深基坑钢筋砼内支撑梁静力劈裂拆除施工技术应用

发表时间:2021/3/16   来源:《建筑科技》2020年8月下   作者:赵家明
[导读] 本文结合项目实践,采用静力劈裂拆除施工技术拆除了深基坑钢筋砼内支撑梁,有效地减少了项目在拆除施工时可能造成对周围建筑环境的不良影响,成功实施了钢筋砼内支撑梁的拆除施工,保证了项目施工安全,实现了项目绿色文明施工,可为今后类似工程施工提供借鉴和技术参考。

中铁二十四局集团南昌铁路工程有限公司  赵家明

摘要:本文结合项目实践,采用静力劈裂拆除施工技术拆除了深基坑钢筋砼内支撑梁,有效地减少了项目在拆除施工时可能造成对周围建筑环境的不良影响,成功实施了钢筋砼内支撑梁的拆除施工,保证了项目施工安全,实现了项目绿色文明施工,可为今后类似工程施工提供借鉴和技术参考。
关键词:深基坑;钢筋砼内支撑梁;静力劈裂;拆除
       随着我国城市化进程不断推进,基坑开挖深度正向越来越深的趋势发展,其面临深基坑后续的钢筋砼内支撑梁选用哪种拆除方法显得尤为重要。本工程项目地处四川省雅安市城市中心地带,其安全文明施工要求高,在保证施工安全、文明施工不扰民的情况下,快速完成基坑钢筋砼内支撑梁的拆除工作,为后续施工创造有利条件。本文将结合雅安市雨城区东大街38号大院棚户区改造工程施工案例,重点探讨了一种快速、安全、文明、环保的静力劈裂拆除施工技术。
        一、工程概况
        本工程项目位于四川省雅安市东东大街38号大院,场地北侧为东大街,西侧为人民路,南侧为英模路,东侧为新康路,项目占地约20亩,总建筑面积122138.38㎡,地上面积79058.74㎡,地下面积43079.64㎡。
        本项目由地下四层、地上四层裙楼(商业)及3栋高层(1号楼、2号楼、3号楼)组成,通过地下室(局部有夹层)连成一体。
        本项目周边既有高层建筑、城市道路变形要求严格,采用控制变形较好的内支撑进行支护(南区、北区)及采用锚拉排桩进行支护(中区)。采用钻孔灌注排桩+钢筋砼内支撑进行支护,内支撑砼强度为C40,内支撑立柱采用钢格构立柱。  
        本项目基坑支护平面示意如下图1:


        二、钢筋砼支撑拆除施工难点及方法选择
        1.拆除施工难点分析
        本项目地处市中心城区,周边高层建筑及城市道路变形控制要求严格,所采取的深基坑钢筋砼内支撑梁多,拆除工程量大,加之深基坑专项工序多,交叉工期长,对钢筋砼内支撑拆除要求很高。
        施工专业拆除人员不但要有深基坑拆除项目经验,还需对土建常规结构施工流程及成品保护都要有全面的能力。
        2.拆除方法选择
        对于传统的拆除方法是人工利用风镐锤凿、爆破等方式。这些方法的缺点是施工速度较慢、安全隐患较高、会产生大量的粉尘、噪声污染等。
        本项目采取静力劈裂技术,是运用液压劈裂机对砼进行劈裂,很好的解决了深基坑钢筋砼内支撑拆除中的难题,极大的提高了工作效率,减少了对周围环境的污染,同时保证了施工安全。在工程中不能使用炸药的情况下破碎砼具有很大的技术优势。静力劈裂技术就是一种新兴的静力拆除技术,作业时具有无冲击、无震动、无粉尘、无噪声、不间断重复作业、工作效率高、效果显著等特点,应用于不能爆破施工、工期紧等技术难度大的拆除工程,比传统膨胀破碎效率更高。
        静力劈裂机工艺原理:因钢筋砼的抗压强度高,抗拉强度低,静力劈裂机正是利用钢筋砼抗拉强度低的特性,以液压动力站的泵站输出的超高液压油又经增压器的机械放大后驱动分裂棒内的油缸产生巨大推动力,使分裂机的液压顶向外伸出胀裂,液压力瞬间超高压,能轻而易举的从钢筋砼内部将坚硬砼分裂,并能使其按预定方向分裂,达到胀裂破碎的目的。
        三、静力劈裂拆除法施工方案
        1.拆除原则和拆除结构保护
        (1)拆除原则
        钢筋砼内支撑拆除过程中,深基坑支护结构内力会发生较大变化,为了保护深基坑和周边环境的施工安全,必须使钢筋砼内支撑拆除后其支护结构不产生过大的应力释放,需先采取对称卸荷,以保证内支撑受力平衡。支撑拆除顺序遵循由下至上进行;先加劲板、再拆小梁、后拆大梁;先拆次梁、后拆主梁;先拆梁跨中、后拆梁两端的原则。
        (2)拆除结构保护
        每道钢筋砼内支撑拆除施工时,必须做好对已完地下室结构的保护措施。支撑梁拆除过程中,需在支撑梁下搭设架体,及在楼板上铺设砂和钢板后方可作业,以避免拆撑施工对结构造成伤害。
       2.静力劈裂拆除设备的组成及特点介绍


