尹 良 高桂博 顧天熊

蘇州中固建筑科技股份有限公司 江蘇 蘇州 215152

既有建筑在拆除改造時(shí)會(huì)遇到抗浮問(wèn)題，留下部分建筑物會(huì)導(dǎo)致抗浮不足。緊鄰地鐵的建筑受到限制條件更多，既有地鐵結(jié)構(gòu)可能因鄰近基坑工程施工而產(chǎn)生變形，在一定程度上會(huì)對(duì)地鐵線路的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響[1-4]。緊鄰運(yùn)河地下水位高，抗浮問(wèn)題尤為明顯。鐵屑混凝土可有效解決因結(jié)構(gòu)自重不足而引起的不均勻沉降問(wèn)題，但使用鐵屑混凝土也帶來(lái)了材料運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)散熱及成品養(yǎng)護(hù)等問(wèn)題。

1 工程概況

蘇州某綜合體改擴(kuò)建項(xiàng)目，總用地面積14 341.78 m2，總建筑面積15 074.98 m2，計(jì)容建筑面積9 052.24 m2，地上3層，地下1層。建筑占地面積3 445.61 m2，建筑高度16 m。建筑一側(cè)緊鄰運(yùn)河，另一側(cè)緊鄰蘇州軌交1號(hào)線（圖1）。

圖1 項(xiàng)目周邊環(huán)境

本項(xiàng)目需要拆除原有建筑物上部結(jié)構(gòu)，在原位進(jìn)行新建。該建筑東側(cè)、南側(cè)分別為京杭大運(yùn)河及其支流；結(jié)構(gòu)邊線往北水平距離軌道交通僅4.2 m。該建筑所在位置周邊管線眾多，北側(cè)距離已建住宅較近，且問(wèn)題最大的是無(wú)法采用降水抗浮的方案。拆除施工期間正值雨季，地下水位上升造成地下浮力增加，為確保地下室底板不因上部建筑拆除、恒載的減小而造成上浮，必須采取其他抗浮方案。

2 主要方案

該拆除重建項(xiàng)目采取了特殊的施工方案：保留原地下室，并進(jìn)行加固改造，上部原建筑拆除至地下室頂板，主要區(qū)域柱拆除至地面指定標(biāo)高時(shí)進(jìn)行無(wú)損切割，待1層柱加固之后進(jìn)行新建作業(yè)。

地上結(jié)構(gòu)拆除前的建筑荷載與新建后的建筑荷載有一定的變化，為了保證地鐵軌道線路不受此建筑荷載變化影響，拆除前對(duì)底板進(jìn)行永久配重施工，以平衡新建建筑前后的荷載變化。

圖2所示陰影區(qū)域采用鐵屑混凝土填充，包括原結(jié)構(gòu)底板面標(biāo)高－5.100～－4.650 m，容重不小于35 kN/m3，另建筑找平厚50 mm，完成面標(biāo)高為－4.600 m。該設(shè)計(jì)的意圖為：陰影區(qū)域上部今后無(wú)恒載建筑，為一般種植區(qū)域，鐵屑混凝土將作為陰影區(qū)域地下室底板抗浮的恒載。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，擬澆筑的鐵屑混凝土容重為35 kN/m3，商品混凝土供應(yīng)商按相應(yīng)要求提前進(jìn)行適配，以滿足容重及強(qiáng)度等級(jí)要求。

圖2 項(xiàng)目施工區(qū)域

施工時(shí)，還需在地上結(jié)構(gòu)拆除后，新建建筑前，對(duì)拆除部分的荷載做臨時(shí)配重抗浮。地下室改造完成后進(jìn)行均布臨時(shí)堆載抗浮，配重堆載完成后再拆除原上部結(jié)構(gòu)。

本項(xiàng)目地下室施工除了抗浮之外，還需考慮地下室防變形措施，地下室部分梁需要鑿除后置換為新結(jié)構(gòu)，被拆除的梁處于靠近外墻的區(qū)域，拆除此區(qū)域梁需要防止外墻因地下水位較高、土壓較大而造成倒塌，拆除前須在外墻柱與框架柱之間設(shè)置2道臨時(shí)鋼梁，對(duì)原梁卸載。

整個(gè)上部建筑拆除、新建階段，對(duì)建筑周邊地下水位以及地下室配重區(qū)域進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，若地下水位超過(guò)預(yù)警值或者配重區(qū)域底板有異常情況甚至發(fā)生變形，應(yīng)第一時(shí)間增加臨時(shí)配重塊，增加配重?zé)o效果的話直接底板開(kāi)孔卸壓。并立即上報(bào)代建、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等相關(guān)參建單位。臨時(shí)配重塊可采用原建筑拆除的梁、柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)沙石裝袋等。

