某改建項目框架結(jié)構(gòu)的綠色化拆除★

夏巨偉 周雨斌

(1.上海建工集團股份有限公司，上海 200080； 2.浙江大成工程項目管理有限公司，浙江 杭州 310019)

1 概述

隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，我國的城市建設(shè)取得了舉世矚目的成就，發(fā)展出了一批形如北京、上海、廣州等聞名于世界的國際化大都市，城市建設(shè)開始邁入了新時期。新時期城市建設(shè)呈現(xiàn)出新特點，典型的特征是城市發(fā)展開始由大規(guī)模的拆除新建向改造更新轉(zhuǎn)變發(fā)展，這是因為我國大中型城市的土地利用面臨“天花板”，存量土地資產(chǎn)亟需盤活，如何滿足市民生活需求并對城市進(jìn)行精細(xì)化管理與更新，推動城市持續(xù)運行和增值，已經(jīng)成為城市發(fā)展的重大課題。在城市更新改造過程中，有大量的老舊住宅、過時商業(yè)、文化場館、運動會場等建筑需要進(jìn)行改造更新以滿足新的需求，這其中拆除施工作業(yè)是十分重要的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)意義上的暴力拆除不同，當(dāng)前城市更新中對拆除作業(yè)過程中的安全性、環(huán)境友好性以及與改建工程的融合性等眾多方面提出了更為嚴(yán)格的要求，如何安全、高效、綠色、環(huán)保地實施拆除作業(yè)成為廣大工程技術(shù)人員在工程實踐中努力追求的方向。

本文以一個實際改建項目的框架結(jié)構(gòu)拆除施工為例，以確保安全施工和最大程度上降低對環(huán)境及居民影響為目標(biāo)，詳細(xì)就項目總體的拆除思路、主體結(jié)構(gòu)拆除技術(shù)路線進(jìn)行了探討，結(jié)合工程的實際特點就工程的安全和文明措施進(jìn)行了分析，并給出了新時期城市更新條件下拆除項目施工的發(fā)展建議。

2 工程概況

如圖1a)所示，擬拆除項目原設(shè)計功能為商業(yè)廣場，項目的左側(cè)和南側(cè)為住宅區(qū)，右側(cè)為菜市場，北側(cè)為購物廣場。項目整體呈矩形，東西總長度約為130 m，南北寬約80 m，總建筑面積約30 000 m2，其中，地上建筑面積約18 000 m2，地下建筑面積約12 000 m2。項目結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)地上4層、地下2層，地下2層層高為4.8 m，地下1層層高為4.5 m，地上1層、2層層高為5.4 m，地上3層層高為4.25 m，地上4層層高為4.6 m，總高度為19.6 m。該框架結(jié)構(gòu)樓板最大厚度為200 mm，最大梁截面為450 mm×1 000 mm，混凝土等級為C30；最大柱截面800 mm×1 100 mm，混凝土等級為C40。如圖1b)所示，項目改造后為地下2層，地下1層為商業(yè)，地下2層為車庫。地上分為商業(yè)和住宅兩部分。商業(yè)部分為地上2層，是將原4層建筑的上面兩層拆除，保留下面兩層，進(jìn)行改造而成。住宅部分為地上16層，是將原地上部分4層建筑拆除，并對其基礎(chǔ)進(jìn)行加固改造，在改造的基礎(chǔ)上新建16層住宅。由于該改建項目四周為居民和商業(yè)區(qū)，將拆除工作對周圍居民和環(huán)境的影響減小是各方關(guān)注的關(guān)鍵問題，為拆除工作的重點。

3 總體拆除方案

針對該項目特點，為對周圍環(huán)境和居民生活的影響最小，擬定了對現(xiàn)有地上建筑采取自內(nèi)向外拆除的總體方案?？偟募夹g(shù)路線為：結(jié)構(gòu)外圍用腳手架進(jìn)行圍護，拆除結(jié)構(gòu)的南北兩跨框架保留至最后拆除，后拆的兩跨框架和腳手架形成兩層外圍護，實行全封閉作業(yè)。拆除過程中，遵循自上而下、先拆除非承重結(jié)構(gòu)后拆除承重結(jié)構(gòu)的原則，按“板→墻→梁→柱”的順序進(jìn)行拆除，嚴(yán)禁交叉拆除或數(shù)層同時拆除。該方案的主要優(yōu)點在于整個施工期間拆除作業(yè)在一個封閉的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，配合相關(guān)降噪、除塵、高效拆除等技術(shù)措施，可顯著減少對周邊環(huán)境及居民日常生活的影響。如圖2a)～圖2c)所示，將該框架結(jié)構(gòu)劃分為3個拆除區(qū)域，整體拆除施工步驟為：1)區(qū)域1位于結(jié)構(gòu)中部北面，為拆除作業(yè)起點，拆除后形成缺口以便吊車等進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行作業(yè)；2)區(qū)域2位于結(jié)構(gòu)中部，為第2步要拆除的框架結(jié)構(gòu)區(qū)域；3)區(qū)域3為結(jié)構(gòu)南北側(cè)的兩跨框架，為最后拆除的框架結(jié)構(gòu)區(qū)域，在未有拆除之前可作為項目的第二道防護。

