无尘静音切割技术在闹市区基坑混凝土支撑拆除中的应用

俞顺国

【摘要】钻石金刚链切割技术是一种绿色环保新工艺，其施工速度快，无震动，无噪音，是现代化拆除施工的潮流。本文着重介绍了该工艺在闹市区某基坑工程混凝土支撑拆除过程中的应用，包括混凝土支撑切割分块、支撑排架搭设、切割施工、混凝土块体吊运等主要施工流程。通过切割拆除技术的实际工程应用，表明该工艺具有较好的社会效益，有较大的推广应用价值。

【关键词】切割技术 支撑拆除 基坑 绿色环保

中图分类号：TU74文献标识码： A

1.工程概况

四川北路178街坊21/2丘地块项目由办公楼、裙房二部分组成。地块占地面积13270m2，总建筑面积为90682m2，其中地上部分53320m2，地下部分37362m2；基坑面积6800m2，塔楼区挖深17.35m，裙房区挖深16.15m。

本工程共分为四个基坑，一期基坑面积为5500 m2，二～四期基坑为紧贴车站的狭长区域，分别位于基坑南侧、西南角和东南角，宽约8～20m，面积分别为419m2、662.2m2、119.4m2。

2.水平支撑体系介绍

一期基坑平面尺寸较大、形状不规则，采用四道钢筋混凝土支撑。支撑截面包括1100mm×900mm，900mm×900mm，700mm×700mm等。

二~四期基坑紧贴地铁车站，平面呈矩形，基坑宽度较窄（约20m），采用一道钢筋混凝土支撑+四道钢支撑相结合布置。

3.原混凝土支撑拆除施工方案

3.1爆破拆除方案

本工程原先预采用爆破方法拆除混凝土支撑，但本工程支撑爆破拆除的时间，地铁区间已经形成。基于爆破工程产生的震动、冲击波、飞石等影响，依照地铁运营部门相关文件要求:因隧道已经形成，不能选择爆破拆除方法。

3.2机械结合人工凿除方案

传统的混凝土支撑拆除方法为机械结合人工凿出方法:镐头机对支撑逐段破碎后，由人工气割钢筋并对钢筋进行归堆放吊运出场，后进行渣土清运工作。但本工程混凝土支撑拆除时恰逢世博会召开，同时相关建设管理单位颁布了多项对在建工地的管理细则，包括禁止使用超过60分贝的设备。

机械拆除设备施工噪声明显不符合上述规定，难以满足该项要求，因此本工程混凝土支撑拆除也不能采用机械凿除的方法。

图1 镐头机声音分贝图

4. 无尘、静音支撑切割技术

4.1 钻石金刚链锯切割工艺原理

本工程采用钻石链条锯（SK-SD线锯机）对混凝土支撑进行切割拆除。该切割机由大功率液压泵站、传动定位滑轮及带有金刚石锯齿的钢绳组合而成。具有施工高速、切口平直，尺寸精确，不破坏原有建筑物结构，不受桩或支撑的形状、尺寸限制，切割后无须事后修补，噪音低，环保、安全等优点，适合在闹市区施工，是现代化拆除施工的潮流。

纯切割效率约1m2/40分钟；每台切割机约7m2/12小时

图2钻石金刚链锯切割机

4.2 支撑切割施工方案

4.2.1施工总体部署

本工程采用支撑梁底部搭设钢管脚手架支撑柱作为承重支架，用金刚链式切割机搭配钻孔机进行切割分段，将混凝土块件吊离，场外用机械破碎解体。

4.2.2 切割范围

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

一期基坑支撑梁切割方量统计

部位 混凝土方量（m3） 总计（m3）

第一道支撑 1800 6920

第二道支撑 1751

第三道支撑 1723

第四道支撑 1646

二～四期基坑第一道支撑梁切割方量统计

部位 混凝土方量（m3） 总计（m3）

二期基坑

第一道支撑梁 131 374

三期基坑

第一道支撑梁 180

四期基坑

第一道支撑梁 63

4.2.3 切割流程

根据工程要求，分段长度根据吊车性能及回转半径确定的起吊重量确定，为保证支撑梁吊运过程的绝对安全，每分段支撑梁的大小在4吨左右。支撑梁切割分段落在承重支架上，所以支架脚手架承重强度和稳定性非常重要。

图3 切割流程图

4.2.4 支撑梁分块划分原则

1、切割后的钢筋混凝土块不能超过脚手架的支撑强度，以确保混凝土块体在吊离前的安全性。

2、钢筋混凝土块体在吊离过程中应稳定可靠。

3、钢筋混凝土块体的大小应考虑吊车的选型及吊车起吊半径。

4、钢筋混凝土块体的尽可能最大化，切割总量最小化，以达到最大经济效益和最块施工速度。

5、支撑梁切割前应正确放样，使切割后的混凝土块体与理论计算值大致相符。

图4 切割分隔图

4.2.5支撑梁排架搭设方案

1、对需切割支撑梁下搭设排架作业面位置进行清空处理。

2、支撑与支撑梁空隙用锲块牢固。

3、钢管表明应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划通。

4、旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换；新旧扣件应进行防锈处理。

5、支撑排架采用Ø48x3.5钢管组合搭设到支撑梁底，排架搭设横向间距为500mm，纵向间距为1100mm，步距为1200mm。

6、本工程排架采用单立杆，立杆与纵横水平管采用直角扣件连接。横杆接头采用对接扣件连接，接头交错布置。

7、纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下部200mm处的立柱上，横向扫杆则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方立柱上。

