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        建筑平移后千斤頂卸載及托盤軌道梁拆除施工技術(shù)*

        2021-03-03 07:45:40陳蕃鴻許錦林于三力盧浩星
        施工技術(shù)(中英文) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu)施工

        陳蕃鴻,許錦林,于三力,盧浩星,劉 炎

        (中建一局華江建設(shè)有限公司,北京 100161)

        0 引言

        如今建筑物平移技術(shù)越來越成熟,絕大多數(shù)建筑物平移的軌道梁及托盤梁在平移完成后需進(jìn)行卸載及切割拆除。目前,傳統(tǒng)的切割拆除方法采用盤鋸、風(fēng)炮等工具,在拆除托盤梁這種懸空結(jié)構(gòu)和軌道梁時(shí)工具無法架設(shè)使用,施工極不方便。本文中使用的繩鋸切割法適應(yīng)性強(qiáng),靈活性高,具有高效快捷、噪聲低、振動(dòng)小、切割面平直易修等優(yōu)點(diǎn)。采用的簡(jiǎn)易泵站,提高了施工過程的靈活性,相比于大型泵站安裝更加快捷,可以靈活適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境。本文采用的卸載方式結(jié)合了應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)設(shè)備,不同于其他卸載方式,在保證卸載過程中建筑物結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí),又保證了施工人員的操作安全。

        1 工程概況

        廈門后溪長(zhǎng)途汽車站主站房平移項(xiàng)目,平移主站房長(zhǎng)162m,寬33.6m,總面積為2.28萬m2,重3.018萬t,從地下室2層進(jìn)行切割分離,采用交替步履頂推方式,帶地下室整體旋轉(zhuǎn)平移90°,一次性移至新址。平移托換結(jié)構(gòu)采用托盤梁設(shè)計(jì),上托盤梁為框架柱邊雙梁設(shè)計(jì),托盤梁雙梁間增加250mm厚的板,托盤梁截面尺寸為500mm×1 200mm(混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40),部分受力較大處截面增加為600mm×1 200mm,托盤梁與柱接觸面采用鑿毛植筋的方式連接。平移托換新址下滑梁為在地下室底板上澆筑650mm×1 000mm滑道梁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40),鋼筋埋入地下室底板內(nèi),在下滑道梁與上托盤梁之間設(shè)置步履行走器。平移完成后,柱采用杯口連接方式,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后,用繩鋸切割方式對(duì)托盤梁及軌道梁進(jìn)行切割拆除。

        2 技術(shù)原理

        使用智能化設(shè)備及應(yīng)力應(yīng)變儀,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)千斤頂卸載過程中的應(yīng)力應(yīng)變。卸載時(shí)利用PLC設(shè)備,相鄰千斤頂向上頂升,使中間部位的千斤頂泄壓,從而拆除中間的千斤頂;在頂升千斤頂?shù)倪^程中,設(shè)置的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠?qū)⒒炷恋膽?yīng)變情況反映到計(jì)算機(jī)終端,一旦發(fā)現(xiàn)異常即可做出調(diào)整,避免結(jié)構(gòu)受到破壞。切割采用的金剛石繩鋸能夠很好地對(duì)托盤梁軌道梁進(jìn)行切割,切割托盤梁時(shí),只需將繩鋸圍繞托盤梁切割,在切割軌道梁時(shí),先使用鉆機(jī)在軌道梁底部穿孔,再用繩鋸穿過孔道進(jìn)行切割。切割托盤梁時(shí),采用鋼板凳及汽車輪胎置于下方,防止托盤梁切斷時(shí)從高處墜落損傷結(jié)構(gòu)。

        3 施工操作要點(diǎn)

        3.1 千斤頂卸載

        千斤頂卸載前,上部結(jié)構(gòu)荷載由頂升設(shè)備支撐,原結(jié)構(gòu)立柱均不受力,卸載過程就是將頂升設(shè)備上的荷載逐步轉(zhuǎn)移至原結(jié)構(gòu)立柱上的過程。在拆除千斤頂時(shí),應(yīng)根據(jù)建筑物受力情況進(jìn)行對(duì)稱拆除。

        混凝土立柱連接完成并驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)荷載轉(zhuǎn)換。通過PLC同步控制設(shè)備逐軸進(jìn)行卸載,將結(jié)構(gòu)上部荷載轉(zhuǎn)移給連接完成的立柱。由于千斤頂卸載前被壓死卡住,無法直接卸載,需要先對(duì)千斤頂加壓,千斤頂加壓按由小到大逐級(jí)加壓,直到千斤頂螺旋可以松開時(shí)停止加壓。

