CN109083155B - 一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，支撑结构设置在基坑内，包括钻孔灌注桩、设置在钻孔灌注桩内的格构柱、贴合设置在基坑壁上的支护桩、间隔设置在支护桩上的换撑板带、第一道水平内支护、第二道水平内支护、角撑和护面层，第一道水平内支护与第二道水平内支护平行间隔设置在相邻两个格构柱之间，其中，第一道水平内支护的顶面与格构柱顶面平齐。爆破拆除施工分片区分层进行，无需通过复杂计算确定具体的爆破施工顺序，待楼板混凝土浇筑完毕且强度达到80%后即可进行施工。爆破施工便捷、爆破破碎效果好、炸药无损耗、爆破振动强度小，扬尘少。
Description
技术领域
本发明涉及基坑技术领域，特别是一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法。
背景技术
我国城市化进程非常快，城市中心区建筑用地逐年减少，带有多层地下室结构的高层建筑数量与日俱增，大型基坑支撑梁拆除项目也大量增加，使得基坑支撑梁的拆除技术受到广泛关注。同时基坑支护结构主要是为了保证地下结构施工及基坑周边环境在施工时的安全，而在基坑内侧壁和周围环境采用的防护支挡。通过加固基坑来进一步保证主体结构的施工安全。
本工程位于某市的中央商务区，项目总建筑面积174558m2，包括1栋33层的写字楼、1栋22层的酒店、2栋3层商业街；地下为整体大地下室共 3层，作为停车、设备用房施工。其中地上105013m2，地下69545m2，总用地面积为63258m2。写字楼建筑高度150.9m，酒店建筑高度100m，地下室建筑高度为15m。基坑东西向长119.23m，南北方向长约202m。基坑总延长线为642m。主体结构均设置三层地下室，基础形式为桩筏基础。整体地下室底板面设计相对标高为-15.000m。
为了保证工期、不影响基坑内的连续施工，同时综合考虑基坑内支撑结构的安全性、经济性实施对支护结构的控制爆破拆除，难点在于：1，拆除施工不能影响已有建筑；2，拆除施工时带来的二次污染；3，合理的施工作业顺序；4，控制成本并且保证安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，要解决基坑支护拆除施工复杂、拆除顺序不科学、爆破难度大、二次污染严重的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基坑内支撑结构，所述支撑结构设置在基坑内，包括钻孔灌注桩、设置在钻孔灌注桩内的格构柱、贴合设置在基坑壁上的支护桩、间隔设置在支护桩上的换撑板带、第一道水平内支护、第二道水平内支护、角撑和护面层，所述第一道水平内支护与第二道水平内支护平行间隔设置在相邻两个格构柱之间，其中，第一道水平内支护的顶面与格构柱顶面平齐；
所述角撑设在基坑的四个角部；
第一道水平内支护包括若干根平行设置的第一主梁和设在第一主梁之间的第一连梁，第一主梁与第一连梁之间构成三角形支撑区域；第二道水平内支护包括若干根平行设置的第二主梁和设在第二主梁之间的第二连梁，第二主梁与第二连梁之间构成三角形支撑区域；
护面层敷设在钻孔灌注桩顶部、基坑的坑后坡面上。
进一步，第一道水平内支护、第二道水平内支护和角撑上均预设有爆破施工用的孔。
进一步，支撑结构还包括水平加腋和垂直加腋。
进一步，第一道水平内支护和第二道水平内支护均为钢筋混凝土结构。
进一步，基坑的底面由下向上依次设置有混凝土垫层、找平层和防水层。
本发明另一方面提供上述基坑内支撑结构的爆破拆除方法，具体步骤如下：
步骤一，根据设计图纸将基坑划分为若干个区域；
步骤二，分别在第一主梁、第一连梁、第二主梁和第二连梁上布设水带；
步骤三，每个区域内的第一道水平内支护和第二道水平内支护均根据结构施工进度爆破拆除；检查待拆区域内下部结构混凝土的强度，确保待拆区域混凝土强度达到设计80%强度要求；
