林龍

摘 要：以廈門港東渡港區(qū)0#-4#泊位改建工程原0#泊位滾裝碼頭拆除工程為例，介紹了如何利用混凝土鏈割結(jié)合浮吊技術(shù)拆除碼頭墩臺(tái)結(jié)構(gòu)及水下灌注樁基的施工工藝。

關(guān)鍵詞：混凝土鏈割結(jié)合浮吊 拆除 碼頭墩臺(tái) 水下灌注樁基

1.工程概況

原0#泊位滾裝碼頭拆除工程位于0#泊位最南端，拆除內(nèi)容包括海側(cè)吊橋架支墩、岸側(cè)吊橋架支墩、轉(zhuǎn)接平臺(tái)、接岸簡支板及下部樁基。其中海側(cè)吊橋架支墩結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總重為323.13t；岸側(cè)吊橋架支墩結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總重為288.69t；轉(zhuǎn)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總重為1741.89t；接岸簡支板結(jié)構(gòu)形式為空心板預(yù)制安裝+現(xiàn)澆面層結(jié)構(gòu)，共有空心板20塊，總重量為246.94t；下部樁基23根，單根重量40.4t～83.7t之間。如圖1，圖2所示。

2.墩臺(tái)拆除施工

2.1拆除順序

拆除順序由北往南、由海側(cè)往岸側(cè)進(jìn)行，先拆除海側(cè)吊橋支墩，再拆除岸側(cè)吊橋支墩及接岸簡支板，最后拆除轉(zhuǎn)接平臺(tái)。墩臺(tái)拆除遵循由零到整原則，先拆除墩臺(tái)附屬設(shè)施，再分塊拆除墩臺(tái)。

2.2拆除方法

海、岸側(cè)吊橋架支墩、接岸簡支板及轉(zhuǎn)接平臺(tái)拆除采用鏈割法分塊切割后用700t起重船將砼塊體吊至1000t平板駁上，再在平板駁上將砼塊體切割成重量為100t小砼塊體，運(yùn)至石湖山碼頭采用120t門機(jī)將砼塊體起吊上岸后破碎外運(yùn)。捆綁前，在砼塊體底邊角的捆綁位置設(shè)置抗滑槽，防止鋼絲繩移位、滑脫。如圖3所示。

2.3分塊起吊原則

海、岸側(cè)吊橋架支墩、接岸簡支板及轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊切割原則：因起重船起吊接岸簡支板的距離最遠(yuǎn)，主鉤距船艏的最大距離為19m，根據(jù)起重船吊重參數(shù)表可知，起重船主鉤可吊重700t，為保證起吊安全，每塊砼總重量控制在400t左右。

由此海側(cè)吊橋架支墩總重為323.13t，未超過起重船最大吊重，可一次性起吊；岸側(cè)吊橋架支墩重量為288.69t，支墩上方工作室先行拆除破碎并外運(yùn)，再將該支墩一次性起吊。

接岸簡支板結(jié)構(gòu)形式為空心板預(yù)制安裝+現(xiàn)澆面層結(jié)構(gòu)，每塊空心板重為7t，共20塊，整體總重量為246.94t，采用鏈割法將簡支板按照每5塊空心板位置進(jìn)行分割后，采用捆綁方式分四次吊除，每組重61.73t，滿足起重要求。

轉(zhuǎn)接平臺(tái)整體重量為1741.89t，無法一次性起吊，需將轉(zhuǎn)接平臺(tái)鏈割成5小塊再分別起吊，鏈割前取好穿繩孔，具體分塊見圖4。

每塊的砼總重量如表1所示。

2.4起吊方式及吊具的選擇

砼塊體及樁基的起吊方式均采用捆綁式起吊。

（1）吊索強(qiáng)度驗(yàn)算

根據(jù)上節(jié)計(jì)算可知，轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊Z4重量最大為389.98t，故以轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊Z4為例進(jìn)行受力計(jì)算。轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊Z4需提供吊力為389.98t，擬采用700t起重船捆綁住砼塊體后進(jìn)行吊裝，吊裝時(shí)采用兩根鋼絲繩捆綁，每根鋼絲繩對折捆綁，相當(dāng)于4根鋼絲繩受力，因本工程所用起重船為雙主鉤，每根鋼絲繩各掛一個(gè)主鉤，相互不影響，通過控制主鉤可使每根鋼絲繩均處于受力狀態(tài)。捆綁吊裝如圖5所示。

