繩鋸切割法拆除鋼筋混凝土內(nèi)支撐的應用

韋延安

摘要：某施工項目具有場地窄小、深基坑緊鄰建筑物和城市道路、地下市政管線繁多、工期要求緊迫、周邊環(huán)境要求高等特點。文章通過對深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐的各種拆除方案進行分析研究及對比，最終采用繩鋸切割法進行施工。項目部通過繪制塔機起重量變幅曲線對鋼筋混凝土支撐梁進行分塊劃分，搭設支撐架確保內(nèi)支撐梁穩(wěn)固，嚴格制定內(nèi)支撐拆除的先后順序，加強對施工現(xiàn)場的安全防護工作，以及切割完成后吊裝運輸?shù)却胧罱K實現(xiàn)施工效率高、綠色環(huán)保、安全等目標，順利完成深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐的拆除工作。

關鍵詞：深基坑；內(nèi)支撐；拆除；繩鋸切割法

中圖分類號：TU753? ? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）02-0055-04

0 引言

為確保施工現(xiàn)場周邊建筑物及基坑的安全，深基坑支護通常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)支撐，而內(nèi)支撐梁拆除直接影響工程項目選擇的拆撐方式。在施工現(xiàn)場窄小、地處鬧市區(qū)等復雜環(huán)境下，快速、安全、低成本、環(huán)保地拆除內(nèi)支撐梁是施工單位面臨的重大挑戰(zhàn)。本項目綜合分析項目特點和環(huán)境條件后，決定采用繩鋸切割法拆除內(nèi)支撐梁。經(jīng)項目實踐證明，該技術成熟可靠，適用于對環(huán)境和噪音要求較高的鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除工程，具有較明顯的施工優(yōu)勢和推廣價值。

1 工程概況

南寧市新民路24號危舊房改住房項目地下3層的基坑開挖深度達15 m，基坑圍護結構采用“鉆孔灌注樁+錨索支護+樁間噴錨”，局部采用現(xiàn)澆混凝土內(nèi)支撐支護形式，本工程內(nèi)支撐結構配筋大、箍筋密、混凝土強度高，縱筋采用φ25 mm的大直徑鋼筋，所有內(nèi)支撐主梁及連續(xù)梁的截面尺寸均為800 mm×800 mm；內(nèi)支撐分布在基坑的東南角和中間段兩個位置，垂直方向設置一道網(wǎng)格狀水平鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁，內(nèi)支撐頂面至地面的距離為6.0 m。經(jīng)統(tǒng)計：內(nèi)支撐梁總長度為700 m，拆除混凝土量為395.6 m?。

2 工程支撐拆除的環(huán)境及施工難點

本工程內(nèi)支撐梁拆除實施過程中具有如下環(huán)境特點及施工難點。

（1）根據(jù)管線測量報告及巖土詳勘報告，項目的東南角支撐梁及中間段支撐梁范圍內(nèi)基坑邊距離東面宿舍樓、別墅分別僅有4.5 m、6.3 m，西面和南面布置的燃氣、雨水、污水、給水、通信、電氣等市政管線繁多。如此復雜的地下環(huán)境對鄰近建、構筑物的保護是拆除工程的一大難點。

（2）本工程地處南寧市城區(qū)主干道東葛路與新民路交匯處，周邊住宅、辦公建筑密集，屬于聲環(huán)境、大氣環(huán)境敏感區(qū)，因此實施工程需要滿足以下要求：①避免夜間施工；②拆除過程周邊實測噪聲值應小于《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標準》（GB 12523—2011）中規(guī)定的“主體施工晝間噪聲≤70 dB”；③按照南寧市環(huán)境保護局關于《南寧市環(huán)境噪聲污染防治規(guī)定》中的要求，PM10必須控制在75 μg/m3內(nèi)。

（3）本工程施工工期緊，東南角支撐梁及中間段支撐梁的拆除工期分別不能超過16 d和24 d（含受天氣不好等不良因素影響的天數(shù)在內(nèi)）。

從技術可行性、施工工期、經(jīng)濟合理性、施工安全性、環(huán)境保護等方面對繩鋸切割法、機械破除法、爆破拆除法3種方案進行綜合分析和評估，結合施工現(xiàn)場的實際情況，最終選擇繩鋸切割法進行施工。繩鋸切割法具有噪音低、無振動、無粉塵、無廢氣污染等優(yōu)勢，符合周邊環(huán)保需求，同時拆除速度快，對場地要求低、塔吊吊運方便且成本低，特別是拆除大截面內(nèi)支撐梁鋼筋混凝土結構時，繩鋸切割法屬于靜力切割，操作安全性是3種方法中最高的。