步骤四，拆除待拆区域内第二道水平内支护的角撑；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑；
步骤五，拆除待拆区域内第一道水平内支护的角撑；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑；
步骤六，清除爆破现场。
进一步，爆破拆除的施工步骤为：
步骤一，对第一道水平内支护、第二道水平内支护和角撑上预设的爆破施工用的孔洞进行清空、铣孔；
步骤二，根据施工图纸计算待爆破区域内每个节点所需的炸药量；
步骤三，用木质或竹制炮棍向孔内送药；将炮孔堵塞满并且逐层压实，增加压护；
步骤四，进行连线作业；警戒并持续进行安全防护；
步骤五，设置警戒点，由专人进行警戒；
步骤六，爆破拆除后，烟尘消散进行爆破点的检查。
进一步，步骤四中，第二道水平内支护爆破时，在爆体表面由下至上铺设有两层胶管帘和防护层；同时在第一道水平内支护的对应区域铺设密目式黑网的组合严密覆盖防护。
进一步，步骤五，第一道水平内支护爆破时，在爆体表面由下至上铺设木板防护层、两层胶管帘和帆布防护层。
进一步，爆破施工的单次爆破方量为400m2-700m2。
本发明的有益效果体现在：
1， 本发明提供的一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，支撑结构稳定性高，结构合理，能保证高层建筑的施工安全。更为重要的是：在搭设基坑内支撑结构时，就已经在梁上预留了炸药孔，方便后期拆除施工，节约了二次打孔的时间，有效保证了整体施工的工期。
2， 本发明提供的一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，爆破拆除施工分片区分层进行，无需通过复杂计算确定具体的爆破施工顺序。只要保证：待爆破区域进行换撑拆撑时相应部位形成了换撑条件即可，即，该范围支撑下楼板混凝土浇筑完毕且强度达到80%后即可进行施工。
3， 分片区分层爆破拆除施工的优势在于：破碎砼快而彻底，并可控制达到破碎的要求，同时利用孔内微差延时爆破技术，控制梁体爆破时对周边护桩等的影响，振动可控制在安全范围之内，工期短，效率高。更为重要的是对地下围护桩、周边管线和建筑物无不良影响。
4， 本发明提供的一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，爆破施工便捷、爆破破碎效果好、炸药无损耗、爆破振动强度小。布设水带后，爆破施工扬尘污染小，二次污染少。支撑保证了基坑内构件和邻近建筑的安全、稳定。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是拆撑区域划分图。
图2是第二道水平内支护第一次爆破拆除区域图。
图3是第二道水平内支护第二次爆破拆除区域图。
图4是第二道水平内支护第三次爆破拆除区域图。
图5是第二道水平内支护第四次爆破拆除区域图。
图6是第二道水平内支护第五次爆破拆除区域图。
图7 是基坑内支撑结构的结构示意图。
附图标记：1－支护桩、2－钻孔灌注桩、3－第一道水平内支护、4－第二道水平内支护、5－换撑板带、6－护面层、7－角撑、8－格构柱。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。
实施例1
如图7所示，一种基坑内支撑结构，所述支撑结构设置在基坑内，包括钻孔灌注桩2、设置在钻孔灌注桩2内的格构柱8、第一道水平内支护3、第二道水平内支护4、角撑7、护面层6以及水平加腋和垂直加腋，所述第一道水平内支护3与第二道水平内支护4平行间隔设置在相邻两个格构柱8之间，其中，第一道水平内支护3的顶面与格构柱8顶面平齐。
所述角撑7设在基坑的四个角部。第一道水平内支护3包括若干根平行设置的第一主梁和设在第一主梁之间的第一连梁，第一主梁与第一连梁之间构成三角形支撑区域；第二道水平内支护4包括若干根平行设置的第二主梁和设在第二主梁之间的第二连梁，第二主梁与第二连梁之间构成三角形支撑区域。第一道水平内支护3、第二道水平内支护4和角撑7上均预设有爆破施工用的孔。提前预设孔可以减少后期埋炸药再次凿孔对混凝土结构的损失并且节约工期。第一道水平内支护3和第二道水平内支护4均为钢筋混凝土结构。
