上述三种拆除方案，从施
工工期、造价及噪音等多方考虑，决定采用定点爆破拆除法。
　　2、爆破拆除设计
　　采用爆破拆除地下室基坑支撑系统，在佛山市还是第一次，为确保爆破拆除工作顺利进
行，工程技术人员共同攻关、认真考究，参考其它地区内支撑爆破拆除的经验，根据本工程
内支撑不同的部位、不同的砼厚度和不同的钢筋含量，设计选用不同的药量、孔径、孔深、
孔距以及炮眼布置方式和引爆方式：
　　环形梁：选用直径为40mm的炮眼孔径；长方向炮眼孔距500mm短方向炮眼孔距450mm；孔
深450mm；单孔装药量和边孔装药量均为120g。
　　斜撑：选用直径为40mm的炮眼孔径；炮眼孔距400mm；孔深450mm；单孔装药量110g。
　　支撑钻孔桩：选用直径为40mm的炮眼孔径；孔深450mm；药量800g。
　　炸药：采用2号硝铵炸药，当炮眼中有水时，采用乳胶炸药。
　　雷管：采用毫秒电雷管。
　　起爆法：支撑系统拆除分几个段块进行，采用电力起爆法，大串联的电爆网络，用高能
起爆器起爆。
　　3、爆破拆除法安全分析和控制措施
　　（1）爆破振动：当炸药爆炸瞬间产生地震波，使周围建筑物产生振动，产生的地震波
与爆药的药量成正比，与距离成反比。爆破安全规程的规定：一般建筑物和构筑物的爆破地
震安全性应满足安全震动速度的要求，对一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物，其地面质点
的安全震动速度为2～3cm/s。
　　作业时，采用毫秒电雷管，并根据不同块段距离建筑物的远近来确定单段的装药量，严
格控制每一段雷管所起爆的炸药量，使地面质点的震动速度<2cm/s。
　�。�2）飞石控制：作业时，确保钻孔质量和孔深；严格控制药量；每次爆破前，炮孔口
复盖砂袋，再盖上铁板，其上再压砂袋，这样可以有效地控制飞石。
　�。�3）噪音控制：炮眼装好炸药之后，要用炮泥堵密实，再压上砂袋，它可减少噪音，
另外用电力起爆法，时间短，噪音得到控制。
　　4、爆破拆除施工
　�。�1）试爆：为确保爆破拆除的顺利进行，在正式进行爆破拆除以前，我们先选择西南
角的一部分支撑环梁和斜撑进行试爆，其药量、孔径等炮眼参数均严格按照爆破设计来进行
。起爆以后，经过现场勘察，斜支撑的爆破效果相当理想，但是环形支撑梁的爆破效果就不
是太理想。通过对试爆结果和有关数据的分析，我们对环形梁支撑部分的孔距、药量、孔深
等参数进行了小调整，并根据调整后的炮眼参数，对环形梁进行了第二次试爆，爆破效果比
第一次有了明显提高，符合要求。
　�。�2）施工实施：在进行内支撑环梁系统施工时，我们先按照设计要求预埋了孔眼，作
业时，根据两次试爆后调整的各种技术参数，按照施工设计的要求，全面进行环梁支撑的拆
除施工，分段爆破，并采用型钢板包裹并上压砂包保护措施，避免爆破时的冲击砂石飞散和
噪音，以确保四周房屋及行人安全，由于药量、爆眼布置和引爆方案合理，我们保质保量、
按时、安全地完成了佛山宾馆环形梁支撑系统的爆破拆除任务。
　　三、总结
　　本工程成功运用了钻孔桩结合大型混凝土环形梁内支撑、三管摆喷水泥桩止水帷幕的联
合支护形式，以及多项新技术、新工艺的应用，是佛山市首例成功推广应用的环形梁内支撑
深基坑支护技术，实践证明支护和止水效果良好，安全可靠，为今后的深基坑设计积累了宝
贵的经验。
　　地下室基坑混凝土内支撑系统的爆破拆除技术的应用，在佛山市也是第一次，我公司为
保证施工顺利进行，参考其它地区的施工经验，共同攻关，通过多方比较和分析，并经过试
爆调整各技术参数，在确保安全和工期的情况下，成功地完成了混凝土内支撑系统的爆破拆
除工作，使整个工程最终获得了成功。
　　参考文献：
　　1、《建筑边坡工程技术规范》GB 50330－2002
　　2、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79－2002　
J 220－2002
　　3、《深基坑支护设计与施工》余志成施文华编著中国建筑工业出版社

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