童曉剛，裘國(guó)榮，諸國(guó)娟

(浙江寶業(yè)建設(shè)有限公司，浙江 紹興 312000)

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繩鋸切割法在基坑支撐拆除工程中的應(yīng)用

童曉剛，裘國(guó)榮，諸國(guó)娟

(浙江寶業(yè)建設(shè)有限公司，浙江 紹興 312000)

以上海越商大廈為例，介紹了軟土地區(qū)深基坑在拆撐過程中使用繩鋸切割法的思路，通過實(shí)踐證實(shí)：靜態(tài)切割法可確?；拥陌踩揖哂幸欢ǖ慕?jīng)濟(jì)性和適用性，可作為類似工程的參考。

基坑；混凝土支撐；繩鋸切割法；吊裝

在實(shí)際工程中，基坑安全一直是工程難題，究其原因是因土質(zhì)、環(huán)境的復(fù)雜性及土體本身復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)。

深基坑安全系統(tǒng)中支撐是其不可或缺的“骨絡(luò)筋脈”，混凝土支撐是深基坑圍護(hù)中最為重要的防線，其設(shè)計(jì)與拆除對(duì)基坑的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵性作用。在支撐設(shè)計(jì)方面，朱小軍[1]探究了基坑在特殊條件下各種換撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及適用條件，為設(shè)計(jì)施工提供了參考依據(jù)；在拆撐技術(shù)方面，張忠偉[2]采用液壓錘進(jìn)行支撐拆除，該技術(shù)具有拆除破碎程度高，回收方便，無飛石危害，但其工作效率低，耗時(shí)長(zhǎng)并伴有噪音污染。禹海濤[3]等以上海人民廣場(chǎng)地鐵換乘大廳樞紐工程為例，他認(rèn)為利用鎬頭機(jī)進(jìn)行拆撐引起的施工振動(dòng)在基準(zhǔn)線外不會(huì)造成環(huán)境振動(dòng)污染，且破壞性較小，但采用機(jī)械化鎬頭機(jī)作業(yè)無法保證現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵、飛石等影響。李興國(guó)[4]對(duì)爆破法進(jìn)行了探究，他運(yùn)用微差爆破技術(shù)，分段延時(shí)起爆，外在以防護(hù)棚的方式對(duì)飛石沖擊進(jìn)行控制，但是爆破法即使優(yōu)化也有其局限性，組織施工流程長(zhǎng)，管理要求高，技術(shù)控制、精度控制嚴(yán)格且相對(duì)價(jià)格較高。張其中等[5]利用膨脹劑靜態(tài)爆破法可能更加適合城市近郊地區(qū)，可以較好地解決振動(dòng)、飛石、噪音危害，但是該方法工期較長(zhǎng)且膨脹劑易造成地下水污染。

無論是人工空壓機(jī)拆除法、機(jī)械鎬頭機(jī)作業(yè)法還是控制爆破法[6]，都有其適用性及局限性，這就要求我們?cè)谶x擇具體方法前，需要對(duì)實(shí)際工況進(jìn)行詳細(xì)分析勘察，對(duì)拆撐技術(shù)方案仔細(xì)審核比較，以選擇最為經(jīng)濟(jì)、合理的方式。

本文以上海靜安區(qū)越商大廈項(xiàng)目為例，探究繩鋸切割法在拆撐階段中的運(yùn)用，為其他類似工程提供參考。

1　工程概況

1.1工程概述

本工程位于上海靜安區(qū)，項(xiàng)目基坑周長(zhǎng)308 m，開挖面積3 880 m2。地下室頂板設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000 m，挖土深度達(dá)10 m以上，共設(shè)置兩道鋼筋混凝土支撐。

第一道支撐：圍檁為(QL1/QL3)1 200/1 850 mm×800 mm混凝土壓頂梁，支撐(ZC1-1)900 mm×800 mm，支撐(ZCL1-2)700 mm×800 mm，支撐中心標(biāo)高為-1.700 m。棧橋結(jié)合第一道支撐布置，寬度9～17 m，棧橋板面標(biāo)高-1.300 m，板厚250 mm。

第二道支撐：圍檁為(QL2)1 300 mm×800 mm混凝土壓頂梁，支撐(ZC2-1)1 100 mm×800 mm，支撐(ZCL2-2)800 mm×800 mm，支撐中心標(biāo)高為-7.300 m。

1.2工程難點(diǎn)