护面层6敷设在钻孔灌注桩2顶部、基坑的坑后坡面上。基坑的底面还可以由下向上设置有混凝土垫层、找平层和防水层。
通过专家、设计师的反复论证和精确设计确定施工图纸，基坑内支撑结构的施工方法具体如下：
步骤一，基坑支护结构的施工和基坑开挖；
步骤二，基坑坑底处理：基坑开挖至坑底后，铺设一层混凝土垫层；
步骤三，按照图纸位置施工工程桩和格构柱8下部的钻孔灌注桩2；
步骤四，依次设置第二道水平内支护4、第一道水平内支护3；
步骤五，在施工完的支撑结构上加设水平加腋和垂直加腋；
步骤六，施工挂网喷射混凝土护面层6；
步骤七，进行地下室结构的施工。
实施例2
地下室结构建好之后，需要对基坑内支撑结构进行爆破拆除，拆除的具体步骤包括：
步骤一，根据设计图纸将基坑划分为若干个区域；
步骤二，布设水带；
步骤三，每个区域内的第二道水平内支护4或者第一道水平内支护3均根据结构施工进度爆破拆除；检查待拆区域内下部结构楼板混凝土的强度，确保待拆区域混凝土强度达到设计80%强度要求；
爆破拆除的施工步骤为：
第一，对第一道水平内支护3、第二道水平内支护4和角撑7上预设的爆破施工用的孔洞进行清空、铣孔；
第二，根据施工图纸计算待爆破区域内每个节点所需的炸药量；
第三，用木质或竹制炮棍向孔内送药；将炮孔堵塞满并且逐层压实，增加压护；
第四，进行连线作业；警戒并持续进行安全防护；
第五，设置警戒点，由专人进行警戒；
第六，爆破拆除后，烟尘消散进行爆破点的检查；
步骤四，拆除待拆区域内第二道水平内支护4的角撑7；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑；具体的，第二道水平内支护4爆破时，在爆体表面由下至上铺设有两层胶管帘和防护层；同时在第一道水平内支护3的对应区域铺设密目式黑网的组合严密覆盖防护。
步骤五，撤去敷设在第一道水平内支护3上的水带；拆除待拆区域内第一道水平内支护3的角撑7；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑。具体的，第一道水平内支护3爆破时，在爆体表面由下至上铺设木板防护层、两层胶管帘和帆布防护层。
步骤六，清除爆破现场。
需要注意的是：本发明提供的爆破步骤，爆破施工的单次爆破方量为400m2-700m2。
实施例3，一种基坑内支撑结构及其爆破拆除方法，同实施例1不同之处在于：深基坑内建筑物不止一处。某市的中央商务区，项目总建筑面积174558m2，包括1栋33层的写字楼、1栋22层的酒店、2栋3层商业街；地下为整体大地下室共 3层，作为停车、设备用房施工。其中地上105013m2，地下69545m2，总用地面积为63258m2。写字楼建筑高度150.9m，酒店建筑高度100m，地下室建筑高度为15m。基坑东西向长119.23m，南北方向长约202m。基坑总延长线为642m。主体结构均设置三层地下室，基础形式为桩筏基础。整体地下室底板面设计相对标高为-15.000m。
步骤一，根据设计图纸将基坑划分为若干个区域；代号说明：T-1区为：某银行，施工面积4500m2 ；T-2区为施工面积为2200m2；T-3区为商业街，施工面积为2000 m2；T-4区为某酒店裙楼，施工面积为3100 m2；W-1区为某酒店，施工面积为2800 m2；W-2区的施工面积为2000 m2； W-3区为：商业街，施工面积为1400 m2；W-4区施工面积为1500 m2；W-5区的施工面积为1600 m2；W-6区为某酒店，施工面积为2800m2。
该项目的地下室每层支撑均采用分段分批进行爆破拆除。第一道水平内支护3与第二道水平内支护4都均分成五次进行爆破拆撑，拆撑原则为换撑板带5相应部位形成换撑条件后再拆除相应的对撑及角撑7，拆撑区域划分见附图1所示。
