付軍恩

支撐靜力切割拆除技術(shù)地鐵車站基坑混凝土

付軍恩

摘 要：在城市建筑密集區(qū)，由于受周邊環(huán)境的影響，基坑支護(hù)只能采用內(nèi)支撐體系，該支撐體系須在不影響工期的基礎(chǔ)上以最短時(shí)間完成拆除工作，這就對(duì)拆除方法提出了更高的要求。常用的混凝土支撐拆除方法有火藥爆破拆除、機(jī)械拆除、人工拆除等，本文結(jié)合寧波軌道交通4號(hào)線火車站站項(xiàng)目，介紹靜力鏈條鋸切割加局部風(fēng)鎬人工破除技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；基坑支撐；拆除技術(shù)

1　工程概況

寧波市軌道交通4號(hào)線寧波火車站站基坑采用明挖法施工。車站為地下3層結(jié)構(gòu)，采用島式站臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度25.79～26.04 m，東、西端頭井開挖深度分別為27.37 m 和27.66 m。本文所涉及的II-1基坑豎向共設(shè)置6道支撐，第1、 4道為混凝土支撐（1 000 mm× 1 000 mm），其余為Φ609 mm鋼支撐，第4道混凝土圍檁尺寸為1 200 mm×1 000 mm，連系梁尺寸為800 mm×600 mm，第4道混凝土支撐圖見圖1。

a 剖面圖（單位：m）

圖1　基坑標(biāo)準(zhǔn)段第4道混凝土支撐圖

2　拆除重難點(diǎn)分析

（1）拆除工期緊，機(jī)械及人工投入大。II-1基坑結(jié)構(gòu)底板完成澆注并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，需拆除第4道混凝土支撐，完成拆除后方可施工結(jié)構(gòu)中板。為縮短拆除時(shí)間，拆除工作需要投入大量切割機(jī)械，進(jìn)行多點(diǎn)同時(shí)吊運(yùn)，并安排多人配合鑿除施工。

（2）支撐體系密集，上下吊出困難。II-1基坑第4道混凝土支撐上方仍有1道混凝土支撐和2道鋼支撐，支撐吊出上下空間極小。支撐吊出時(shí)需避免混凝土塊碰撞而引起基坑變形，這給吊車司機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)指揮人員帶來了巨大的考驗(yàn)。

（3）施工中工種多，配合難度高。本次拆除工作包括腳手架施工、切割施工、吊裝施工，工種較多，各個(gè)工種之間需密切配合方可確保支撐和圍檁的順利拆除，這對(duì)拆除施工的組織安排、安全管理、協(xié)調(diào)等工作要求較高。

（4）周邊環(huán)境影響大，文明施工要求高。本工程地處寧波市區(qū)中心，周邊管線密集，尚有多條管線未改遷并仍在使用中，如不慎損壞既有管線，將妨礙居民正常生活，造成不良影響；另外，施工現(xiàn)場(chǎng)附近建筑物密集，交通流量大，如采用爆破或炮擊拆除方法，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響，且極易造成基坑變形。

（5）對(duì)揚(yáng)塵污染防治管理要求較高，在拆除過程中需認(rèn)真做好揚(yáng)塵污染保護(hù)工作。

3　拆除方案比選

3.1爆破拆除

爆破拆除采用炸藥爆破，爆炸壓力瞬間釋放，施工工期短，適合空曠場(chǎng)地建筑物的整體拆除。但在鬧市區(qū)、建筑物密集區(qū)，爆破產(chǎn)生的震動(dòng)幅度大，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、周圍建筑物及地下設(shè)施帶來極大影響，且會(huì)產(chǎn)生飛石，危及街道行人安全。

3.2機(jī)械拆除

機(jī)械拆除采用炮機(jī)拆除，施工工期較短、投入小，但震動(dòng)大、噪聲大，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、周圍建筑物及管線影響大。

3.3靜爆拆除

靜爆拆除則是先對(duì)臨時(shí)支撐體系切割卸載，完成結(jié)構(gòu)換撐平穩(wěn)過渡，再用靜爆法拆除臨時(shí)支撐的一種方法。靜爆拆除前，先根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件類型對(duì)需拆除的部位進(jìn)行合理鉆孔，然后在鉆好的孔中灌注靜態(tài)膨脹劑。靜態(tài)膨脹劑發(fā)生水化反應(yīng)使晶體變形，產(chǎn)生體積膨脹，從而逐步將膨脹力（可達(dá)30～50 MPa）施加給孔壁，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到最大值，8～12 h后混凝土產(chǎn)生裂縫而破碎，最后用小風(fēng)鎬進(jìn)行集中破碎清運(yùn)。

