王瀚張

（甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

隨著城市建設(shè)發(fā)展及可開發(fā)空間減少，既有建筑的改造逐漸在建筑市場(chǎng)占據(jù)一席之地[1-5]?；诮ㄖ訉蛹夹g(shù)日益成熟，為了獲得更大的可用加層空間，建筑頂部高聳構(gòu)筑物的拆除也逐漸進(jìn)入人們的視線，而傳統(tǒng)的施工工藝已無法保障在拆除過程中及拆除完成后建筑物的安全，相對(duì)靈活的汽車式起重機(jī)配合高效的金剛石繩鋸越來越多被接受。本文以某建筑上高聳構(gòu)筑物部分拆除工程為例，介紹復(fù)雜工況下的高聳構(gòu)筑物保護(hù)性拆除關(guān)鍵施工工藝。

1 工程概況

某建筑為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為14670.88m2，由平臺(tái)以下商鋪和平臺(tái)以上大殿兩部分組成。其中，平臺(tái)以下為地下一層、地上兩層，建筑高度9.15m；平臺(tái)以上大殿為四層，建筑高度22.25m。大殿頂部建有四根禮塔和一個(gè)穹頂結(jié)構(gòu)，塔的高度為37.5m，由下部28.0m高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和上部9.5m高的鋼結(jié)構(gòu)組成；穹的高度為17.49m，由下部4.5m高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和上部12.99m高的鋼結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)要求，需保留下部主體結(jié)構(gòu)，拆除大殿上部塔、穹頂及女兒墻等構(gòu)件。該建筑南側(cè)為地下室頂板及在建建筑；北側(cè)為地下室頂板，距離城市主干道約35m，高差約12米；西側(cè)緊貼用地內(nèi)圍墻，圍墻外為小路及2層民房；東側(cè)為建筑正門，約20m處為辦公樓及在建建筑。

2 工程特點(diǎn)及方案確定

2.1 工程特點(diǎn)

該工程周邊環(huán)境復(fù)雜，施工區(qū)域有限，材料及設(shè)備存放受限，在改造施工過程中需靈活機(jī)動(dòng)調(diào)用物質(zhì)及機(jī)械設(shè)備；拆除上部禮塔、穹頂時(shí)，電纜錯(cuò)綜復(fù)雜，拆除難度高，同時(shí)建筑四周人員密集，如何確保安全拆除為工程重點(diǎn)、難點(diǎn)；作業(yè)層分別位于地下室頂板和屋面頂板，在屋面頂板拆除和搭設(shè)腳手架時(shí)，由于作業(yè)面距地面較高，操作空間相對(duì)狹小，高處作業(yè)時(shí)風(fēng)力較大，施工難度大，在地下室頂板作業(yè)時(shí)，受周邊場(chǎng)地限制，無法架設(shè)塔吊，垂直運(yùn)輸方面只能采用汽車式起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)可支設(shè)起重機(jī)的場(chǎng)地極少，且與建筑水平距離較大，起重機(jī)型號(hào)的選用及起重量的控制要求極為嚴(yán)格。

2.2 方案選取

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，禮塔及穹頂拆除作業(yè)時(shí)，采用汽車式起重機(jī)配合金剛石繩鋸的方法，上部拆除部分與主體結(jié)構(gòu)相連，為不影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，連接部位全部采用金剛石繩鋸進(jìn)行切割。利用多排滿堂腳手架、維護(hù)架、雙立桿滿堂操作平臺(tái)等措施，滿足金剛石繩鋸作業(yè)條件；采用大噸位吊車進(jìn)行吊裝作業(yè)，保證施工安全。

2.3 汽車式起重機(jī)型號(hào)及位置選取

汽車吊的起吊噸位與主副臂臂長、起重幅度、仰角等有關(guān)，參考相關(guān)汽車起重機(jī)參數(shù)，計(jì)算選取相應(yīng)的起重機(jī)型號(hào)。