        當(dāng)千斤頂螺旋松開后就可以對(duì)千斤頂進(jìn)行卸載,卸載按加載過程中各千斤頂壓力值(P)作為基數(shù),分別按75%P,50%P,25%P及0%P四級(jí)卸載,每級(jí)卸載完成后采集一遍各控制點(diǎn)的壓力及應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù),記錄在卸載分級(jí)表內(nèi)(見表1)。

        表1 卸載分級(jí)(部分)

        當(dāng)千斤頂加壓超過限定條件而千斤頂螺旋又不能松開時(shí),則不再加壓,采取直接鑿除千斤頂上部灌漿料或者切割下滑梁的形式進(jìn)行泄壓拆除千斤頂。

        3.2 過程監(jiān)測(cè)

        3.2.1監(jiān)測(cè)原理

        監(jiān)測(cè)原理如圖1所示。

        圖1 監(jiān)測(cè)原理

        3.2.2監(jiān)測(cè)部位

        由于各結(jié)構(gòu)立柱已經(jīng)連接完成,且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,原結(jié)構(gòu)與新址底板形成整體框架共同受力,因此各立柱的不均勻沉降、平面形狀、加速度等平移施工中的動(dòng)態(tài)過程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均已固化,不會(huì)產(chǎn)生額外變化。本次卸載過程主要以應(yīng)力應(yīng)變作為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象,卸載過程是原結(jié)構(gòu)立柱從不受力到承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載的過程,因此應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)均布設(shè)在各立柱上,如圖2所示。

        圖2 應(yīng)力應(yīng)變片粘貼位置

        3.2.3監(jiān)測(cè)限值設(shè)定

        以立柱C40混凝土為例,連接高度約為1m,進(jìn)行荷載轉(zhuǎn)換時(shí),按立柱100%達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度混凝土壓縮0.58mm,縱向軸線的轉(zhuǎn)換對(duì)相鄰立柱產(chǎn)生的影響極小,因此卸載過程中需對(duì)立柱進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè),預(yù)警值設(shè)定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%(300με),報(bào)警值設(shè)定為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%(480με)。

        同時(shí),在千斤頂加壓過程中需要滿足以下條件,否則不得繼續(xù)加壓:①故需保證原框架柱的拉應(yīng)變不超過90;②千斤頂加載壓力不能超過60MPa。

        3.2.4監(jiān)測(cè)頻率

        PLC同步控制卸載按75%P,50%P,25%P,0%P四級(jí)卸載,每級(jí)卸載完成后進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測(cè)頻率也按75%P,50%P,25%P,0%P四級(jí)進(jìn)行采集。

        3.3 軌道梁拆除

        3.3.1準(zhǔn)備工作

        1)380V三相電源、長(zhǎng)度符合防水要求的電纜線,用于金剛石繩鋸切割機(jī)。

        2)220V電源及長(zhǎng)度符合防水要求的電纜線,用于金剛石筒鋸水鉆機(jī)。

        3)用于切割時(shí)的冷卻水流。

        3.3.2軌道梁打孔

        1)切割軌道梁時(shí),應(yīng)沿軌道梁底部水平鉆孔。

        2)根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況選擇切割長(zhǎng)度。將金剛石筒鋸水鉆機(jī)支架固定在軌道梁上,鉆頭需與地面保持平行并盡可能貼近地面,連接好冷卻水管。

        3)安裝完成并檢查后方可接通電源。

        4)鉆孔時(shí)施加在鉆頭上的力要均勻,不可過大。根據(jù)鉆進(jìn)深度,隨時(shí)連接延長(zhǎng)桿。鉆頭退出時(shí)仍需保持旋轉(zhuǎn),完全退出后才可關(guān)閉電源。

        3.3.3安裝繩鋸

        1)安裝繩鋸前要確認(rèn)繩鋸的方向,保證繩鋸上的箭頭和鋸切方向一致。使用過的繩鋸有可能看不清橡膠上的箭頭方向,可以根據(jù)串珠上金剛石顆粒方向來識(shí)別。從已鉆好的孔中穿入繩鋸,注意在切割垂直面時(shí),繩鋸的運(yùn)行方向必須沿著水平孔進(jìn)入,從垂直孔中穿出。切割水平面時(shí)根據(jù)實(shí)際位置確定穿入方向。如果反穿使用,繩鋸將有報(bào)廢的可能。

        2)繩鋸需使用專用的鋁制內(nèi)螺紋繩鋸接頭。在連接前根據(jù)繩鋸新舊使用程度要先將繩鋸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),新繩旋轉(zhuǎn)1圈/m,舊繩根據(jù)使用程度增加圈數(shù),最多不超過3圈/m。