        (1)劈裂机的组成和分类
        劈裂机主要组成为:一台或数台劈裂枪、一台液压动力站、一个运输架、一套高低压液压连接管与快速接头。
        劈裂机按动力站类型可分为:电动型、柴油型、汽油型、气动马达四种驱动力。本项目施工场地位于市区,施工用电条件较好,故选择电动型劈裂机。
        劈裂机按劈裂枪材质可分为:钢制劈裂枪与铝合金劈裂枪两种。另还可以按劈裂枪力量的大小来分类。
        (2)劈裂机的特点
        劈裂机它具有操作简单、体积小、重量轻、劈裂力大的特点,工作时无振动、无冲击、无噪音、劈裂快,作业效率高、成本低、节省资源等一系列优点。
        ①安全性
        劈裂机是在静态液压环境下可控性的工作。因此,不会像爆破和其他冲击性拆除、凿岩设备那样,产生一些危险隐患、无需采取复杂的安全措施。
        ②环保性
        劈裂机工作时,不会产生振动、冲击、噪音、粉尘飞屑等,周围环境不会受到影响。即使在人口稠密地区,都可以无干扰地进行工作。
        ③经济性
        劈裂机数秒钟就可以完成劈裂过程并且可以连续无间断地工作,效率高;其运行及维护成本很低;无需像爆破作业那样采取隔离或其它昂贵的安全措施。
        ④使用性
        劈裂机耐用的结构和人性化的使用设计,确保了其使用方法简单易学,仅需单人进行操作;维护保养也便捷;使用寿命周期长;劈裂机和动力站的托运也很方便。
        3.静力劈裂拆除施工工艺
        (1)静力劈裂拆除工艺流程:
        静力劈裂拆除工艺流程图如右图2:
        (2)施工准备:
        包括管理人员与施工人员安排到位;机械检查完成无故障;对所有施工人员进行安全技术交底等。
        (3)支撑梁临时支撑搭设
        采取搭设钢管排架临时支撑进行拆除。支撑排架采用?48.3×3.6钢管搭设到支撑梁底,排架搭设横向为梁宽。纵向间距、步距根据搭设高度及支撑截面尺寸计算确定。本项目主要截面为1000×1000梁、600×600梁支撑梁,其支撑排架搭设要求如下:
        ①支撑梁1000×1000搭设脚手架参数:立柱梁跨度方向间距1米;脚手架步距1.5米;梁两侧立柱间距1米;梁底增加承重立杆根数:2根。
        ②支撑梁600×600搭设脚手架参数:立柱梁跨度方向间距1米;脚手架步距1.5米;梁两侧立柱间距1米。
        (4)定位、布孔:
        ①钢筋砼内支撑梁拆除前需要了解支撑梁配筋、梁截面进行详细分析,钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据拆除支撑梁的实际情况确定。
        ②钢筋砼内支撑梁钻孔从梁面竖向贯穿布眼,在静力劈裂时砼分裂面积越多,拆除进度就越快,经济效益也更高。其孔距、排距的大小均与支撑梁截面积有关。
        ③钻孔直径与破碎效果密切相关,一般推荐用直径为 38~42mm 的钻头,成孔时要避开原梁主筋,间距不超过60cm。
       