8、排架水平管于立柱每隔一道设置水平拉接，水平拉接采用Φ48×3.5的钢管与立柱进行抱箍。

9、直接承受支撑梁上部荷载的横向水平钢管、立杆和纵向钢管相交处要采用双扣件紧靠紧固。

10、先搭设一半,待施工完毕之后再进行另一半搭设。

图5 搭设排架图

4.2.6切割施工步骤

1、钻石链条切割施工工艺(主要用于支撑梁切割)

(1)现场接好电源、水源。

(2)在支撑和圈梁上划分分块切割钱。

图6 切割分块图

(3)用钻孔机在圈梁的切割线交界处贴墙钻直径不小于65mm的通孔，用于穿钻石链条；支撑梁上无需钻孔。

(4)将切割机器放在圈梁和支持梁下面的楼板上并连接好电源，水源。

图7 切割施工图

(5)穿好链条并用液压钳接好接头，按正确方法连接。

(6)开通水管，调节水流大小，通过控制器将链条收紧。

2、排孔施工工艺(主要用于圈梁打孔及吊装孔)

使用钻孔机通过排孔作业来连接链条及圈梁的吊装孔，见下图。

图8排孔作业圈梁吊装孔图

图9 排孔作业图

4.2.7混凝土块体吊运及吊机选型

由于受现场场地和交通的限制，支撑梁采用分块切割吊运的方法。梁每块重量原则上控制在4吨左右。

支撑梁逐块切割后落在支架上，然后采用单机抬吊的方法将混凝土块体吊放到平板车上运到破碎场。将拆除的混凝土体的重量按四种不同截面分四种类型大致相等，由于支撑梁截面很规则，所以切割混凝土体的形状、重心相同。为此，吊装前无须计算重心位置确定起吊点。梁体起吊时，速度要均匀，构件要平稳，混凝土块体下放时须慢速轻放。考虑到支撑梁上下投影重合，现场配备若干数量的手动葫芦辅助吊装。

流程一流程二

流程三流程四

流程五流程六

图10 支撑吊运流程图

1、栈桥下支撑吊装方法

由于施工栈桥的存在，桥下的混凝土梁起吊存在一定的困难。现场采取分割成小块，每块4T，利用上一道支撑作为起吊点，用葫芦将混凝土块吊起，下放至特制的轮车上，拉出栈道，用吊车吊出。轮车通过的路径铺设钢板，确保楼板的安全。

如下图所示。

图11 栈桥下支撑吊装图

2、吊机选型及场布

由于受现场场地和交通的限制，钢筋混凝土支撑梁采用分块切割吊运的方法。根据工程进度要求及混凝土支撑切割重量，本工程采用2台KH180-50型50T履带吊施工，其中混凝土块最重约为6.5吨。

4.2.8支撑切割过程中废水处理

本工程混凝土支撑切割由于采用水冷却，因此施工过程中需要排放大量废水，为了保证施工环境的整洁并防止废水对地下结构施工产生影响，考虑采用如下的废水处理措施：

1、支撑切割过程中的废水通过结构预留电梯坑等孔洞排到底板上集水井，用水泵集中抽水，将汇流于集水井内的水排到施工场地外的下水道内。水泵排出的废水通过集水井和排水沟流入三级沉淀池，经沉淀后排放入下水道；对排水明沟、沉淀池内的垃圾，派专业人员定期清除，确保排水沟的畅通，经沉淀池沉淀、过滤后，把清水排入市政下水道。

2、在后浇带两侧砌砖作挡水，顶部覆盖木板，防止切割过程中排出的污水流入后浇带，造成后期处理的困难。

图12 废水处理图

5、混凝土支撑拆除方法比较

拆除方式 优点 缺点

机械拆除 1、简单方便；

2、费用低 1、工作量大；

2、施工安全较差；

3、噪音大、粉尘较多；

4、影响邻近居民的正常工作、生活

爆破拆除 1、快速；

2、劳动强度低；

3、减少了高空作业；

4、对周边影响时间减少。 1、噪音大；

2、爆破时粉尘多；

3、爆破时防护措施费用较大；

4、在爆破前后，要对附近交通实施管制。

切割拆除 1、施工高速、切口平直，尺寸精确；

2、不破坏原有建筑物结构，不受桩或支撑的形状、尺寸限制；

3、切割后无须事后修补；

4、噪音低，环保、安全等优点。 1、费用较高。

6 结论与展望

无尘、静音切割技术在闹市区大型基坑混凝土支撑拆除中的应用相对于传统的支撑拆除方法爆破或机械拆除方法，可以极大地减少对周边环境的影响以及解决施工中一直存在的噪声、粉尘扰民等城市“顽症”。

切割技术具有绿色环保模式和应用技术，注重施工的高质量，零缺陷，无粉尘，速度快及环境保护等优势。切割技术在闹市区大型基坑混凝土支撑拆除中的应用，为新一轮的建筑行业推进和探索绿色建筑施工新途径、现场施工新模式提供了范例。