3 繩鋸切割法拆除施工技術

3.1 拆除作業(yè)條件

由于在支撐拆除過程中基坑支護結構內(nèi)力會發(fā)生很大的變化，因此為保護基坑和周邊環(huán)境的安全，必須使內(nèi)支撐拆除后支護結構不產(chǎn)生過大的應力釋放。每道支撐拆除前，要確保支撐下方的結構底板或樓層已完成澆筑，在底板或樓層梁板結構的混凝土同條件試塊強度應達到設計強度的80%以上。

本項目支撐梁拆除按照“先換撐、后拆撐”的原則，在地下室外墻與支護樁之間采用填素混凝土加部分填砂回頂換撐法，在筏板高度范圍內(nèi)，利用筏板混凝土往外延伸至支護樁進行回頂，在負二層樓板面往下500 mm的范圍內(nèi)也采用素混凝土澆筑回頂，而中間其他范圍則采用中砂回填密實。只有回頂完成后方可拆撐。

3.2 拆撐順序

（1）在具體的拆除施工前，應綜合分析鋼筋混凝土構件的受力性能，明確整體支撐體系受力情況，對于拆除的順序，應該從受力小處向受力大處拆除，嚴格地依照施工流程進行［1］。

（2）施工方對深基坑的內(nèi)支撐結構特點進行分析后，最終決定采用對稱拆除法，即先拆除連系梁，后拆除主梁，從基坑內(nèi)向基坑外邊逐層拆除，從兩邊向中間拆除。拆除每跨內(nèi)支撐梁時，為避免鋼格構柱承受單向力的影響，先將內(nèi)支撐梁的兩端與腰梁交接點進行切割，采用由兩端同時向中間拆除的順序［2］。

3.3 工藝流程

繪制塔機限載轉運位置圖→根據(jù)塔機限載量彈切割線→搭設鋼管安全防護架及支撐回頂架→繩鋸切割→塔式起重機轉至清運車→拆除安全防護架及回頂架。

3.4 拆除主要施工工藝

3.4.1 繪制塔機限載轉運位置圖

（1）資料收集，繪制塔機起重量變幅曲線。經(jīng)對現(xiàn)場使用的2臺塔式起重機QTZ5512（A#塔機）及TCT6012（D#塔機）進行資料收集與現(xiàn)場調(diào)查，得知塔機起重量變幅（見表1和表2）。

（2）確定吊塊大小。根據(jù)項目部進行現(xiàn)場實測，東南角支撐梁與A#塔機中心最大距離為46.8 m；中間段支撐梁與D#塔機中心最大距離為51.8 m。運輸車輛停放地點距離兩塔機中心分別為45.3 m、52.0 m。查看塔機變幅曲線表得出，東南角支撐梁的碎砼梁重量不應超1.36 t，中間段支撐梁的碎砼梁重量不應超過1.48 t。為確保不因切割誤差導致塔機超載，統(tǒng)一選定每吊起重量≤1.3 t。鋼筋混凝土密度按2.45 t/m3計，則每吊轉運體積≤0.53 m3。結合變幅曲線圖及現(xiàn)場測距結果得出，A#塔式起重機最大起吊重量為1.48 t，D#塔式起重機最大起吊重量為1.48 t?？紤]到實施過程中要有一定的操作余度，確定起吊單塊混凝土重量應≤1.3 t，按此上限對節(jié)點進行切割線彈線，確定混凝土塊大小不能超載。

3.4.2 根據(jù)塔機限載量彈切割線

依據(jù)需要切割內(nèi)支撐梁的形狀、吊裝最大起重量、排架支撐強度及現(xiàn)場施工場地的條件，確定單個割塊的切割長度，并在施工圖紙上準確標出。切割前，需根據(jù)圖紙在現(xiàn)場混凝土內(nèi)支撐上放出需要的切割位置。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定采取豎向或橫向等切割方式。