吊索角度計(jì)算：

如圖5所示，單根鋼絲繩長度=ab+bc+cd+de+ea=11.1+2+9.4+2+11.1=35.6m，b點(diǎn)到吊鉤中心距離=4.7m，計(jì)算得出吊索角度為64.83°。

吊索強(qiáng)度校核：

轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊Z 4需用吊力為389.98t，構(gòu)件的吊裝時(shí)考慮1.3倍的動(dòng)載荷系數(shù)，則在該條件下轉(zhuǎn)接平臺(tái)分塊Z 4計(jì)算重量為：G=389.98t×1.3=506.98t；單個(gè)捆綁點(diǎn)受力G1=428.98/4=126.75t。

吊索受力計(jì)算：

F=G1/sin64.83°=140.1t.

吊索選取φ120mm-6×37的纖維芯鋼絲繩，打單使用，其破斷力為

120*120*1470*0.49/1000

=10372KN

安全系數(shù)n=10372/1401=7.4>6，吊索強(qiáng)度滿足要求。

（2）每塊砼塊體捆綁位置圖如圖6。

2.5分塊切割、破除順序

海側(cè)吊橋架支墩→岸側(cè)吊橋架支墩→接岸簡支板→Z1→Z2→Z3→Z4→Z5

砼塊體切割完成后，采用700t起重船將砼塊體吊至1000t平板駁上，再在平板駁上將超過100t的砼塊體切割成重量小于100t小砼塊體，運(yùn)至石湖山碼頭采用120t門機(jī)將砼塊體起吊上岸后破碎外運(yùn)。

2.6墩臺(tái)底部與樁基頂部連接處切除方案

墩臺(tái)底部與樁基頂部連接處鏈割時(shí)，在切割墩臺(tái)側(cè)面打入膨脹螺絲，鏈割機(jī)底盤通過螺絲對鎖固定于墩臺(tái)側(cè)面進(jìn)行混凝土鏈割，砼塊體切割過程中，起重船起吊該砼塊體并帶力，帶力情況可通過船上的儀表盤顯示出來。切割時(shí)，起重船帶力可控制在該砼塊總重的2/3左右，切割完成后，因砼自重大于吊力，不會(huì)出現(xiàn)瞬間反彈現(xiàn)象，此時(shí)起重船可起吊砼塊體。見圖7。

2.7混凝土鏈割施工方法

（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（DS-WSS 30）系列搭配鉆孔機(jī)（圖8，圖9）。主要工作性能參數(shù)為：