4 主體結(jié)構(gòu)拆除

4.1 拆除方案

對建筑主體結(jié)構(gòu)局部每跨采取自上而下的方式逐層拆除。具體施工流程為：1)核對圖紙確認(rèn)拆除部位，用紅色油漆標(biāo)記確認(rèn)拆除位置；2)搭設(shè)結(jié)構(gòu)拆除施工平臺；3)在每一層內(nèi)按柱→梁→板的順序自下而上搭設(shè)結(jié)構(gòu)支承排架；4)拆除所有門、窗等附屬物；5)對主體結(jié)構(gòu)部分，自頂層開始向下逐層拆除。對于每一個施工層，按“板→梁→柱”的順序進(jìn)行拆除作業(yè)。具體步驟為：1)拆除準(zhǔn)備，將吊車就位并確認(rèn)工作半徑；2)切割樓面，將切下的結(jié)構(gòu)板(含次梁)以四點支撐方式水平起吊移除；3)切割主梁，將切下的主梁以兩點支撐方式水平起吊移除；4)切割立柱，將切割下的柱子單點豎直起吊移除；5)拆除該層施工架體及支承架體；6)拆下的廢棄結(jié)構(gòu)部件及時吊離施工區(qū)域進(jìn)行破碎處理；7)進(jìn)入下一層拆除作業(yè)直至上部結(jié)構(gòu)拆除完畢。切割方量控制在4 m3以內(nèi)，重量控制在10 t以內(nèi)(見圖3)。

4.2 切割工藝比選

如表1所示，為最大程度降低切割拆除施工對周邊環(huán)境的影響，在方案編制過程中從施工效率、安全性、結(jié)構(gòu)影響性及環(huán)境影響性4個方面對當(dāng)前的三種切割工藝進(jìn)行了比選，分析發(fā)現(xiàn)無震動繩鋸切割工藝在各項指標(biāo)上占有明顯的優(yōu)勢。本項目即采用了無震動繩鋸切割工藝，隨后的工程實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場粉塵、噪聲可控，施工效率高，達(dá)到了預(yù)期的施工作業(yè)效果。

表1 三種切割工藝比較

5 下部結(jié)構(gòu)負(fù)荷分析

本工程為改造項目，僅拆除上部框架，下部地下室及頂板需要保留。因而，在拆除上部結(jié)構(gòu)的同時，確保下部結(jié)構(gòu)安全成為本改造項目拆除的難點。為此，在編制拆除方案時，對吊車等設(shè)備作用于下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析。如圖4所示，在拆除作業(yè)過程中，下部結(jié)構(gòu)頂板最大變形僅為6 mm，下部結(jié)構(gòu)(含框架柱及頂板)的最大主應(yīng)力為10 MPa，僅為頂板、框架柱容許應(yīng)力的一半以下，下部結(jié)構(gòu)在拆除作業(yè)過程中安全可控。

6 結(jié)論與建議

結(jié)合一個實際改建項目的框架結(jié)構(gòu)拆除施工，詳細(xì)就總體的拆除思路、主體結(jié)構(gòu)拆除技術(shù)路線以及安全文明施工等問題進(jìn)行了探討，主要結(jié)論和建議如下：

1)由于文中的改建項目位于市區(qū)住宅和商業(yè)的聚集地點，該項目老舊框架結(jié)構(gòu)外部周圈搭設(shè)腳手架圍護形成第一道防護，框架結(jié)構(gòu)采用由里及外、保留最外圍一跨框架作為第二道防護的拆除施工策略，二道防護的設(shè)置有效地隔絕了聲、光、塵等對外部環(huán)境及居民的影響，施工思路可供類似工程借鑒。

2)從施工效率、安全性、結(jié)構(gòu)及環(huán)境影響性4個方面對三種切割工藝進(jìn)行了比選，選擇的施工工藝達(dá)到了預(yù)期的效果；另外，進(jìn)行了拆除過程中的下部結(jié)構(gòu)有限元分析，為下部結(jié)構(gòu)施工過程中的安全提供了技術(shù)保障。

3)目前城市更新中建筑改建或拆除施工作業(yè)的安全和環(huán)境影響等基本依賴于人的管理，信息化程度較低。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，研究和探索將物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測、信息傳輸?shù)燃夹g(shù)用于建筑拆除施工過程的安全和環(huán)境影響管理具有重大的意義。