碼頭混凝土結(jié)構(gòu)拆除施工方法的選擇分析

陳玉進(jìn)，羅剛

（中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司，浙江寧波315200）

1 工程背景

嘉興乍浦港D 區(qū)3 號(hào)泊位及改造工程碼頭泊位長(zhǎng)度390m，寬度42m，引橋長(zhǎng)730m，寬16m。本工程需要拆除的碼頭混凝土結(jié)構(gòu)有：（1）已建D4 泊位東側(cè)、D2 泊位西側(cè)的各2 座系纜墩、標(biāo)高-6m 以上部分的混凝土大管樁；（2）D4 泊位后沿原輔助用房；（3）輔助平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)；（4）D4 泊位東側(cè)懸臂護(hù)輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分。

2 結(jié)構(gòu)拆除要求和特點(diǎn)分析

結(jié)構(gòu)拆除要求和特點(diǎn)包括以下幾方面：

1）4 座系纜墩，系纜墩均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。D4 泊位東側(cè)端部系纜墩，為圓墩臺(tái)直徑9m，厚2.5m；D4 泊位東側(cè)中間系纜墩，墩臺(tái)尺寸5m×5m，厚2.5m；D2 泊位西側(cè)端部系纜墩，墩臺(tái)尺寸7m×7m，厚2m；D2 泊位西側(cè)中間系纜墩，墩臺(tái)尺寸5m×5m，厚2m。系纜墩為整體分割拆除。

割除22 根φ1200mm 大管樁,割除至標(biāo)高-6m,需割除樁身約11m，單根樁樁身質(zhì)量13.75t。

需拆除系纜墩主要特點(diǎn)為：（1）體積大、單體重量大；（2）兩側(cè)營(yíng)運(yùn)碼頭生產(chǎn)繁忙，現(xiàn)場(chǎng)大型浮吊船出入困難的現(xiàn)狀；（3）混凝土結(jié)構(gòu)需最終上岸破碎，不得隨意拋棄入海；（4）系纜墩樁基拆除，需進(jìn)行水下切割，切割位置位于泥面附近，需先挖泥沖刷后進(jìn)行疏浚。

2）D4 泊位后沿原輔助用房，輔助用房為2 層磚混框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)24m，寬9m，高7.6m。第1 層為配電室，高4.5m；第2 層為侯工室，高3.1m。拆除作業(yè)區(qū)域位于碼頭平臺(tái)上，輔助用房高7.6m，輔助用房南側(cè)為碼頭平臺(tái)，其余3 側(cè)為海域。拆除期間需保證拆除廢棄物落在輔助用房平臺(tái)上，不得灑落至海域和已建碼頭平臺(tái)，減少對(duì)已建碼頭的占用。

3）輔助平臺(tái)上層，主要包括面層、懸臂板、上層橫梁、縱梁、聯(lián)系梁、面板及立柱上層。立柱拆除至+5.82m，保留立柱頂部鋼筋。平臺(tái)為現(xiàn)澆橫梁再安裝預(yù)制梁板形成，拆除施工為逆建設(shè)施工順序進(jìn)行。

4）D4 泊位東側(cè)懸臂護(hù)輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分，涉及碼頭表面混凝土的鑿除，需保留鋼筋進(jìn)行修復(fù)和改造。該部分區(qū)域?yàn)槊鎸痈脑煨迯?fù)，鑿除混凝土界限分明，需精確控制，面層和梁頂鋼筋密集，需采用細(xì)致鑿除，以保護(hù)原有鋼筋。

3 拆除施工方法比較

常見碼頭鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)拆除方法主要有：人工使用鎬頭鑿除、攜帶鎬頭的機(jī)械鑿除、金剛鏈條鋸切割、挖掘機(jī)液壓鉗破碎、電動(dòng)碟鋸機(jī)切割等。各種施工方法具有鮮明的特點(diǎn)和差異。

1）人工使用鎬頭拆除。施工方法為由單人操作小型電鎬、風(fēng)鎬等設(shè)備，進(jìn)行混凝土逐層逐區(qū)域的鑿除。其特點(diǎn)為：（1）電鎬和風(fēng)鎬常采用小鉆頭，屬于低功率的設(shè)備，設(shè)備暫用空間范圍小，操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便；（2）精度高，由人工直接操作鎬頭端部，就位準(zhǔn)確，配合劃線割縫措施，可將鑿除影響范圍控制在3cm 以內(nèi)，能夠滿足大部分碼頭工程對(duì)鑿除施工的精度要求；（3）鑿除效率低，需要消耗較多的人工；（4）施工噪聲較大。

2）攜帶鎬頭的機(jī)械拆除。由施工人員操控挖掘機(jī)，進(jìn)行混凝土的鑿碎拆除。其特點(diǎn)為：（1）主要設(shè)備是依靠挖機(jī)，鑿除時(shí)需要一定的施工作業(yè)空間，確保設(shè)備的正常運(yùn)行；（2）機(jī)械鑿樁的效率相對(duì)較高，一次性可鑿除的深度和影響范圍較大；（3）鎬頭精度不足，對(duì)臨近需保留結(jié)構(gòu)往往會(huì)造成破壞；（4）施工噪聲較大，混凝土破碎時(shí)有明顯揚(yáng)塵。