鉆石鏈條鋸：

純切割速度：40～60分鐘/斷面

安裝時(shí)間：20～40分鐘/次

鉆石鉆孔機(jī)：

純切割速度：12小時(shí)/斷面

安裝時(shí)間：5分鐘/次

（2）切割施工工藝及步驟

①現(xiàn)場接好電源、水源。

②在墩臺(tái)上搭設(shè)吊籃作為施工平臺(tái)，再按照分塊方案標(biāo)記好切割錢。

③用鉆孔機(jī)在墩臺(tái)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。

④將切割機(jī)器放在墩臺(tái)頂上并連接好電源，水源。

⑤穿好鏈條并用液壓鉗接好接頭，按正確方法連接。

⑥開通水管，調(diào)節(jié)水流大小，通過控制器將鏈條收緊。

⑦固定鉆臺(tái)的銷子尺寸從切割線到銷子中央的距離是42cm。

⑧切割線、B、銷子中央

⑨金剛石繩的長度計(jì)算（以下為舉例說明）

最短繩長由下式計(jì)算：

總長L=L1+L2+0.5米

L1=部件的周長-0.8米（鋸系統(tǒng)的寬度）

L2=凸起部分保留的繩子長度+0.5米

繩子長度的計(jì)算

L1=1m+0.8m+1.3m+0.6m+2.2m-0.8m=4.1m

L2=2.4m（繩軌變形1）

總長

L=4.1+2.4+ 0.5 =8m。（圖10）

3.水下灌注樁基拆除施工

本工程共有23根灌注樁。A型灌注樁有4根，直徑為1.5m，護(hù)筒頂標(biāo)高為+10.1m，樁基底標(biāo)高約為-30.0m，樁基混凝土頂面標(biāo)高為-6.9m，+10.1m～-6.9m為空孔部分，混凝土標(biāo)號(hào)為C35；B型灌注樁有15根，直徑為1.2m，樁頂標(biāo)高為+5.5m，底標(biāo)高約為-23m，混凝土標(biāo)號(hào)為C35；C型灌注樁有4根，直徑為1.5m，樁頂標(biāo)高為+5.5m，底標(biāo)高約為-26.5m，混凝土標(biāo)號(hào)為C35。本工程樁基割除線標(biāo)高為-12.4m，單樁切除的工程量如表2所示。

（1）樁基割除前清淤工作

本工程樁基割除線標(biāo)高為-12.4m，樁基周邊的原泥面平均標(biāo)高約為-3.5m，無法直接進(jìn)行樁基割除，需先進(jìn)行清淤。在砼塊體吊除后立刻組織挖泥船進(jìn)場進(jìn)行清淤，挖泥船將樁位周邊5m范圍內(nèi)清淤至標(biāo)高-13.0m，因樁基周邊表層土質(zhì)為淤泥質(zhì)黏土，為確保潛水員下水施工安全，清淤邊坡按1：6控制，清淤量約為2萬m3。挖泥船清淤完成后由潛水員進(jìn)行二次清淤，二次清淤采用水下高壓水槍配合大功率抽泥泵對樁基周邊尚未達(dá)到標(biāo)高為-12.4m位置進(jìn)行清淤。為防止回淤，清淤完成后需立即進(jìn)行樁基切割，做到分塊清淤分塊割除。

（2）鋼護(hù)筒割除

清淤完成后，樁基開始割除前需要先將樁基切割線位置鋼護(hù)筒進(jìn)行割除，鋼護(hù)筒割除采用水下切割，割除高度為20cm，割除標(biāo)高為-12.4m～-12.6m。

（3）樁基割除

因樁基割除標(biāo)高為-12.4m位于水下，需對鏈鋸機(jī)進(jìn)行部分改造以固定于樁基割除位置，于鏈鋸機(jī)底部加焊兩條1.8m長方鋼作為底座，方鋼兩端開孔，通過兩頭兩根80cm長螺桿和一根300cm長扁鐵焊接形成抱箍，起重船上小鉤吊住鏈割設(shè)備將松開狀態(tài)下的抱箍套住樁基緩慢下放入水，下方到位后潛水員水下配合進(jìn)行鏈割機(jī)抱箍鎖緊樁基，鏈割機(jī)抱箍完成后，潛水員出水，岸上操作員開始通過控制器操作進(jìn)行樁基鏈割，鏈割法施工工藝同墩臺(tái)鏈割章節(jié)。

起重船主鉤掛住捆綁后的鋼絲繩并吊住上力，啟動(dòng)鏈鋸機(jī)將樁基在設(shè)定位置處切斷，樁基割斷后起重船主鉤吊住樁基，副鉤配合將起吊樁基調(diào)平出水，接著將樁基放置到駁船上后解鉤拆除鏈割設(shè)備，起重船移位重復(fù)進(jìn)行下一根樁基割除施工。（圖11，圖12）

4.結(jié)語

采用混凝土鏈割結(jié)合浮吊技術(shù)在原0#泊位滾裝碼頭拆除工程施工中的成功應(yīng)用，表明了該技術(shù)具有施工速度快、場地條件要求低、施工環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，利用該施工工藝進(jìn)行碼頭結(jié)構(gòu)拆除受到了業(yè)主、監(jiān)理單位的一致肯定，既減少了搭設(shè)拆除施工平臺(tái)所需要的施工投入，又很好的避免了采用現(xiàn)場拆除破碎工藝容易造成的海上環(huán)境污染問題，同時(shí)拆除施工進(jìn)度、施工質(zhì)量也得到很好的保證。