3 永久配重抗浮

設(shè)計(jì)要求該項(xiàng)目地下室澆筑材料容重達(dá)到35 kN/m3，但常規(guī)混凝土容重一般在24 kN/m3，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。集料的表觀密度對(duì)混凝土的容重影響最大，利用合理的配比來(lái)提高孔隙的使用，如采用粉碎后鋼渣。本工程采用鐵屑混凝土，通過(guò)調(diào)整配比，孔隙率控制在1%以內(nèi)，由水泥、鋼渣粉、沙子等配重材料結(jié)合而成，使該鐵屑混凝土滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1 澆筑前積水處理

在鐵屑混凝土施工前，地面面層鏟除之后發(fā)現(xiàn)，地下室出現(xiàn)大量的積水滲水情況，最終選定采用排水板的疏水施工方案。

在鐵屑混凝土澆筑前先做1層排水板（圖3），四周設(shè)盲溝，滲水通過(guò)排水板的空隙流入盲溝，再通過(guò)盲溝流入集水坑。由于排水板鋪設(shè)在鐵屑混凝土下方，所以在排水板的材料選擇上還要考慮承重問(wèn)題，選擇合適的排水板，并在節(jié)點(diǎn)位置予以加強(qiáng)。

圖3 排水板

3.2 鐵屑混凝土的運(yùn)輸

該項(xiàng)目位于市區(qū)交通擁堵區(qū)域，為了保證混凝土連續(xù)澆筑以及避免運(yùn)輸過(guò)程中的離析，澆筑過(guò)程全部集中在傍晚以后，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

3.3 鐵屑混凝土的澆筑

在本項(xiàng)目施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題是，由于鐵屑混凝土容重較大，澆筑攤鋪不易進(jìn)行，同時(shí)鐵屑混凝土水化熱量較大，必須采取措施增加散熱。解決方案是施工時(shí)采用挖機(jī)等機(jī)械輔助攤鋪，人工找平的方案。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

鐵屑混凝土澆筑不需要過(guò)度振搗，以免鋼渣下沉，表面產(chǎn)生大量浮漿，只需要采取二次抹壓工藝，以確保整個(gè)高度混凝土的質(zhì)量。

底板加固鐵屑混凝土采取跳倉(cāng)澆筑，將待澆筑區(qū)域分為3個(gè)施工段，澆筑順序如圖4所示，此澆筑順序也減少了混凝土的散熱量。

圖4 混凝土澆筑順序

4 臨時(shí)配重抗浮

本項(xiàng)目部分區(qū)域的抗浮方式采用加載臨時(shí)配重。提前預(yù)制配重塊，配重塊均為0.5 m3（1.0 m×1.0 m×0.5 m），充分考慮工程所在地高峰期貨車禁區(qū)等客觀因素，實(shí)行錯(cuò)峰運(yùn)輸，提前1～2 d將配重塊運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)。

根據(jù)平面布置，將堆載分為3個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域又根據(jù)實(shí)際情況劃分成為若干小單元。

根據(jù)荷載不同，3個(gè)區(qū)域根據(jù)計(jì)算，均布荷載進(jìn)行堆放。堆載過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控，整個(gè)堆載區(qū)基本完成首層堆載后進(jìn)行首次檢查，整個(gè)堆載區(qū)基本完成后進(jìn)行第二次檢查、測(cè)算。以此類推，根據(jù)不同區(qū)域、不同配重要求，配載至設(shè)計(jì)要求。在上部結(jié)構(gòu)拆除前各區(qū)域均須完成1/2堆載量，上部拆除完成50%時(shí)各區(qū)域均須完成全部堆載量。

整個(gè)上部建筑拆除、新建階段，對(duì)建筑周邊地下水位以及地下室配重區(qū)域進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，若地下水位超過(guò)預(yù)警值或者配重區(qū)域底板有異常情況甚至發(fā)生變形，應(yīng)第一時(shí)間增加臨時(shí)配重塊，增加配重?zé)o效果的話直接底板開(kāi)孔卸壓。并立即上報(bào)代建、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等相關(guān)參建單位。臨時(shí)配重塊可采用原建筑拆除的梁、柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)沙石裝袋等。

5 結(jié)語(yǔ)

1）本工程涉及多種工序方法的交叉施工，周圍環(huán)境較為復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境條件不利，拆除項(xiàng)目受周邊環(huán)境影響大，通過(guò)交叉施工，化繁為簡(jiǎn)，保證施工過(guò)程中建筑的安全。

2）從項(xiàng)目的拆除改造情況來(lái)看，該項(xiàng)目地下室改造施工效果良好，邊拆除邊監(jiān)測(cè)，從監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，配重的施加較合理，保證了建筑的安全，也對(duì)地鐵無(wú)影響。

3）以鐵屑混凝土做永久配重，輔以臨時(shí)配重抗浮的方案有效，對(duì)地鐵正常運(yùn)營(yíng)無(wú)不利影響，地下室無(wú)形變。

4）以鐵屑鐵渣做重骨料混凝土在經(jīng)濟(jì)效益和施工效果上取得良好的成果，同時(shí)也解決了在施工過(guò)程中所遇到的一些問(wèn)題，如底板滲水、混凝土運(yùn)輸、水化熱等，為以后類似工程項(xiàng)目施工積累了經(jīng)驗(yàn)。