2.3.1 起吊負(fù)荷率

2.3.2 就位負(fù)荷率

式中，Q額：本工況下額定起重量；Q計(jì)：計(jì)算值；Q凈：塔筒凈重；q：吊鉤、索具等重量；K：動(dòng)載荷系數(shù)；K1：不均衡載荷系數(shù)。

最終確定第一層起重上限為1.0t，第二層起重上限為2.0t，隨著拆除高度的下降，起重量逐漸增加，第三、四層起重量達(dá)3.5t以上，因此下部兩層不影響起重機(jī)型號(hào)的選取。最終位置選取為建筑物南側(cè)高臺(tái)處（水平距離30米，最大52米垂直高差）、北側(cè)坡道處（水平距離20米，最大高差68米），吊車采用160T型汽車式起重機(jī)，同時(shí)加裝加長臂以確保吊裝高度。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 腳手架搭設(shè)

3.1.1 技術(shù)參數(shù)

腳手架采用雙排腳手架搭設(shè)，整體高度為31m，鋼管類型為Φ48×2.6。腳手架立桿步距為1.8m，立桿縱距為1m，立桿橫距為1m，內(nèi)立桿與建筑物距離為0.8m。主梁離地高度為24m，懸挑方式采用普通鋼梁懸挑。鋼梁水平間距為1m，與原結(jié)構(gòu)采用U型錨固螺栓方式固定在樓板上，錨固螺栓直徑為18mm。鋼梁建筑物外部懸挑1.8m，外錨固點(diǎn)距建筑物邊緣0.1m，鋼梁在建筑物內(nèi)部的錨固長度為2.7m，梁/樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，混凝土與螺栓表面的容許粘結(jié)強(qiáng)度為2.5MPa，錨固螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為50MPa，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0為1。

3.1.2 工藝流程

預(yù)埋件定位安裝→布置懸挑梁→懸挑梁支撐桿件安裝→確定立桿定位點(diǎn)→固定縱向掃地桿→搭設(shè)立桿→固定橫向掃地桿→搭設(shè)橫向水平桿→搭設(shè)縱向水平桿(格柵)→設(shè)置剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護(hù)欄桿→扎安全網(wǎng)。

3.1.3 懸挑梁定位安裝

1）測(cè)量定位：按照設(shè)計(jì)要求布置型鋼位置；2）定位開孔：根據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)合實(shí)際情況確定開孔位置并開孔；3）型鋼安裝：安裝內(nèi)容包括型鋼鋼材、U型螺栓、底部受拉鋼筋、角鋼或鋼板、螺帽、墊片、木楔等；4）補(bǔ)強(qiáng)：采用可調(diào)節(jié)托撐對(duì)型鋼錨固受拉端進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，通過木楔將托撐與型鋼、原結(jié)構(gòu)塞緊壓實(shí)；5）拉結(jié)：每個(gè)型鋼懸挑梁外端設(shè)置鋼絲繩或鋼拉桿與上層建筑結(jié)構(gòu)斜拉結(jié)。如圖1所示。

圖1 懸挑梁定位安裝

3.1.4 內(nèi)部連墻件設(shè)置

由于既有建筑物標(biāo)準(zhǔn)層高較大，同時(shí)外立面已全部封閉并裝修，為盡可能避免對(duì)原建筑的破壞，連墻件只能從幕墻窗口處傳入，在室內(nèi)搭設(shè)雙排傳力架進(jìn)行拉結(jié)，如圖2所示。

圖2 室內(nèi)傳力架拉結(jié)

3.1.5 外側(cè)硬質(zhì)防護(hù)

為避免在拆除作業(yè)期間產(chǎn)生的高空墜物風(fēng)險(xiǎn)，腳手架在搭設(shè)完成后舍棄了傳統(tǒng)的平網(wǎng)，采用錦綸材料立網(wǎng)密目安全網(wǎng)（綠色）的安裝形式，在立面防護(hù)方面采用鋼制圍擋固定在架體外側(cè)，在水平方面采用相連三層滿鋪的防護(hù)方式，有效減少了作業(yè)過程中下部空間的安全隱患。立面及水平防護(hù)措施如圖3所示。