靜爆拆除施工時(shí)間短，但價(jià)格高、污染大、粉塵多，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)影響大，對(duì)文明施工不利，適用于空曠場(chǎng)地建筑物。

3.4靜力切割拆除

靜力鏈條鋸切割是一種采用液壓馬達(dá)高速驅(qū)動(dòng)金剛石鋸片切割混凝土，最終得到一個(gè)較完整的靜力切割面的施工方法。該施工方法具有高效、低噪聲、安全、無(wú)震動(dòng)、無(wú)飛石、操作簡(jiǎn)單、切割面平整、利于分離作業(yè)、可連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。在圍檁及格構(gòu)柱處，該方法需輔以人工風(fēng)鎬方法配合破除。

綜合考慮本工程特點(diǎn)，將各拆除方案進(jìn)行比較，最終選用靜力鏈條鋸切割加局部風(fēng)鎬人工破除的靜力切割拆除方案，在具體實(shí)施中還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，配備能滿足本工程施工的技術(shù)力量和機(jī)械設(shè)備，做到合理安排、靈活調(diào)動(dòng)和穿插流水作業(yè)。

4　靜力切割拆除工藝

4.1切割設(shè)備、參數(shù)及操作流程本工程采用的主要切割設(shè)備為鏈條鋸（SK-SD線據(jù)機(jī)）搭配鉆孔機(jī)（圖2、3），其主要參數(shù)見表1。鏈條鋸切割操作流程見圖4。

表1　主要切割設(shè)備參數(shù)

4.2靜力切割施工流程

4.2.1搭設(shè)臨時(shí)支架

拆圍檁、支撐梁、連系梁前要先搭設(shè)腳手架，主要作為作業(yè)人員施工平臺(tái)，兼顧對(duì)截?cái)嗪蠡炷林蔚妮p微承載作用。為確保待拆構(gòu)件在拆除過程中穩(wěn)固，混凝土支撐重量主要由吊機(jī)直接承擔(dān)。

圖2　鏈條鋸（SK-SD線據(jù)機(jī)）示意圖

圖3　鉆孔機(jī)示意圖

臨時(shí)腳手架在已搭設(shè)好的高度為6.6 m的下3層腳手架的基礎(chǔ)上向上進(jìn)行搭設(shè)。臨時(shí)腳手架采用Φ48 mm×3 m鋼管，布設(shè)間距為600 mm×600 mm，寬度為2 m，腳手架兩側(cè)各超出混凝土支撐0.5 m。臨時(shí)腳手架采用扣件規(guī)格須與鋼管外徑（Φ48 mm）相同，螺栓擰緊力應(yīng)大于40 N·m，小于65 N·m，主節(jié)點(diǎn)處所用直角扣件與旋轉(zhuǎn)扣件中心點(diǎn)的距離應(yīng)小于150 mm，對(duì)接扣件開口應(yīng)朝上或朝內(nèi)。各桿件端伸出扣件蓋板邊緣的長(zhǎng)度不小于100 mm。

4.2.2支撐拆除順序

支撐拆除過程中，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力會(huì)發(fā)生很大變化。為了保護(hù)基坑和周邊環(huán)境的安全，使支撐拆除后支護(hù)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生過大的應(yīng)力釋放，需將支撐分段分塊截?cái)嗖⒌醭?，分段分塊如圖5。各構(gòu)件的拆除順序?yàn)椋哼B系梁→斜撐（或直撐）→圍檁。

4.2.3支撐截?cái)?/p>

支撐梁采用鏈條鋸截?cái)嗟姆椒ㄟM(jìn)行拆除。先在圍檁與地連墻交界處垂直鉆孔，再用鏈條鋸截?cái)啵缓笥们Ы镯攲鷻_與地連墻分離。部分角落處圍檁、棧橋板底下連系梁等不具備吊裝條件的構(gòu)件采用整體鑿除的方法進(jìn)行拆除。截?cái)噙^程中需保留上下層的鋼筋不截?cái)?，待吊機(jī)起吊的時(shí)候再截?cái)嗌舷聦愉摻睢?/p>

4.2.4吊裝方法

吊裝機(jī)械為汽車吊，主要工作分3步進(jìn)行：

（1）利用抽芯鉆在各段圍檁兩端0.621 m位置鉆圍檁起吊孔；

（2）將鋼絲繩穿進(jìn)起吊孔內(nèi)作為吊點(diǎn)，支撐梁則直接在兩端將鋼絲繩整體套過栓好；

（3）起吊機(jī)起吊時(shí)，吊機(jī)上儀表顯示重量應(yīng)略小于被截?cái)嗟闹瘟褐亓?，然后再將支撐梁完全截?cái)?，使吊機(jī)承受大部分重量，臨時(shí)腳手架進(jìn)行輔助。