3.4.3 鋼管安全防護架及支撐回頂架搭設

支撐切割前，在需要切割支撐構件下部采用支撐架進行臨時支撐回頂，以防切割后混凝土墜落損壞其他結構，同時支撐回頂架最外側的兩排架體應高于內(nèi)支撐梁面1 200 mm，兼作安全防護欄桿。

鋼筋混凝土內(nèi)支撐切割前，地下二層結構樓板面搭設三排扣件式鋼管腳手架回頂內(nèi)支撐梁，立桿底部應設200 mm×200 mm×50 mm的木墊板?；仨攦?nèi)支撐架具體搭設參數(shù)如下：立桿沿梁方向縱距為500 mm，橫向間距為“梁寬+200 mm”，架體兩側的立桿高為“內(nèi)支撐面+1 200 mm”，梁底中部增設一排立桿，采用可調(diào)頂托頂緊至頂部小橫桿，上部自由端高度不大于500 mm；架體的水平桿步距不大于1 200 mm；小橫桿間距與立桿一致，為500 mm，最頂部小橫桿緊頂支撐梁底部，最上排支撐橫桿加設雙扣件避免橫桿滑移；支架兩側應設置豎向剪刀撐，在架體的兩側全長全高連續(xù)設置，剪刀撐桿件的底部應與地面頂緊，夾角為45°～60°。臨時腳手架搭設示意圖如圖3所示。

3.4.4 繩鋸切割

（1）根據(jù)鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除順序和重量原則，在待拆鋼筋混凝土內(nèi)支撐上畫好切割線。

（2）鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁下方安裝平板車并用鍥形木剎塊固定車輪。

（3）在正對著鋼筋混凝土內(nèi)支撐切割線位置固定好繩鋸機，繩鋸機與待拆鋼筋混凝土內(nèi)支撐呈垂直狀態(tài)。

（4）切割操作人員必須嚴格按照設計方案圖紙上標明的切割方式、方法、位置進行施工，為操作方便，繩鋸機繩索根據(jù)常規(guī)纏繞順序把繩索纏繞在機子的主動輪及輔助輪上，并在鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁上畫好的切割線位置并纏繞完畢，調(diào)試繩鋸機及金剛石繩索，使金剛石繩索收緊。

（5）切割是關鍵工序，工人進場技術交底是重點交底工序，安全檢查也必須認真落實。一是先啟動第一個電動機，通過控制盤調(diào)整主動輪電動機的升張力，使繩索保持一定的繃緊程度，然后啟動循環(huán)冷卻水；二是啟動第二個電動機，驅(qū)動主動輪帶動繩索回轉切割；三是在切割過程中注意觀察電動機座的穩(wěn)固性，當馬達出現(xiàn)大震動時，馬上調(diào)整導向輪的偏移，保證切割繩處在同一個平面內(nèi)；四是在切割過程中，通過操作控制盤調(diào)整切割參數(shù)，確保繩索的運轉線速度控制在25 m/s；五是確保足夠的沖洗液量，保證能較好地冷卻繩索和把磨削下來的粉屑帶走［3］。

3.4.5 塔式起重機轉至清運車

由于本項目的基坑四周道路窄小，基坑外側就是道路的內(nèi)邊沿，起吊半徑以內(nèi)的鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁采用鋼絲繩吊運至基坑邊道路停放的運輸車輛上，因此要充分考慮如下事項：基坑邊道路寬度、基坑的承載力、基坑道路上的架空電線及地下管線等是否影響車輛的安全通過，同時也應嚴格控制清運車的載重量。

采用塔式起重機起吊鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁時，必須保證物體重量在設備最大起吊量范圍內(nèi)，塔吊嚴禁斜拉、斜吊，嚴禁起吊構件處于黏結未分離狀態(tài)，否則容易引起塔吊傾覆。

3.4.6 拆除安全防護架及回頂架

由于有大量的混凝土碎塊散落到安全防護腳手板上，因此必須將留滯在腳手板上的所有零碎物件清除干凈，方可進行架體的拆除，以防物體墜落傷人。

安全防護架及回頂架的架體高度雖然不高，但是拆除時必須嚴格遵守架體拆除順序，由上而下地逐層進行，嚴禁上下同時作業(yè)。因為原架體的連墻件在內(nèi)支撐梁拆除前已經(jīng)開始拆除，所以要求在拆除內(nèi)支撐梁前，必須在適當位置且不大于3 m的水平距離搭設臨時拋撐，確保架體穩(wěn)固后，方可拆除架體。