        3)將繩鋸兩端的橡膠部分剝除,使兩端裸露出的鋼絲長(zhǎng)度相加等于接頭長(zhǎng)度。兩端裸露的鋼絲插入接頭,接頭應(yīng)和橡膠緊密連接無縫隙。用手動(dòng)液壓壓接鉗將接頭扣壓緊??蹓簳r(shí),先將接頭中部置于扣壓鉗內(nèi)扣壓,每轉(zhuǎn)動(dòng)90°扣壓1次;然后將接頭兩端置于扣壓鉗中依次扣壓;最后,將接頭中部再次置于扣壓鉗中扣壓。

        3.3.4繩鋸機(jī)安裝

        1)將繩鋸機(jī)放置于待切割面前端約1~3m處。安放時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)軌與地面均勻接觸,不能有明顯的扭曲變形,保證導(dǎo)軌工作面無明顯的水平誤差,兩邊導(dǎo)軌無明顯直線度誤差。

        2)在繩鋸機(jī)側(cè)后方約6~10m的位置放置操作臺(tái),要求操作員能清楚觀察到繩鋸機(jī)的運(yùn)行情況。

        3)安裝完成后連接360V主電纜線和控制電纜線,要求牢固連接,不得松動(dòng)。

        4)將繩鋸套在主飛輪上,通過控制臺(tái)控制導(dǎo)向電機(jī)將主電機(jī)調(diào)整到合適位置,使繩鋸在主飛輪上張緊。

        3.3.5切割

        1)首先應(yīng)開始水平切割。如果先垂直切割,待垂直切割完成后,水平切割將因混凝土的自重往下壓,導(dǎo)致無法再完成水平切割。

        2)在切割時(shí)要時(shí)常檢查冷卻水的供應(yīng)情況,一旦出現(xiàn)冷卻水供應(yīng)不到位,應(yīng)立即停止切割,避免損壞串珠繩。

        3)導(dǎo)向電機(jī)會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)置參數(shù)在切割進(jìn)行時(shí)不斷調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置,使繩鋸始終保持張緊狀態(tài)。操作人員要時(shí)刻注意驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置,在驅(qū)動(dòng)電機(jī)即將到達(dá)導(dǎo)軌終點(diǎn)時(shí)停止切割;向后移動(dòng)導(dǎo)軌后將驅(qū)動(dòng)電機(jī)復(fù)位,重新開始切割。

        3.4 托盤梁拆除

        3.4.1施工順序及部署

        托盤梁按每延米進(jìn)行切割,每個(gè)節(jié)段質(zhì)量最大為3t;下滑道梁切割節(jié)段為2m,質(zhì)量為2.5t;限位梁切割節(jié)段為1.2m,質(zhì)量為3t。

        托盤梁切割拆除前需先在托盤梁下設(shè)置鋼板凳,鋼板凳與托盤梁底間隙可用木模板或楔形塊塞死,防止產(chǎn)生沖擊。切割完成后利用叉車將節(jié)段外運(yùn),鋼板凳再安裝到下一需切割的部位,鋼板凳如圖3所示。

        圖3 鋼板凳放置示意

        在一些空間狹小部位,當(dāng)制作的鋼板凳無法布置時(shí),應(yīng)當(dāng)在其下方使用汽車輪胎等減振物體,布置的數(shù)量及面積應(yīng)使托盤梁卸載時(shí)不觸碰到原結(jié)構(gòu),達(dá)到軟著陸的目的。

        托盤梁與柱連接節(jié)點(diǎn)位置預(yù)留5~10cm間距,防止切割時(shí)對(duì)立柱產(chǎn)生損壞,切割完成后由人工用空壓機(jī)、電錘等機(jī)具對(duì)接合面進(jìn)行鑿除,然后修補(bǔ)。切割位置如圖4所示。

        圖4 切割位置

        3.4.2定位放線

        對(duì)混凝土托盤梁及下軌道梁的割線位置進(jìn)行定位放線,并對(duì)切割點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記,各切割段的標(biāo)記點(diǎn)偏差不得超過20mm。

        3.4.3割槽

        在金剛繩掛牢的割線位置用工具掏一個(gè)能放進(jìn)金剛繩的小槽,方便切割。

        3.4.4固定繩鋸機(jī)及導(dǎo)向輪(如需要)

        用M16化學(xué)錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架,導(dǎo)向輪安裝要穩(wěn)定,輪的邊緣一定要和穿繩孔的中心線對(duì)準(zhǔn),以確保切割面的有效切割速度,嚴(yán)格執(zhí)行安裝精度要求。

