無塵靜音切割技術在鬧市區基坑混凝土支撐拆除中的應用

俞順國

【摘要】鉆石金剛鏈切割技術是一種綠色環保新工藝，其施工速度快，無震動，無噪音，是現代化拆除施工的潮流。本文著重介紹了該工藝在鬧市區某基坑工程混凝土支撐拆除過程中的應用，包括混凝土支撐切割分塊、支撐排架搭設、切割施工、混凝土塊體吊運等主要施工流程。通過切割拆除技術的實際工程應用，表明該工藝具有較好的社會效益，有較大的推廣應用價值。

【關鍵詞】切割技術 支撐拆除 基坑 綠色環保

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

1.工程概況

四川北路178街坊21/2丘地塊項目由辦公樓、裙房二部分組成。地塊占地面積13270m2，總建筑面積為90682m2，其中地上部分53320m2，地下部分37362m2；基坑面積6800m2，塔樓區挖深17.35m，裙房區挖深16.15m。

本工程共分為四個基坑，一期基坑面積為5500 m2，二～四期基坑為緊貼車站的狹長區域，分別位于基坑南側、西南角和東南角，寬約8～20m，面積分別為419m2、662.2m2、119.4m2。

2.水平支撐體系介紹

一期基坑平面尺寸較大、形狀不規則，采用四道鋼筋混凝土支撐。支撐截面包括1100mm×900mm，900mm×900mm，700mm×700mm等。

二~四期基坑緊貼地鐵車站，平面呈矩形，基坑寬度較窄（約20m），采用一道鋼筋混凝土支撐+四道鋼支撐相結合布置。

3.原混凝土支撐拆除施工方案

3.1爆破拆除方案

本工程原先預采用爆破方法拆除混凝土支撐，但本工程支撐爆破拆除的時間，地鐵區間已經形成?；诒乒こ坍a生的震動、沖擊波、飛石等影響，依照地鐵運營部門相關文件要求:因隧道已經形成，不能選擇爆破拆除方法。

3.2機械結合人工鑿除方案

傳統的混凝土支撐拆除方法為機械結合人工鑿出方法:鎬頭機對支撐逐段破碎后，由人工氣割鋼筋并對鋼筋進行歸堆放吊運出場，后進行渣土清運工作。但本工程混凝土支撐拆除時恰逢世博會召開，同時相關建設管理單位頒布了多項對在建工地的管理細則，包括禁止使用超過60分貝的設備。

機械拆除設備施工噪聲明顯不符合上述規定，難以滿足該項要求，因此本工程混凝土支撐拆除也不能采用機械鑿除的方法。

圖1 鎬頭機聲音分貝圖

4. 無塵、靜音支撐切割技術

4.1 鉆石金剛鏈鋸切割工藝原理

本工程采用鉆石鏈條鋸（SK-SD線鋸機）對混凝土支撐進行切割拆除。該切割機由大功率液壓泵站、傳動定位滑輪及帶有金剛石鋸齒的鋼繩組合而成。具有施工高速、切口平直，尺寸精確，不破壞原有建筑物結構，不受樁或支撐的形狀、尺寸限制，切割后無須事后修補，噪音低，環保、安全等優點，適合在鬧市區施工，是現代化拆除施工的潮流。

純切割效率約1m2/40分鐘；每臺切割機約7m2/12小時

圖2鉆石金剛鏈鋸切割機

4.2 支撐切割施工方案

4.2.1施工總體部署

本工程采用支撐梁底部搭設鋼管腳手架支撐柱作為承重支架，用金剛鏈式切割機搭配鉆孔機進行切割分段，將混凝土塊件吊離，場外用機械破碎解體。

4.2.2 切割范圍

本工程一期基坑四道混凝土支撐及圈梁、二~四期基坑第一道混凝土支撐及圈梁切割方量如下:

一期基坑支撐梁切割方量統計

部位 混凝土方量（m3） 總計（m3）

第一道支撐 1800 6920

第二道支撐 1751

第三道支撐 1723

第四道支撐 1646

二～四期基坑第一道支撐梁切割方量統計

部位 混凝土方量（m3） 總計（m3）

二期基坑

第一道支撐梁 131 374

三期基坑

第一道支撐梁 180

四期基坑

第一道支撐梁 63

4.2.3 切割流程

根據工程要求，分段長度根據吊車性能及回轉半徑確定的起吊重量確定，為保證支撐梁吊運過程的絕對安全，每分段支撐梁的大小在4噸左右。支撐梁切割分段落在承重支架上，所以支架腳手架承重強度和穩定性非常重要。

圖3 切割流程圖

4.2.4 支撐梁分塊劃分原則

1、切割后的鋼筋混凝土塊不能超過腳手架的支撐強度，以確?；炷翂K體在吊離前的安全性。

2、鋼筋混凝土塊體在吊離過程中應穩定可靠。

3、鋼筋混凝土塊體的大小應考慮吊車的選型及吊車起吊半徑。

4、鋼筋混凝土塊體的盡可能最大化，切割總量最小化，以達到最大經濟效益和最塊施工速度。

5、支撐梁切割前應正確放樣，使切割后的混凝土塊體與理論計算值大致相符。

圖4 切割分隔圖

4.2.5支撐梁排架搭設方案

1、對需切割支撐梁下搭設排架作業面位置進行清空處理。

2、支撐與支撐梁空隙用鍥塊牢固。

3、鋼管表明應平直光滑，不應有裂縫、結疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃通。

4、舊扣件使用前應進行質量檢查，有裂縫、變形的嚴禁使用，出現滑絲的螺栓必須更換；新舊扣件應進行防銹處理。

5、支撐排架采用?48x3.5鋼管組合搭設到支撐梁底，排架搭設橫向間距為500mm，縱向間距為1100mm，步距為1200mm。

6、本工程排架采用單立桿，立桿與縱橫水平管采用直角扣件連接。橫桿接頭采用對接扣件連接，接頭交錯布置。

7、縱向掃地桿采用直角扣件固定在距底座下部200mm處的立柱上，橫向掃桿則用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方立柱上。