3.5 拆除安全注意事項

（1）切割厚度應按機械出廠銘牌規(guī)定進行，不得超厚切割。切割操作人員需經(jīng)過特殊崗位培訓并且合格后，方可持證上崗。

（2）使用切割機前，切割機操作人員先檢查切割機各零部件及傳動配件是否有缺失、損壞或松動情況、轉動是否靈活可靠、切割機里各傳動零件里的潤滑油是否達標、冷卻系統(tǒng)是否運行正常，經(jīng)全面檢查合格后方可使用。

（3）繩鋸部分要安裝安全防護的護罩，在切割過程中，繩鋸旋轉方向的前、后位置不能站人。新繩鋸的齒形整形和露銳，要求齒條在繩鋸上等圓分布，兩端面平整。

（4）切割機的電纜線套穿絕緣橡皮纜，切割機移動過程中，一定要注意隨機移動電纜線，避免電纜線被壓壞和扯斷現(xiàn)象發(fā)生。

（5）嚴禁在內(nèi)支撐梁構件沒有夾緊時進行切割，切割時要及時清除內(nèi)支撐梁面上、兩側的混凝土碎渣和其他雜物。

（6）開始切割時，先緩慢切割，等待繩鋸轉運正常以后，方可逐漸加快切割的速度，但要控制在<350 mm/min。

（7）塔式起重機應經(jīng)過檢測驗收合格后方可使用，塔式起重機在吊裝鋼筋混凝土切割塊時，嚴格劃定吊機的起吊半徑，對超載或超過起吊半徑范圍的內(nèi)支撐構件嚴禁起吊作業(yè)。

（8）由于吊繩與混凝土塊的陽角相互摩擦導致吊繩容易損壞，因此吊繩與混凝土塊周邊陽角的接觸部位一定要綁扎有彈性的橡膠保護膠套；一旦發(fā)現(xiàn)吊繩損傷，必須馬上進行更換。

4 應用繩鋸切割法達到的效果

（1）工期效果：本項目的東南角支撐梁的實際拆除時間為2 d+9 d=11 d＜16 d，中間段支撐梁的實際拆除時間為3 d+15 d=18 d＜24 d，工期達到預期目標要求。

（2）安全效果：本項目在拆除過程中沒有出現(xiàn)任何一起安全事故，達成支撐梁拆除全過程零事故的目標。

（3）環(huán)保效果：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，現(xiàn)場施工噪聲均≤70 dB；24小時平均PM10≤75 μg/m3的環(huán)保目標。施工過程中沒有收到周邊居民及環(huán)保部門的投訴，符合環(huán)保監(jiān)測要求。

（4）經(jīng)濟效益分析：對本項目部此次拆除費用進行統(tǒng)計，結果見表3。

實際費用比制定的目標成本節(jié)省35-30.08＝4.92萬元，取得了可觀的經(jīng)濟效益。

5 結語

采用繩鋸切割法拆除深基坑內(nèi)支撐，以其工作效率高、產(chǎn)生噪音較小及施工安全等優(yōu)點，成為近年來深基坑內(nèi)支撐拆除應用最為廣泛的方法。但在應用繩鋸切割法的過程中，必須嚴格遵守施工規(guī)范、施工步驟、設備操作規(guī)程，這也是確保施工安全的關鍵所在。本文所提案例僅對設置一道水平內(nèi)支撐進行研究分析及應用。今后如遇對深基坑設置兩道以上的水平內(nèi)支撐，將對樓板結構回頂加固，當現(xiàn)場不能采用現(xiàn)場已有塔式起重機設備且施工現(xiàn)場無法使用汽車起重機吊裝時，將對繩鋸切割法拆除深基坑內(nèi)支撐提出更高的要求，這也是下一步研究的方向。

6 參考文獻

［1］詹謹斌.復雜深基坑混凝土內(nèi)支撐梁拆除施工［J］.四川水泥，2020（4）：322-323.

［2］潘德要.深基坑混凝土內(nèi)支撐拆除施工技術的應用［J］.廣東土木與建筑，2019，26（9）：33-35.

［3］黃威，丁威王，文淵，等.復雜深基坑混凝土內(nèi)支撐梁拆除施工關鍵技術［J］.建筑技術，2019，50（10）：1178-1180.