        4. 静力劈裂拆除施工要点
        (1)支撑梁拆除必须从中间分段劈裂拆除,每段长度不超过2.5米,加劲板拆除前先沿加劲板短边方向用切割机切一道分隔线,使支撑梁与加劲板间有效分离开,方便劲板拆除施工。
        (2)采取人工在支撑梁上钻孔,直径宜采用 38~42mm孔,插入劈裂棒液压劈裂梁砼破碎切口,再配合用人工剔除劈裂区砼分离钢筋,清理碎渣。
        (3)支撑梁拆除前用钢管架在拆除层梁下搭设支撑架,检验合格后,用液压劈裂机劈裂梁中段,后向梁两端头方向劈裂拆除。
        (4)液压破碎拆除时,将手风钻专用操作平台移动到梁位置附近并安装固定。操作平台的要求是要高于拆除部分800mm左右。在需要进行保护的部位上垫钢板或汽车轮胎做垫层,以防拆除下来的废渣块将顶部损坏,随拆除的进度,保护垫层往前铺垫。
        (5)手风钻剔除残留砼,采取手风钻剔凿的方法。用空压机、手风钻 (或凿岩机)剔除,不会损伤主体结构,也可采用人工液压钳进行破碎。
        5.拆静力劈裂除安全保证措施
        (1)拆除支撑梁破碎时,梁的受力结构发生变化,梁可能塌落下沉,则支撑梁将受侧向拉力,易造成柱扰动变形。故在拆除前对重点支撑加固,或用钢管架预先对纵横梁进行支撑。
        (2)为降低支撑基坑梁振动危害,采取密打孔,分段延申逐孔劈裂破碎拆除。
        (3)重点是在劈裂机劈裂梁端口破碎后,连接梁节点受力结构发生变化,防护不当立柱易受力发生扰动,易造成失稳和立柱及下部承梁(台)受力变形。为防止对其产生影响和危害,采取劈裂长度不超过800mm段拆除,避免破碎物失去支撑下沉,侧向失稳。
        (4)立柱与梁节点部位采取保护性拆除,即用劈裂机或人工风镐逐层破碎,避免使用大型机械造成危害。
        6.静力劈裂拆除过程监测
        (1)过程监测
        在基坑监测单位监测工作不变的前提下,在拆除区域另布设控制点安排专职人员对内支撑拆除过程基坑变形、周围建筑物变形等进行严密监测,拆除过程中每天监测次数不少于4次,拆除完成每天监测次数不少于2次。并在测量的同时安排专职管理人员对基坑侧壁、基坑上部及周围建筑物进行巡视监测,发现开裂、变形等情况立即暂停拆除施工及时汇报,聘请相关专家对基坑开裂变形情况进行分析处理。
        (2)监测数据要求
        基坑监控报警值根据基坑支护有关规范及支护结构设计要求确定。本工程基坑水平位移监测报警值21~30mm,变化速率2~3mm/d;基坑竖向位移监测报警值21~30mm,变化速率2~3mm/d;基坑周边地表建(构)筑设施竖向位移报警值为0.0016L~0.002L(L为相邻点间距,单位米),变化速率2~3mm/d。
        (3)监测资料
        监测资料及检查记录必须当天整理,当天报送项目技术负责人及项目经理等相关人员。 
        (4)信息互通
        加强与基坑监测单位的沟通,实测数据共享,及时核对,及时纠偏。
        四、结束语
        采取静力劈裂法拆除技术,相对传统拆除工艺,具有噪音低、无粉尘、劈裂快、成本低、节能、节省资源等一系列优点,有较明显的社会效益。本施工方法随着雅安市雨城区东大街38号大院棚户区改造工程项目深基坑钢筋砼内支撑的成功拆除,既保证了项目施工安全,又实现了项目绿色文明施工,可为今后类似工程施工提供借鉴和技术参考。
 参考文献
[1] 李永胜.深基坑钢筋砼内支撑梁无损静力切割拆除施工技术研究与应用[J].科技与创新,2016,(8).
[2]杨春,毛江峰,周文武,等.一种新型深基坑内支撑梁拆除施工技术研究与应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(30).

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