8、排架水平管于立柱每隔一道設置水平拉接，水平拉接采用Φ48×3.5的鋼管與立柱進行抱箍。

9、直接承受支撐梁上部荷載的橫向水平鋼管、立桿和縱向鋼管相交處要采用雙扣件緊靠緊固。

10、先搭設一半,待施工完畢之后再進行另一半搭設。

圖5 搭設排架圖

4.2.6切割施工步驟

1、鉆石鏈條切割施工工藝(主要用于支撐梁切割)

(1)現場接好電源、水源。

(2)在支撐和圈梁上劃分分塊切割錢。

圖6 切割分塊圖

(3)用鉆孔機在圈梁的切割線交界處貼墻鉆直徑不小于65mm的通孔，用于穿鉆石鏈條；支撐梁上無需鉆孔。

(4)將切割機器放在圈梁和支持梁下面的樓板上并連接好電源，水源。

圖7 切割施工圖

(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，調節水流大小，通過控制器將鏈條收緊。

2、排孔施工工藝(主要用于圈梁打孔及吊裝孔)

使用鉆孔機通過排孔作業來連接鏈條及圈梁的吊裝孔，見下圖。

圖8排孔作業圈梁吊裝孔圖

圖9 排孔作業圖

4.2.7混凝土塊體吊運及吊機選型

由于受現場場地和交通的限制，支撐梁采用分塊切割吊運的方法。梁每塊重量原則上控制在4噸左右。

支撐梁逐塊切割后落在支架上，然后采用單機抬吊的方法將混凝土塊體吊放到平板車上運到破碎場。將拆除的混凝土體的重量按四種不同截面分四種類型大致相等，由于支撐梁截面很規則，所以切割混凝土體的形狀、重心相同。為此，吊裝前無須計算重心位置確定起吊點。梁體起吊時，速度要均勻，構件要平穩，混凝土塊體下放時須慢速輕放?？紤]到支撐梁上下投影重合，現場配備若干數量的手動葫蘆輔助吊裝。

流程一流程二

流程三流程四

流程五流程六

圖10 支撐吊運流程圖

1、棧橋下支撐吊裝方法

由于施工棧橋的存在，橋下的混凝土梁起吊存在一定的困難?，F場采取分割成小塊，每塊4T，利用上一道支撐作為起吊點，用葫蘆將混凝土塊吊起，下放至特制的輪車上，拉出棧道，用吊車吊出。輪車通過的路徑鋪設鋼板，確保樓板的安全。

如下圖所示。

圖11 棧橋下支撐吊裝圖

2、吊機選型及場布

由于受現場場地和交通的限制，鋼筋混凝土支撐梁采用分塊切割吊運的方法。根據工程進度要求及混凝土支撐切割重量，本工程采用2臺KH180-50型50T履帶吊施工，其中混凝土塊最重約為6.5噸。

4.2.8支撐切割過程中廢水處理

本工程混凝土支撐切割由于采用水冷卻，因此施工過程中需要排放大量廢水，為了保證施工環境的整潔并防止廢水對地下結構施工產生影響，考慮采用如下的廢水處理措施：

1、支撐切割過程中的廢水通過結構預留電梯坑等孔洞排到底板上集水井，用水泵集中抽水，將匯流于集水井內的水排到施工場地外的下水道內。水泵排出的廢水通過集水井和排水溝流入三級沉淀池，經沉淀后排放入下水道；對排水明溝、沉淀池內的垃圾，派專業人員定期清除，確保排水溝的暢通，經沉淀池沉淀、過濾后，把清水排入市政下水道。

2、在后澆帶兩側砌磚作擋水，頂部覆蓋木板，防止切割過程中排出的污水流入后澆帶，造成后期處理的困難。

圖12 廢水處理圖

5、混凝土支撐拆除方法比較

拆除方式 優點 缺點

機械拆除 1、簡單方便；

2、費用低 1、工作量大；

2、施工安全較差；

3、噪音大、粉塵較多；

4、影響鄰近居民的正常工作、生活

爆破拆除 1、快速；

2、勞動強度低；

3、減少了高空作業；

4、對周邊影響時間減少。 1、噪音大；

2、爆破時粉塵多；

3、爆破時防護措施費用較大；

4、在爆破前后，要對附近交通實施管制。

切割拆除 1、施工高速、切口平直，尺寸精確；

2、不破壞原有建筑物結構，不受樁或支撐的形狀、尺寸限制；

3、切割后無須事后修補；

4、噪音低，環保、安全等優點。 1、費用較高。

6 結論與展望

無塵、靜音切割技術在鬧市區大型基坑混凝土支撐拆除中的應用相對于傳統的支撐拆除方法爆破或機械拆除方法，可以極大地減少對周邊環境的影響以及解決施工中一直存在的噪聲、粉塵擾民等城市“頑癥”。

切割技術具有綠色環保模式和應用技術，注重施工的高質量，零缺陷，無粉塵，速度快及環境保護等優勢。切割技術在鬧市區大型基坑混凝土支撐拆除中的應用，為新一輪的建筑行業推進和探索綠色建筑施工新途徑、現場施工新模式提供了范例。