圖3 立面及水平防護(hù)措施

3.2 外立面裝飾拆除

該建筑外立面為干掛石材，在拆除施工過程中采用了人工逐塊拆除的方式，將石材按順序逐片去下后，立即轉(zhuǎn)運(yùn)至建筑內(nèi)部，避免在腳手架上產(chǎn)生二次堆載，最后將鋼架等切割拆除。

3.3 混凝土構(gòu)件拆除

3.3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

為了減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，確保對(duì)結(jié)構(gòu)的最大保護(hù)，采用金剛石繩鋸輔以水鉆切割分塊的方式進(jìn)行拆除作業(yè)。繩鋸切割機(jī)主要由機(jī)架、切割金剛鏈、液壓工作站組成，具有快捷、低噪、無振動(dòng)、切割口平直易修等優(yōu)點(diǎn)；單刀切割截面積可達(dá)4-8m2；被切割物的面積越大，厚度越深，越能顯示其優(yōu)點(diǎn)。

3.3.2 工藝流程

施工準(zhǔn)備→基礎(chǔ)放線→切割設(shè)備固定→混凝土切割→切割塊吊裝→垃圾清運(yùn)→施工完畢。

3.3.3 工藝控制

堅(jiān)持先保護(hù)、后拆除，先防護(hù)、后施工的原則。拆除前復(fù)核構(gòu)件尺寸，確定切割線路，嚴(yán)格按照定位線安裝萬向輪進(jìn)行切割，確保單塊構(gòu)筑物重量不超出計(jì)算的起重上限。拆除過程開始后，優(yōu)先確定吊裝孔，用于起吊前的穿繩使用，吊裝孔一般設(shè)置在切割塊的兩側(cè)平行靠上的位置，確保起吊時(shí)吊物不會(huì)有太大幅度擺動(dòng)。穿繩完畢并確定起重機(jī)械對(duì)吊物產(chǎn)生起重量60%的牽引力后方可進(jìn)行切割作業(yè)。單塊混凝土切割即將結(jié)束時(shí)，由于汽車式起重機(jī)操作平臺(tái)處于作業(yè)面下方較遠(yuǎn)位置，視野受阻嚴(yán)重，操作平臺(tái)指揮人員與起重操作人員及時(shí)溝通，調(diào)整吊鉤位置至吊物正上方，起吊過程中堅(jiān)決不能碰撞操作架體；切割物與原結(jié)構(gòu)徹底分離后，起重機(jī)先緩慢提升50～100mm，觀察吊具是否變形，捆綁是否牢靠，起吊是否平穩(wěn)，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行起吊作業(yè)。拆除吊裝過程中，嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入拆除區(qū)域；吊裝時(shí)作業(yè)半徑下方設(shè)置警戒線；拆除的混凝土塊，采取有效的下落控制措施，避免直接下落墜地。

4 結(jié)語

該項(xiàng)目工程主要包括周邊防護(hù)、保護(hù)性拆除及高空吊裝三個(gè)部分，在拆除高聳建筑物混凝土及鋼結(jié)構(gòu)部分過程時(shí)，需保護(hù)下部結(jié)構(gòu)不受損害，同時(shí)周邊環(huán)境復(fù)雜，相鄰建筑物密集，導(dǎo)致施工空間及場(chǎng)地受限。施工前，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行全面的踏勘與考察，貼合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制施工組織設(shè)計(jì)、相關(guān)設(shè)備選用及BIM技術(shù)模擬施工等準(zhǔn)備工作，通過結(jié)構(gòu)加固技術(shù)、超高吊裝技術(shù)、成品防護(hù)及修復(fù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用，確保了工程的安全實(shí)施。