某改建工程局部結(jié)構(gòu)拆除施工技術(shù)

俞慶彬，楊光旭，張馳騁，陳童，王迪威

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200120）

0 引言

根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的城市發(fā)展規(guī)律，當(dāng)城市化發(fā)展到一定程度后，城市建設(shè)就會(huì)逐漸從增量土地開發(fā)轉(zhuǎn)變到以盤活存量土地為主的有機(jī)更新。建造模式也會(huì)從“拆改留”轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲舾牟稹?，城市建設(shè)向更加綠色化、低碳化的方向發(fā)展[1]。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，目前，我國(guó)一線及新一線城市正處于有機(jī)更新的階段，各地正在以以點(diǎn)帶面的形式加快城市的建設(shè)和片區(qū)功能性修復(fù)，以此來帶動(dòng)老城區(qū)的發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也在逐漸改善市民的生活環(huán)境。

在更新建筑物建筑功能時(shí)，從建筑主體結(jié)構(gòu)出發(fā)，大多采用拆除重建、局部拆除加固、完全保留三種形式。其中，局部拆除加固可以最大程度地將開發(fā)者需求賦予到建筑物本體上，且開發(fā)形式更加靈活。但同時(shí)，也會(huì)帶來施工界面處理困難、作業(yè)空間更加受限等問題。

1 建筑物結(jié)構(gòu)拆除方式

根據(jù)拆除工具的不同，可以將建筑物拆除方式劃分為人工拆除、機(jī)械拆除、爆破拆除、靜力破碎拆除四種形式[2]。

1.1 人工拆除

人工拆除是工人利用手動(dòng)工具、小體積設(shè)備對(duì)建筑物構(gòu)件進(jìn)行破除的方法。在使用人工拆除方式時(shí)，應(yīng)從上至下逐層、分段施工，拆除框架結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)按樓板、次梁、主梁、結(jié)構(gòu)柱的順序依次進(jìn)行。

該方法主要應(yīng)用于工程量較小的低矮建/構(gòu)筑物，同時(shí)也作為其他三種拆除方式的預(yù)處理和后細(xì)部清理工作。具有適用范圍廣、作業(yè)空間限制小、對(duì)周圍建筑影響小等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、拆除速度慢等短板。

1.2 機(jī)械拆除

機(jī)械拆除是指利用大型的機(jī)械設(shè)備（如鎬頭機(jī)、回柱絞車等）對(duì)建/構(gòu)筑物實(shí)施解體和破碎。當(dāng)采用機(jī)械拆除建/構(gòu)筑物時(shí)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，應(yīng)從上至下逐層、分段拆除，并嚴(yán)格按照先非承重結(jié)構(gòu)、后承重結(jié)構(gòu)的拆除順序[3]。

機(jī)械拆除可單獨(dú)作為一種拆除方法，也可作為其他拆除方法的補(bǔ)充和輔助，主要適用于磚混、框架、排架等結(jié)構(gòu)和各種基礎(chǔ)、地下構(gòu)筑物。具有工作效率高、勞動(dòng)力少、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在作業(yè)空間要求高、周圍環(huán)境限制多等缺點(diǎn)。

1.3 爆破拆除

爆破拆除是指利用高能炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的超強(qiáng)沖擊波使建筑物局部結(jié)構(gòu)破壞，使其結(jié)構(gòu)整體沿設(shè)計(jì)方向倒塌的方法[4]。當(dāng)采用爆破方法拆除建/構(gòu)筑物時(shí)，需嚴(yán)格遵循 《爆破安全規(guī)程》（GB 6722）的規(guī)定。

在進(jìn)行爆破作業(yè)施工前，需要對(duì)非承重部分進(jìn)行預(yù)拆除施工，并在裝藥前全部完成。預(yù)拆除工作可采用人工或機(jī)械拆除的形式。爆破拆除除適用于上述機(jī)械拆除的工程外，還適用于高聳建、構(gòu)筑物工程。該方法具有拆除體量大、施工效率高的優(yōu)點(diǎn)，但爆破器材的購(gòu)買、運(yùn)輸、存儲(chǔ)及爆破施工都有嚴(yán)格的審批和規(guī)定，對(duì)安全施工提出了更高的要求。