4.2.5吊機(jī)選型

本工程II-1基坑第4道混凝土支撐擬采用徐工QAY200K型200 t汽車吊進(jìn)行吊拆，但須對(duì)其起吊能力進(jìn)行檢算，表2給出了30 m最大工作半徑時(shí)汽車吊起吊能力表。在進(jìn)行B、C區(qū)混凝土支撐吊拆時(shí)，吊機(jī)站位只能在基坑南側(cè)，因此，吊拆B(yǎng)、C區(qū)北側(cè)圍檁及擴(kuò)大頭時(shí)工作半徑最遠(yuǎn)（按30 m考慮）。汽車吊起吊能力檢算結(jié)果如下：北側(cè)圍檁分為3 m一段，重量為1.2 m×1 m×3 m×2.5 t/m3= 9 t，滿足表2汽車吊起吊能力要求；B、C區(qū)擴(kuò)大頭與圍檁分割，重量為（1 m+3 m）/2×2 m×2.5 t/m3= 10 t，滿足表2汽車吊起吊能力要求。

圖4　鏈條鋸切割操作流程圖

圖5　支撐分塊截?cái)鄨D （單位：mm）

表2　30 m工作半徑時(shí)汽車吊起吊能力

4.2.6人工風(fēng)鎬鑿除

遇到鋼立柱時(shí)，因切割設(shè)備無(wú)法切割到位，需要用人工空壓機(jī)鑿除，此時(shí)，需在柱的四周采取木板隔離，降低噪聲。

4.2.7臨時(shí)支架拆除

截?cái)嗪蟮闹瘟喝康醭龊?，才能進(jìn)行臨時(shí)支架的拆除。拆除過程應(yīng)設(shè)立警戒區(qū)域，并配有專人監(jiān)護(hù)，非工作人員不得進(jìn)入。支架拆除后，應(yīng)按要求整齊堆放。

4.2.8雜物清理

鑿除后的雜物由人工進(jìn)行清理，利用吊車吊出主體結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)。

5　結(jié)束語(yǔ)

通過采用靜力

切割拆除技術(shù)，Ⅱ-1基坑第4道混凝土支撐（共100多塊混凝土直撐、連系梁、圍檁）僅用半個(gè)月就完成鑿除、吊出，整個(gè)拆除過程安全、高效。該拆除技術(shù)與其他拆除方法（爆破、機(jī)械、靜爆、人工拆除）相比更具有優(yōu)越性：有效地降低了因拆除對(duì)周圍建筑物的影響；產(chǎn)生的粉塵少，噪聲小，更具有環(huán)保效果；施工安全簡(jiǎn)便快捷，設(shè)備簡(jiǎn)單易操作；工期短，綜合成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂春峰. 城市控制爆破拆除基坑內(nèi)支撐中復(fù)雜周邊環(huán)境的保護(hù)[J]. 科技創(chuàng)新報(bào)，2009（22）.

[2] 楊華，周文君. 淺談微差爆破作業(yè)在房建拆撐中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)，2013（18）.

[3] 張效飛，潘益概. 高層大廈基坑鋼筋混凝土支撐圍檁的控爆拆除[J]. 工程爆破，1995（2）.

[4] 陳寶心，鄧敉. 建(構(gòu))筑物機(jī)械拆除方法綜述[J]. 施工技術(shù)，2004，33（6）.

[5] 劉旭艷. 深基坑支護(hù)混凝土環(huán)梁支撐機(jī)械拆除施工技術(shù)[J]. 天津建設(shè)科技，2014（增1）.

[6] 李明希，馮苛釗，吳振方，等.淺談靜力爆破在深基坑內(nèi)支撐拆除中的應(yīng)用[J]. 城市建設(shè)理論研究，2014（1）.

責(zé)任編輯 朱開明

Static Cutting and Demolition Technology of Foundation Pit Support Concrete in Metro Station

Fu Jun’en

Abstract:In urban densely buildings area, due to the influence of the surrounding environment, the foundation pit support can only use internal support system. The support system must be removed within the shortest time without affecting the project progress, so it has put forward higher requirements on the demolition method. By taking the railway station project on Ningbo transit line 4 as an example, the paper describes the static chain saw cutting and air pick manually cutting technologies used in some areas.

Keywords:metro construction, foundation pit support, demolition technology

收稿日期2015-01-20

中圖分類號(hào)：TU751.9