3）金剛鏈條鋸切割。金剛石繩鋸屬于繩劇切割的一種，為無損靜力拆除技術(shù)，施工方法是利用金剛石串珠繩鋸配合金剛石水鉆等切割設(shè)備、利用起重機(jī)械設(shè)備，對(duì)需拆除的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行無振動(dòng)、無損傷切割分離和拆除。其特點(diǎn)是：（1）適用于限制條件下大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物拆除；（2）需要運(yùn)用起重設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械、切割設(shè)備，對(duì)施工組織協(xié)調(diào)要求高，對(duì)施工空間有一定要求；（3）常采用原結(jié)構(gòu)施工順序的逆向拆除，對(duì)切割面的選擇要求高；（4）施工噪聲相對(duì)較小，施工中粉塵少，但混凝土切割的廢漿液較多，需做好收集處置工作[1]。

4）挖掘機(jī)液壓鉗破碎，施工方法與挖掘機(jī)鑿除有一定的類似，為由施工人員操控挖掘機(jī)，使用挖掘機(jī)機(jī)械臂端部的液壓鉗，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)按照斷面剪切。其特點(diǎn)為：（1）主要設(shè)備是依靠挖機(jī)，鑿除時(shí)需要一定的施工作業(yè)空間，確保設(shè)備的正常運(yùn)行；（2）適用于小型梁、板、柱的拆除，無法拆除厚大結(jié)構(gòu)；（3）效率高，需耗人工較少；（4）液壓鉗剪斷構(gòu)件的界面精度不足，對(duì)臨近需保留結(jié)構(gòu)往往會(huì)造成破壞；（5）施工噪聲較小，揚(yáng)塵小。

5）電動(dòng)碟鋸機(jī)切割常用于碼頭和道路面層的割縫施工，在拆除施工中，使用電動(dòng)碟鋸機(jī)切割可對(duì)混凝土鑿除范圍進(jìn)行劃分，減少鑿除拆除施工中出現(xiàn)的對(duì)原有結(jié)構(gòu)的破壞情況。其特點(diǎn)為：（1）一般為平面施工，立柱使用環(huán)鋸可達(dá)到切割要求；（2）一般切割深度在5～20cm，可調(diào)節(jié)；（3）效率高，需耗人工較少；（4）施工噪聲較小，揚(yáng)塵小。

4 施工方法選擇和施工效果

根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的施工環(huán)境和技術(shù)要求以及不同拆除方法的特點(diǎn)，對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)拆除選用相對(duì)合適的拆除方法。

1）4 座系纜墩、大管樁、輔助平臺(tái)上層梁板采用金剛鏈條鋸切割，利用起重船和吊車進(jìn)行分離吊運(yùn)。系纜墩根據(jù)個(gè)體大小，考慮到起重設(shè)備能力，對(duì)其采用分層分塊分離的施工方法。

圖1 為系纜墩分層切割吊運(yùn)、切割吊運(yùn)后下沉以及樁身切割后整體吊離。在整個(gè)拆除施工過程中，金剛鏈鋸切割做到了化整為零，界面清晰準(zhǔn)確，各分割塊體的重量和體積均能夠滿足施工方案的要求，尤其是進(jìn)行水下樁基切割，保證了一次性準(zhǔn)確到位。同時(shí)，該施工過程對(duì)起重機(jī)械設(shè)備的要求較高，切除支撐塊體時(shí)，需要起重設(shè)備全程起吊承重，以保證施工作業(yè)人員和設(shè)備安全。

圖1 系纜墩分層切割吊運(yùn)

2）D4 泊位后沿原輔助用房采用挖掘機(jī)液壓鉗破碎方法。2 層輔助用房的拆除，充分展現(xiàn)了挖掘機(jī)液壓鉗破碎在房屋拆除方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本工程輔助用房拆除時(shí)間僅耗時(shí)2d。在拆除施工過程中，液壓鉗的剪斷位置是施工的控制要點(diǎn)，需要根據(jù)梁、板、柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定剪斷部位，達(dá)到拆除要求的用時(shí)，保證人員和設(shè)備的安全。

3）D4 泊位東側(cè)懸臂護(hù)輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分，涉及碼頭表面混凝土的鑿除，需保留鋼筋進(jìn)行修復(fù)和改造，輔助平臺(tái)保留立柱拆除。均采用人工鑿除的方法。本工程具有較多的精細(xì)鑿除要求的界面，考慮人工鑿除效率低的特點(diǎn)，開始選用挖掘機(jī)風(fēng)鎬機(jī)械鑿除，立柱鑿除中出現(xiàn)豎向開裂范圍過大。后期調(diào)整選用人工鑿除和電動(dòng)碟鋸機(jī)切割相互配合的施工方法，較好地達(dá)到保留結(jié)構(gòu)的完整性，2 種方法效果對(duì)比如圖2 和圖3 所示。

圖2 機(jī)械鑿除出現(xiàn)的保留結(jié)構(gòu)破損

圖3 人工鑿除的保留界面

5 結(jié)語

以上的常見拆除施工方法均具有各自鮮明的特點(diǎn)和適用范圍，在工程拆除施工過程中，需全面考慮拆除結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工環(huán)境特點(diǎn)和拆除技術(shù)要求選擇相應(yīng)的拆除施工方法。