1.4 靜力破碎拆除

建筑工程靜力破碎是利用靜力破碎劑固化膨脹力破碎混凝土、巖石等的一種技術(shù)。該技術(shù)宜用于建筑基礎(chǔ)、局部塊體拆除及不宜采用爆破技術(shù)拆除的大體積混凝土結(jié)構(gòu)[5]。不應(yīng)用于建筑物、構(gòu)筑物的整體拆除或承重構(gòu)件的拆除。該技術(shù)具有環(huán)保節(jié)能、對(duì)環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，但作業(yè)范圍受限（構(gòu)件不能處于承重狀態(tài)），且作業(yè)工期較長(zhǎng)。

2 局部結(jié)構(gòu)拆除方案

2.1 工程概況

某項(xiàng)目位于重慶市渝中區(qū)渝中半島的嘉陵江與長(zhǎng)江交匯處F8/03地塊范圍內(nèi)，北側(cè)為嘉陵江與長(zhǎng)江交匯處，西側(cè)為嘉陵江，東側(cè)為長(zhǎng)江，南側(cè)為重慶來福士廣場(chǎng)建設(shè)用地。該項(xiàng)目對(duì)原有建筑進(jìn)行改造，改造主體為原重慶市規(guī)劃展覽館，結(jié)構(gòu)類型為多層框剪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體建成于上世紀(jì)90年代末期，使用期間經(jīng)歷多次局部改造。此次改造后建筑功能以配套共享空間為主，面向市民及游客開放。

為完成原有建筑功能性升級(jí)，需將該建筑部分拆除重建，該項(xiàng)目拆除工程涉及原有結(jié)構(gòu)、建筑裝飾、門窗、設(shè)備、機(jī)電管線、通風(fēng)、給排水、屋面附屬等拆除工作，需拆除局部區(qū)域基礎(chǔ)地梁層及主體結(jié)構(gòu)4層，具體拆除范圍見圖1。

圖1 局部拆除范圍

2.2 結(jié)構(gòu)拆除方案

2.2.1 拆除方式的選擇

該工程位于重慶市的核心區(qū)，緊鄰來福士廣場(chǎng)和朝天門碼頭，人流量巨大，周邊環(huán)境復(fù)雜。結(jié)構(gòu)拆除對(duì)行人和周邊建筑物安全、噪聲、揚(yáng)塵控制等均具有巨大挑戰(zhàn)，且該建筑年代久遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)安全性差。為保證建筑結(jié)構(gòu)安全和安全文明施工，綜合考慮人工拆除、機(jī)械拆除、爆破拆除和靜力拆除的優(yōu)缺點(diǎn)，最終決定該區(qū)域采用靜力拆除加人工拆除、小型機(jī)械拆除輔助相結(jié)合的方式。

2.2.2 施工工藝

結(jié)構(gòu)拆除施工按照先支后拆、先非承重后承重、先橫向后豎向結(jié)構(gòu)的原則進(jìn)行，具體施工流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

由于采用靜力破碎方法對(duì)建筑物、構(gòu)筑物整體拆除或拆除處于承重狀態(tài)的構(gòu)件，無法預(yù)估破碎時(shí)間、控制破碎效果，所以在該項(xiàng)目采取靜力破碎的方法拆除板、梁、柱時(shí)，需提前對(duì)待拆除的部位進(jìn)行卸載，使各構(gòu)件不處于承重狀態(tài)。故在施工前，拆除區(qū)域梁、板下盤扣式滿堂鋼管支架，滿鋪模板；拆除后形成懸挑構(gòu)件區(qū)域，在拆除前完成回頂加固，采用型鋼支撐。主體結(jié)構(gòu)拆除時(shí)，用金剛石水鉆鉆孔，使結(jié)構(gòu)形成臨空面，然后采用靜力破碎的方式進(jìn)行破碎，使混凝土結(jié)構(gòu)成碎塊，按照建渣轉(zhuǎn)運(yùn)路線人工轉(zhuǎn)運(yùn)至集中堆放點(diǎn)，并及時(shí)清理出場(chǎng)。