1)本工程拆除工程量大，拆除時(shí)須保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)成品，故拆除難度較大。

2)本拆除工程工期較緊，棧橋下支撐吊梁困難，受起重量限制，分塊混凝土小，切割量大，為加快施工進(jìn)度，需投入大量切割機(jī)及多點(diǎn)同時(shí)吊運(yùn)。

3)本工程拆除區(qū)域地處市區(qū)，揚(yáng)塵污染防治管理要求較高。

4)由于支撐梁密集且上下重疊，基坑面積較大，支撐切割拆除過程中不得使樓板受力，給支撐梁的吊裝帶來很大困難。

5)施工中需腳手架施工、切割施工、吊裝施工，工種較多。各個(gè)工種之間需配合密切，這對(duì)拆除施工的組織安排、安全、協(xié)調(diào)工作要求較高。

2　支撐拆除方案的選擇

根據(jù)工程實(shí)際情況，工期較緊，對(duì)于耗時(shí)長(zhǎng)的方法例如人工空壓機(jī)、機(jī)械鎬頭機(jī)不適用于本工程；地處市區(qū)，揚(yáng)塵防污染要求高，機(jī)械鎬頭機(jī)防揚(yáng)塵效果不佳，且噪音大；爆破法中部分優(yōu)化爆破法也基本適用于本工程，但是運(yùn)用爆破法的成品保護(hù)成本較高，且爆破法的管理審批流程冗長(zhǎng)，本工程不予推薦。

經(jīng)反復(fù)對(duì)比，本工程最終選擇靜態(tài)切割配合機(jī)械吊運(yùn)作為拆撐方法。

3　工藝與流程

3.1混凝土支撐拆除流程

根據(jù)工期和施工要求，拆除時(shí)由下而上進(jìn)行，基本流程為：支撐梁分塊劃分→搭設(shè)支撐臨時(shí)支撐→臨時(shí)支撐安全性檢查→混凝土支撐切割→支撐混凝土塊體起吊、裝車外運(yùn)→圍檁切割、起吊、裝車外運(yùn)；在拆除支撐時(shí)按區(qū)分塊拆除。

3.2支撐梁分塊劃分原則

1)切割后的鋼筋混凝土塊不能超過臨時(shí)支撐允許承載力；

2)鋼筋混凝土塊體的大小應(yīng)考慮吊車的選型及吊車起重力矩；

3)鋼筋混凝土塊體應(yīng)盡可能最大化，切割總量最小化，以達(dá)到最大經(jīng)濟(jì)效益和最快施工速度；

4)支撐梁切割前應(yīng)正確放樣，使切割后的混凝土塊體與理論計(jì)算值大致相符，不致吊運(yùn)時(shí)超載，造成安全隱患；

5)圍檁、支撐梁分?jǐn)?，約2～4 m一段，重量約5～7 t；

6)樓板混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到80%以上，方可進(jìn)行支撐切割。

支撐切割分塊平面示意見圖1、圖2。

圖1　第一道支撐切割分塊平面示意圖

圖2　第二道支撐切割分塊平面示意圖

3.3支撐梁臨時(shí)支撐施工技術(shù)

3.3.1臨時(shí)支撐搭設(shè)方案

1)臨時(shí)支撐采用φ48×3.5鋼管組合搭設(shè)到支撐梁底，臨時(shí)支撐搭設(shè)立桿橫向和縱向間距均為600mm，步距為1 200mm，腳手架的寬度為支撐梁寬每邊加800mm的工作面；臨時(shí)支撐縱向設(shè)置剪刀撐，剪刀撐角度為45°～60°。

2)本工程臨時(shí)支撐采用單排立桿，立桿和縱橫向水平桿采用直角扣件連接。橫桿接頭采用對(duì)接扣件連接，接頭交錯(cuò)布置?？v向掃地桿采用直角扣件固定在距底座下部200mm處的立柱上，橫向掃地桿則用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方立柱上。臨時(shí)支撐水平管與立柱每隔一道設(shè)置水平拉結(jié)，水平拉結(jié)采用φ48×3.5的鋼管與立柱進(jìn)行抱箍。直接承受支撐梁上部荷載的橫向水平鋼管、立桿和縱向鋼管相交處，要采用雙扣件緊靠緊固。先搭設(shè)一半，待施工完畢之后再進(jìn)行另一半搭設(shè)。拆撐操作平臺(tái)搭設(shè)立面圖見圖3，剖面圖見圖4。