        3.4.5安裝繩索

        根據(jù)已確定的切割形式將金剛石繩索按一定順序穿入繩鋸切割孔內(nèi),然后纏繞在主動(dòng)輪及輔助輪上,注意繩子的方向應(yīng)和主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)方向一致。

        3.4.6相關(guān)操作系統(tǒng)連接及安全防護(hù)技術(shù)措施

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,水、電、機(jī)械設(shè)備等相關(guān)管路的連接應(yīng)正確規(guī)范、相對(duì)集中,走線擺放嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程。繩索切割過程中,繩的運(yùn)動(dòng)方向前面一定用安全防護(hù)欄防護(hù),并在一定區(qū)域內(nèi)設(shè)安全標(biāo)志。

        3.4.7切割

        啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),通過控制盤調(diào)整主動(dòng)輪提升張力,保證金剛石繩適當(dāng)繃緊,供應(yīng)循環(huán)冷卻水,再啟動(dòng)另一個(gè)電動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪帶動(dòng)金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。切割過程中必須密切觀察機(jī)座的穩(wěn)定性,隨時(shí)調(diào)整導(dǎo)向輪的偏移,以確保切割繩在同一個(gè)平面內(nèi)。

        3.4.8切割參數(shù)選擇

        切割過程中通過操作控制盤調(diào)整切割參數(shù),確保金剛石繩運(yùn)轉(zhuǎn)線速度在20m/s左右,另一方面切割過程中應(yīng)保證足夠的沖洗液量,以保證對(duì)金剛石繩的冷卻,并把磨削下來的粉屑帶走。切割操作要做到速度穩(wěn)定、參數(shù)穩(wěn)定、設(shè)備穩(wěn)定。

        3.4.9切割過程中應(yīng)注意的問題

        如遇到發(fā)生卡繩、斷繩等現(xiàn)象要有相應(yīng)措施解決。安全防護(hù)措施一定要嚴(yán)格,避免斷掉的金剛石繩索上的金剛石串珠飛出傷人。金剛石繩鋸使用前須連接一個(gè)閉合的循環(huán),其操作方法及步驟如下。

        1)兩頭裸露鋼絲繩長(zhǎng)度=接頭長(zhǎng)度。

        2)將兩頭裸露鋼絲繩插入鋼質(zhì)接頭,接頭和相鄰的串珠應(yīng)無縫隙。

        3)采用金剛石繩鋸專用液壓鉗,將接頭扣壓緊??蹓簳r(shí),先將接頭中部置于液壓鉗內(nèi)扣壓,每轉(zhuǎn)動(dòng)90°扣壓1次;然后將接頭兩端置于液壓鉗中依次扣壓;最后,將接頭中部再次置于液壓中扣壓。

        4)扣壓后檢查接頭,用角磨機(jī)等將飛邊和毛刺去除干凈。

        3.5 墻柱修復(fù)

        托盤梁拆除后人工將托盤梁保留的混凝土殘?jiān)M(jìn)行鑿除,截面清洗干凈并涂刷界面劑后用砂漿進(jìn)行修補(bǔ),修補(bǔ)完成后按原房屋要求進(jìn)行粉刷。

        3.6 洞口修補(bǔ)

        原結(jié)構(gòu)外墻及內(nèi)部剪力墻與托盤梁沖突位置處,在原結(jié)構(gòu)墻開設(shè)有結(jié)構(gòu)孔,待托盤梁拆除完成后需要對(duì)原孔洞進(jìn)行修補(bǔ)。

        洞口采用人工風(fēng)鎬鑿出原結(jié)構(gòu)鋼筋≥12d,然后進(jìn)行焊接連接,鋼筋焊接接頭滿足規(guī)范單面焊10d、雙面焊5d要求,采用C40細(xì)?;炷吝M(jìn)行澆筑,澆筑口設(shè)置在模板內(nèi)側(cè),高于切割面以上0.3m,混凝土澆筑時(shí)可利用混凝土泵管將混凝土導(dǎo)至澆筑位置,然后用混凝土裝料箱進(jìn)行盛接,運(yùn)輸至洞口后從上往下進(jìn)行澆灌,然后用振搗棒進(jìn)行振搗,保證澆筑面密實(shí),如圖5所示。

        圖5 結(jié)構(gòu)修補(bǔ)示意

        4 結(jié)語

        平移后托盤梁及軌道梁拆除施工不同于普通建筑拆除施工,需要保證相鄰建筑結(jié)構(gòu)的安全性及外觀的完整性。為了達(dá)到這一要求,需要做好拆除過程中的結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測(cè)及后期結(jié)構(gòu)的恢復(fù)工作。本文基于這兩點(diǎn)提出了解決方案,同時(shí)可為類似保護(hù)性拆除施工提供一定的參考。

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