2.3 施工工藝要點(diǎn)

2.3.1 拆除范圍外保留結(jié)構(gòu)支撐

拆除前應(yīng)先卸載相鄰跨結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并加設(shè)臨時(shí)支撐。由于結(jié)構(gòu)受到改造，在每層需拆除邊界的一跨范圍內(nèi)，對(duì)保留結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。支撐范圍主要為拆除邊界線往左一跨（9000mm范圍內(nèi)）。在拆除后，梁、板只有一端或三邊支座的情況下，保留的梁底及板底需采用盤扣式滿堂支架支撐。

將結(jié)構(gòu)支撐架一直保留至同一層的主體結(jié)構(gòu)新建完成，與新建主體結(jié)構(gòu)模板支撐架體同時(shí)拆除，并轉(zhuǎn)運(yùn)出場(chǎng)。

2.3.2 預(yù)留搭接鋼筋部位拆除

樓層拆除邊界線以外1500mm范圍內(nèi)預(yù)留原結(jié)構(gòu)鋼筋，預(yù)留長(zhǎng)度至少為1500mm。為保證原結(jié)構(gòu)鋼筋預(yù)留長(zhǎng)度，在拆除分界線以外1700mm處，采用水鉆鉆取，將預(yù)留鋼筋范圍與大面的拆除范圍進(jìn)行隔斷。拆除分界線1700mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)采用風(fēng)鎬進(jìn)行剔鑿，剔鑿?fù)瓿珊?，鋼筋?yīng)保留完好，用作后期新建結(jié)構(gòu)的搭接。為防止鋼筋裸露后產(chǎn)生銹蝕，用PVC管將一端封閉，內(nèi)部滿灌黃油，把鋼筋插入。PVC管的大小需根據(jù)鋼筋大小確定，板筋用20mmPVC管、梁筋用40mmPVC管，長(zhǎng)度1700mm（圖3）。

圖3 預(yù)留鋼筋處施工示意圖

2.3.3 靜力破碎施工要點(diǎn)

（1）時(shí)間測(cè)算及進(jìn)度控制

本次拆除作業(yè)安排為5～6月份，重慶地區(qū)氣溫25℃～37℃，根據(jù)環(huán)境溫度，選擇“保力特-B”型靜力破碎劑，從藥劑加入拌合水到罐裝結(jié)束，需控制時(shí)間不超過5min，當(dāng)中午溫度超過35℃時(shí)，需加入抑制劑，加入量為拌合水的0.5%～6%（具體用量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土溫度確定），拌合水溫度控制在15℃以下，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)算，反應(yīng)時(shí)間為30～42min。

建筑拆除屬于露天施工作業(yè)，且靜力破碎施工受外部環(huán)境的影響較大，為保證施工進(jìn)度，需根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報(bào)中的雨水及氣溫情況合理安排當(dāng)周作業(yè)時(shí)間。

（2） 平行施工

總體按照板、梁（先次梁后主梁）、柱的順序進(jìn)行拆除，平面組織由中軸線向兩側(cè)（嘉陵江與長(zhǎng)江）進(jìn)行。施工過程以每一主跨范圍為一施工片區(qū)，可多片區(qū)域平行作業(yè)，整體從中線位置向臨邊道路方向推進(jìn)，不得跳片區(qū)施工，嚴(yán)禁不同樓層交叉作業(yè)。

2.3.4 各部位拆除

（1）樓板拆除施工

樓板鉆孔從框架定位線以外100mm開始，以每主跨為一個(gè)單元，先采用水鉆沿一邊主梁對(duì)樓板進(jìn)行鉆取，使樓板形成臨空面。按總體破除順序，從中線向兩側(cè)道路推進(jìn)。沿主梁方向在主梁邊進(jìn)行鉆取，應(yīng)隨時(shí)注意鉆孔深度，當(dāng)阻力明顯減少時(shí)及時(shí)停鉆。當(dāng)樓板形成臨空面后，采用靜力破碎方式把混凝土脹裂。脹裂后的樓板再采用風(fēng)鎬進(jìn)行鑿打，與鋼筋剝離，鋼筋用氧氣乙炔切割（圖4）。