圖3　拆撐操作平臺(tái)搭設(shè)立面圖

圖4　拆撐操作搭設(shè)剖面圖

3.3.2臨時(shí)支撐穩(wěn)定性計(jì)算

(1)腳手架參數(shù)與荷載參數(shù)立柱梁跨度方向間距l(xiāng)為0.60m；立桿上端伸出至模板支撐點(diǎn)長(zhǎng)度a為0.20m；腳手架步距為1.20m；腳手架搭設(shè)高度取第一道支撐4.0m；梁兩側(cè)立柱間距為1.20m；承重架支設(shè)2根承重立桿；模板與木塊自重0.350kN/m2；梁截面寬度B取大值1.100m；混凝土和鋼筋自重25.000kN/m3；梁截面高度D取大值0.800m；機(jī)械切割荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.000kN/m2；施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.000kN/m2。

(2)支撐鋼管的強(qiáng)度與穩(wěn)定性計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5。單位為kN。

圖5　計(jì)算簡(jiǎn)圖

支座反力RA=RB=1.228kN中間支座最大反力Rmax=8.751；最大彎矩Mmax=0.191kN·m；最大變形Vmax=0.097mm；截面應(yīng)力σ=0.191×106/5 080=37.505N/mm2；支撐鋼管的計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求。

橫桿的最大支座反力N1=8.751kN；腳手架鋼管的自重N2=1.2×0.149×4.500=0.804kN；N=8.751+0.804=9.556kN；φ—軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比l0/i查表得到；i—計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm)i=1.58；A—立桿凈截面面積(cm2)A=4.89；W—立桿凈截面抵抗矩(cm3)W=5.08；σ—鋼管立桿抗壓強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)；[f]—鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=205.00N/mm2；lo—計(jì)算長(zhǎng)度(m)；參照《扣件式規(guī)范》不考慮高支撐架，計(jì)算得由長(zhǎng)細(xì)比lo/i的結(jié)果查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.406；鋼管立桿受壓強(qiáng)度計(jì)算值：σ=9 555.540/(0.406×489.000)=48.130N/mm2；立桿穩(wěn)定性計(jì)算σ=48.130N/mm2小于[f]=205.00N/mm2，滿足要求。

(3)扣件抗滑移的計(jì)算雙扣件承載力設(shè)計(jì)值取12.00kN，按照扣件抗滑承載力系數(shù)0.80，該工程實(shí)際的旋轉(zhuǎn)雙扣件承載力取值為9.6kN。計(jì)算中R取最大支座反力，R=8.75kN；R<9.6kN,所以雙扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求。

4　靜態(tài)切割技術(shù)應(yīng)用

4.1切割設(shè)備選型

本工程采用的主要切割設(shè)備為：鉆石鏈條鋸(SK-SD線鋸機(jī))系列搭配鉆孔機(jī)，棧橋板采用片鋸切割。見圖6。

4.2切割施工工藝及步驟

4.2.1鉆石鏈條切割施工工藝

1)在支撐和圍囹上劃分分塊切割線。

2)用鉆孔機(jī)在圍囹的切割線交界處貼墻鉆直徑不小于108mm的通孔，用于穿鉆石鏈條，支撐梁上無須鉆孔。

3)將切割機(jī)器放在圍囹和支撐梁上并連通好電源、水源。

4)穿好鏈條并用液壓鉗接好接頭，按正確方法連接。

5)開通水管，調(diào)節(jié)水流大小，通過控制器將鏈條收緊。

6)固定鉆臺(tái)的銷子尺寸從切割線到銷子中央的距離是420mm(見圖6，其中A為切割線，B為銷子中央)。

7)支撐切割順序原則上先割中間后二側(cè)，首吊塊切割成斜邊，以便吊裝。圍檁、支撐梁分?jǐn)?～4m一段，重量約5～7t。

4.2.2金剛石繩的長(zhǎng)度計(jì)算

最短繩長(zhǎng)由下式計(jì)算(圖7)：總長(zhǎng)L=L1+L2+0.5m。L1=部件的周長(zhǎng)-0.8m(鋸系統(tǒng)的寬度)；L2=凸起部分保留的繩子長(zhǎng)度+0.5m，繩子長(zhǎng)度的計(jì)算L1=1+0.8+1.3+0.6+2.2-0.8=5.1m，L2=2.4m(繩軌變形1)，總長(zhǎng)L=5.1+2.4+0.5=8m。