步骤二，在第一道水平内支护3的第一主梁上布设水带；
步骤三，每次拆撑根据每天爆破用药量可分部位分批次进行，爆破时每天爆破量控制在400 m3至500m3左右，第一至第五次爆破拆除均在该范围支撑下楼板混凝土浇筑完毕且强度达到80%后进行施工。且其底部模板支撑架体未拆除，与结构楼板共同承担拆撑产生的混凝土重量，后浇带区域支模架体进行加强。拆撑过程中，保证现场混凝土分片拆除、随拆随清避免拆除的混凝土集中堆载。
步骤四，如图1所示，第二道水平内支护4第一次爆破拆除示意图。完成如图1所示的T-1区地下室负三层顶板混凝土浇筑、换撑结构混凝土浇筑完成且钢管换撑完成，楼板混凝土及换撑结构混凝土强度达到80%后，即满足了设计要求的换撑条件，可拆除图示区域的角撑7梁。
此部分地下三层结构施工按照原设计后浇带划分区域进行施工；拆撑时，考虑到W-1区、T-2区均未达到换撑条件，故按图1所示，在T-1区负二层外墙及以上的水平结构和竖向结构设置施工缝1和施工缝2，拆撑时仅先拆除区域支撑梁，地下室负二层结构施工时也仅先施工图1中/>区域。
如图2所示，第二道水平内支护4第二次爆破拆除示意图。完成图示W-1区地下室负三层顶板混凝土浇筑及换撑后，考虑西北角形成了换撑条件，楼板混凝土及换撑结构混凝土强度达到80%后，拆除区域②的角撑7。
此部分地下三层结构施工按照原设计后浇带划分区域进行施工；拆撑时，考虑到W-2区未达到换撑条件，故按图2所示，在W-1区负二层外墙及以上的水平结构和竖向结构设置施工缝3，拆撑时仅先拆除图2中区域②，地下室负二层结构施工时也仅先施工图2中区域②。
如图3所示，第二道水平内支护4第三次爆破拆除示意图，为满足业主进度要求及根据现场拆撑情况需求，现场施工时需按照图3所示将S-T轴间后浇带移至T-U轴。完成图示T-2区、W-2区地下室负三层顶板混凝土浇筑及换撑后，考虑此范围基坑形成了对撑，楼楼板混凝土及换撑结构混凝土强度达到80%后，拆除图示区域③的角撑7。
如图4所示，第二道水平内支护4第四次爆破拆除示意图，完成图示W-3、T-3、W-4、T-4区地下室负三层顶板混凝土浇筑及换撑后，考虑此范围基坑形成了对撑，楼板混凝土及换撑结构混凝土强度达到80%后，拆除图示区域④的东西向对撑。
此部分地下三层结构施工按照后浇带划分区域进行施工；拆撑时，考虑到W-5、W-6区未达到换撑条件，故按图4所示，在W-4、T-4区负二层外墙及以上的水平结构和竖向结构设置施工缝5和施工缝6，拆撑时仅先拆除图4中的区域④，地下室负二层结构施工时也仅先施工图4中的区域④。
如图5所示，第二道水平内支护4第五次爆破拆除示意图，完成图示W-5区、W-6区地下室负三层顶板混凝土浇筑及换撑后，考虑此范围基坑形成了换撑条件，楼板混凝土及换撑结构混凝土强度达到80%后，拆除图示区域⑤的角撑7。
如图6所示，第二道水平内支护4完全拆除。
以上因拆撑需要增加的施工缝如果处在地下室底板、外墙、顶板或室内有防渗漏要求的部位时，均需增加止水钢板，规格同地下室止水钢板。所有施工缝在浇筑下次混凝土时均需按照规范要求进行剃凿、清理、浇水湿润。所有施工缝的具体定位可根据现场情况进行局部小范围调整避开结构梁、集水井等。施工缝与后浇带之间遗留的部分结构需根据现场进度需求单独施工。
步骤五，撤去敷设在第一道水平内支护3上的水带；拆除待拆区域内第一道水平内支护3的角撑7；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑。具体的第一道水平内支护3拆除的原则及先后顺序与步骤四中第二道水平内支护4相同。
分层分片区的爆破拆除的优点在于破碎砼快而彻底，并可控制达到破碎的要求，同时利用孔内微差延时爆破技术，控制梁体爆破时对周边护桩等的影响，振动可控制在安全范围之内，工期短，效率高。更为重要的是对地下围护桩、周边管线和建筑物无不良影响。
步骤六，清除爆破现场。