圖4 靜力破碎鉆孔示意圖

（2）梁拆除施工

當(dāng)周邊結(jié)構(gòu)板拆除完成后，可按照先次梁、后主梁的順序拆除梁。結(jié)構(gòu)梁拆除時(shí)，采用靜力破碎方式破碎梁混凝土。梁破碎后，采用風(fēng)鎬進(jìn)行鑿打，鋼筋用氧氣乙炔切割，破碎成小塊后人工轉(zhuǎn)運(yùn)至建渣轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)進(jìn)行吊運(yùn)。

（3）柱拆除施工

由于該工程擬拆除部分混凝土柱均為直徑700mm圓柱，采用靜力破碎方式進(jìn)行混凝土破碎，再采用風(fēng)鎬進(jìn)行破除，鋼筋用氧氣乙炔切割。

混凝土柱破碎前，采用已搭設(shè)的滿堂腳手架鋪設(shè)鋼跳板作為操作平臺(tái)。靜力破碎孔沿柱高500mm的間距、每柱斷面鉆孔5個(gè)的排布方式進(jìn)行靜力破碎孔的鉆取，柱混凝土破碎后再人工采用風(fēng)鎬進(jìn)行拆除。柱混凝土建渣人工轉(zhuǎn)運(yùn)至建渣吊運(yùn)點(diǎn)進(jìn)行吊運(yùn)。

（4）內(nèi)外墻體拆除

外墻拆除前需進(jìn)行外墻石材幕墻拆除，石材幕墻采用人工逐塊拆除，經(jīng)吊車吊斗分批外轉(zhuǎn)。幕墻拆除后，外墻拆除時(shí)，先用水鉆豎向鉆取，使拆除段與保留段分割開。采用靜力破碎方式將混凝土破碎成塊狀，再采用人工風(fēng)鎬鑿打，鋼筋用氧氣乙炔割除。

在室內(nèi)對(duì)應(yīng)位置設(shè)置砂槽，裝砂高度300mm。墻體切割到位后，用鋼絲繩繞過塊材，室內(nèi)工人通過鋼絲繩將外墻塊體拉進(jìn)砂槽。設(shè)置砂槽的目的是以經(jīng)濟(jì)的方式，減少石材墜落造成的震動(dòng)。砂槽隨拆除位置轉(zhuǎn)移，當(dāng)轉(zhuǎn)移距離稍遠(yuǎn)時(shí)，將砂裝入小推車轉(zhuǎn)移，砂槽人工轉(zhuǎn)移。

砌體內(nèi)墻采用風(fēng)鎬進(jìn)行拆除，搭設(shè)雙排鋼管操作架。

（5） 基礎(chǔ)拆除

由于處于基礎(chǔ)層，滿足大型機(jī)械通行條件，基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)采用水鉆分塊、靜力破碎，再人工鑿打。

首先，采用水鉆將基礎(chǔ)拆分為不大于0.5m×0.5m的分塊，再采用靜力破碎方式進(jìn)行混凝土破碎。破碎過程中，用反鏟挖機(jī)隨時(shí)將建渣裝車外運(yùn)。

3 結(jié)語(yǔ)

以既有建筑改造為主的城市更新在改善城市片區(qū)功能布局、提升市民生活環(huán)境、激發(fā)老城區(qū)經(jīng)濟(jì)活力等方面發(fā)揮著重要作用。結(jié)構(gòu)拆除作為既有建筑改造的重要途經(jīng)，在考慮拆除方法時(shí)，需綜合考慮結(jié)構(gòu)本體安全、周圍環(huán)境影響等諸多要素。本文針對(duì)局部結(jié)構(gòu)拆除方法進(jìn)行了闡述，詳細(xì)介紹了樓板、內(nèi)外墻、結(jié)構(gòu)柱、基礎(chǔ)等建筑部位的拆除方法，可為后續(xù)既有建筑局部結(jié)構(gòu)拆除提供參考。