圖7　金剛繩輪廓

4.2.3切割施工工藝

使用切割機(jī)作業(yè)來切割支撐，支撐切割線示意圖見圖8。

圖8　支撐切割線示意圖

4.3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，必須使支撐拆除后支護(hù)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生過大的應(yīng)力釋放，因此須遵守以下原則：1)總體為先拆除南北向?qū)?，再拆除東西向?qū)?，且拆除順序?yàn)殚g隔地拆，以此來保證拆撐過程中應(yīng)力釋放的均勻性。2)先分離支撐桿與圍檁，再拆除支撐桿，最后拆圍檁。3)拆除方向?yàn)闁|向往西。每根對(duì)撐拆除的順序：先將對(duì)撐端部的八字撐與圍檁和對(duì)撐斷開，再將該連系桿拆除。然后將對(duì)撐與圍檁斷開；根據(jù)切割分塊圖，一段一段的切割拆除。

4.4棧橋切割

由于施工棧橋的存在，先把棧橋上的板面分塊切除吊離，隨后再切除支撐梁(每塊約2.2m×6.8m，重約9t)。見圖9。

圖9　施工棧橋切割示意圖

4.5拆除的混凝土塊體吊除

支撐梁逐塊切割后落在支架上，然后采用單機(jī)雙點(diǎn)抬吊的方法將混凝土塊體吊放到平板車運(yùn)出至破碎場(chǎng)。拆除的混凝土塊體的重量按吊車回轉(zhuǎn)半徑要求控制，由于支撐梁截面很規(guī)則，所以切割混凝土塊體的形狀、重心相同。為此，吊裝前計(jì)算重心位置確定起吊點(diǎn)。

5　工程效果評(píng)價(jià)

從整個(gè)基坑施工過程來看，本工程在拆撐到換撐過程中，基坑表現(xiàn)穩(wěn)定，位移與變形在可控范圍之內(nèi)，就該項(xiàng)工作成本而言，繩鋸切割技術(shù)成本主要在于設(shè)備費(fèi)用的一次性投入及過程中的維修保養(yǎng)，但是在人工費(fèi)用上可節(jié)省50%以上，同時(shí)，最重要的

是滿足施工工期的要求，創(chuàng)造了時(shí)間價(jià)值，且整個(gè)施工過程未收到關(guān)于施工噪音、粉塵污染而引起的投訴糾紛，創(chuàng)造了社會(huì)聲譽(yù)價(jià)值。

6　結(jié)　語(yǔ)

本文以上海越商大廈項(xiàng)目為例，將靜態(tài)切割法與機(jī)械吊裝法結(jié)合，并合理設(shè)計(jì)切割方案，為軟土地區(qū)深基坑安全拆撐提供了又一種方法；本文的成果可以為同類的工程提供一種參考，未來的工程技術(shù)水平會(huì)隨著不同專業(yè)、不同領(lǐng)域?qū)W者的探究而不斷提高，更多先進(jìn)的技術(shù)手段和方法也會(huì)進(jìn)入工程領(lǐng)域，為行業(yè)的提升筑起平臺(tái)。

[1]朱小軍.軟土深基坑工程控制拆撐變形的換撐設(shè)計(jì)方法[J].巖土工程學(xué)報(bào),2010，32:257-260.

[2]張忠偉，朱傳云.引水隧洞爆破開挖對(duì)鄰近建筑物的振動(dòng)影響分析[J].爆破，2004，21(1)：82-85.

[3]禹海濤.拆撐振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境和結(jié)構(gòu)影響的測(cè)試和分析[J].施工技術(shù)，2008，37(7)：53-56.

[4]李興國(guó).城市控制爆破拆除基坑內(nèi)支撐中的復(fù)雜周邊環(huán)境的保護(hù)[J].工業(yè)技術(shù)，2009，22:65-66.

[5]張其中.爆破安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)選編[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

[6]李福清.不同基坑支撐拆除方式對(duì)比研究[J].爆破,2011，28:17-20.

Application of the Rope Saw Cutting Method in theDemolition Project of the Foundation Ditch Bolstering

TONG Xiaogang, QIU Guorong, ZHU Guojuan

2016-09-30

童曉剛(1987—)，男，浙江杭州人，助理工程師，從事建筑施工工作。

TU753

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1008-3707(2016)06-0039-05