爆破施工过程中，为降低爆破振动并保证施工效率，采用松动爆破，局部配合人工机械拆除。可有效降低爆破振动和保证施工效率。由于布设了水带，爆破施工中扬尘污染较小，能给施工人员提供良好的施工环境。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，
所述支撑结构设置在基坑内，包括钻孔灌注桩（2）、设置在钻孔灌注桩（2）内的格构柱（8）、贴合设置在基坑壁上的支护桩（1）、间隔设置在支护桩（1）上的换撑板带（5）、第一道水平内支护（3）、第二道水平内支护（4）、角撑（7）和护面层（6），所述第一道水平内支护（3）与第二道水平内支护（4）平行间隔设置在相邻两个格构柱（8）之间，其中，第一道水平内支护（3）的顶面与格构柱（8）顶面平齐；
所述角撑（7）设在基坑的四个角部；
第一道水平内支护（3）包括若干根平行设置的第一主梁和设在第一主梁之间的第一连梁，第一主梁与第一连梁之间构成三角形支撑区域；第二道水平内支护（4）包括若干根平行设置的第二主梁和设在第二主梁之间的第二连梁，第二主梁与第二连梁之间构成三角形支撑区域；
护面层（6）敷设在钻孔灌注桩（2）顶部、基坑的坑后坡面上；
具体步骤如下：
步骤一，根据设计图纸将基坑划分为若干个区域；
步骤二，分别在第一主梁、第一连梁、第二主梁和第二连梁上布设水带；
步骤三，每个区域内的第一道水平内支护（3）和第二道水平内支护（4）均根据结构施工进度爆破拆除；检查待拆区域内下部结构混凝土的强度，确保待拆区域混凝土强度达到设计80%强度要求；
步骤四，拆除待拆区域内第二道水平内支护（4）的角撑（7）；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑；
步骤五，拆除待拆区域内第一道水平内支护（3）的角撑（7）；此时该区域内形成对撑，再拆除对撑；
步骤六，清除爆破现场。
2.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，爆破拆除的施工步骤为：
步骤一，对第一道水平内支护（3）、第二道水平内支护（4）和角撑（7）上预设的爆破施工用的孔洞进行清空、铣孔；
步骤二，根据施工图纸计算待爆破区域内每个节点所需的炸药量；
步骤三，用木质或竹制炮棍向孔内送药；将炮孔堵塞满并且逐层压实，增加压护；
步骤四，进行连线作业；警戒并持续进行安全防护；
步骤五，设置警戒点，由专人进行警戒；
步骤六，爆破拆除后，烟尘消散进行爆破点的检查。
3.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，步骤四中，第二道水平内支护（4）爆破时，在爆体表面由下至上铺设有两层胶管帘和防护层；同时在第一道水平内支护（3）的对应区域铺设密目式黑网的组合严密覆盖防护。
4.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，步骤五，第一道水平内支护（3）爆破时，在爆体表面由下至上铺设木板防护层、两层胶管帘和帆布防护层。
5.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，爆破施工的单次爆破方量为400m2-700m2。
6.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，第一道水平内支护（3）、第二道水平内支护（4）和角撑（7）上均预设有爆破施工用的孔。
7.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，支撑结构还包括水平加腋和垂直加腋。
8.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，基坑的底面由下向上依次设置有混凝土垫层、找平层和防水层。
9.如权利要求1中所述的基坑内支撑结构的爆破拆除方法，其特征在于，第一道水平内支护（3）和第二道水平内支护（4）均为钢筋混凝土结构。
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