浅析混凝土链割结合浮吊技术在码头拆除工程中的应用

林龙

摘 要：以厦门港东渡港区0#-4#泊位改建工程原0#泊位滚装码头拆除工程为例，介绍了如何利用混凝土链割结合浮吊技术拆除码头墩台结构及水下灌注桩基的施工工艺。

关键词：混凝土链割结合浮吊 拆除 码头墩台 水下灌注桩基

1.工程概况

原0#泊位滚装码头拆除工程位于0#泊位最南端，拆除内容包括海侧吊桥架支墩、岸侧吊桥架支墩、转接平台、接岸简支板及下部桩基。其中海侧吊桥架支墩结构形式为钢筋混凝土结构，总重为323.13t；岸侧吊桥架支墩结构形式为钢筋混凝土结构，总重为288.69t；转接平台结构形式为钢筋混凝土结构，总重为1741.89t；接岸简支板结构形式为空心板预制安装+现浇面层结构，共有空心板20块，总重量为246.94t；下部桩基23根，单根重量40.4t～83.7t之间。如图1，图2所示。

2.墩台拆除施工

2.1拆除顺序

拆除顺序由北往南、由海侧往岸侧进行，先拆除海侧吊桥支墩，再拆除岸侧吊桥支墩及接岸简支板，最后拆除转接平台。墩台拆除遵循由零到整原则，先拆除墩台附属设施，再分块拆除墩台。

2.2拆除方法

海、岸侧吊桥架支墩、接岸简支板及转接平台拆除采用链割法分块切割后用700t起重船将砼块体吊至1000t平板驳上，再在平板驳上将砼块体切割成重量为100t小砼块体，运至石湖山码头采用120t门机将砼块体起吊上岸后破碎外运。捆绑前，在砼块体底边角的捆绑位置设置抗滑槽，防止钢丝绳移位、滑脱。如图3所示。

2.3分块起吊原则

海、岸侧吊桥架支墩、接岸简支板及转接平台分块切割原则：因起重船起吊接岸简支板的距离最远，主钩距船艏的最大距离为19m，根据起重船吊重参数表可知，起重船主钩可吊重700t，为保证起吊安全，每块砼总重量控制在400t左右。

由此海侧吊桥架支墩总重为323.13t，未超过起重船最大吊重，可一次性起吊；岸侧吊桥架支墩重量为288.69t，支墩上方工作室先行拆除破碎并外运，再将该支墩一次性起吊。

接岸简支板结构形式为空心板预制安装+现浇面层结构，每块空心板重为7t，共20块，整体总重量为246.94t，采用链割法将简支板按照每5块空心板位置进行分割后，采用捆绑方式分四次吊除，每组重61.73t，满足起重要求。

转接平台整体重量为1741.89t，无法一次性起吊，需将转接平台链割成5小块再分别起吊，链割前取好穿绳孔，具体分块见图4。

每块的砼总重量如表1所示。

2.4起吊方式及吊具的选择

砼块体及桩基的起吊方式均采用捆绑式起吊。

（1）吊索强度验算

根据上节计算可知，转接平台分块Z4重量最大为389.98t，故以转接平台分块Z4为例进行受力计算。转接平台分块Z4需提供吊力为389.98t，拟采用700t起重船捆绑住砼块体后进行吊装，吊装时采用两根钢丝绳捆绑，每根钢丝绳对折捆绑，相当于4根钢丝绳受力，因本工程所用起重船为双主钩，每根钢丝绳各挂一个主钩，相互不影响，通过控制主钩可使每根钢丝绳均处于受力状态。捆绑吊装如图5所示。

吊索角度计算：

如图5所示，单根钢丝绳长度=ab+bc+cd+de+ea=11.1+2+9.4+2+11.1=35.6m，b点到吊钩中心距离=4.7m，计算得出吊索角度为64.83°。

吊索强度校核：

转接平台分块Z 4需用吊力为389.98t，构件的吊装时考虑1.3倍的动载荷系数，则在该条件下转接平台分块Z 4计算重量为：G=389.98t×1.3=506.98t；单个捆绑点受力G1=428.98/4=126.75t。

吊索受力计算：

F=G1/sin64.83°=140.1t.

吊索选取φ120mm-6×37的纤维芯钢丝绳，打单使用，其破断力为

120*120*1470*0.49/1000

=10372KN

安全系數n=10372/1401=7.4>6，吊索强度满足要求。

（2）每块砼块体捆绑位置图如图6。

2.5分块切割、破除顺序

海侧吊桥架支墩→岸侧吊桥架支墩→接岸简支板→Z1→Z2→Z3→Z4→Z5

砼块体切割完成后，采用700t起重船将砼块体吊至1000t平板驳上，再在平板驳上将超过100t的砼块体切割成重量小于100t小砼块体，运至石湖山码头采用120t门机将砼块体起吊上岸后破碎外运。

2.6墩台底部与桩基顶部连接处切除方案

墩台底部与桩基顶部连接处链割时，在切割墩台侧面打入膨胀螺丝，链割机底盘通过螺丝对锁固定于墩台侧面进行混凝土链割，砼块体切割过程中，起重船起吊该砼块体并带力，带力情况可通过船上的仪表盘显示出来。切割时，起重船带力可控制在该砼块总重的2/3左右，切割完成后，因砼自重大于吊力，不会出现瞬间反弹现象，此时起重船可起吊砼块体。见图7。

2.7混凝土链割施工方法

（1）切割设备选型

本工程采用的主要切割设备为：钻石链条锯（DS-WSS 30）系列搭配钻孔机（图8，图9）。主要工作性能参数为：

钻石链条锯：

纯切割速度：40～60分钟/断面

安装时间：20～40分钟/次

钻石钻孔机：

纯切割速度：12小时/断面

安装时间：5分钟/次

（2）切割施工工艺及步骤

①现场接好电源、水源。

②在墩臺上搭设吊篮作为施工平台，再按照分块方案标记好切割钱。

③用钻孔机在墩台切割线交界处贴墙钻直径不小于108mm的通孔，用于穿钻石链条。

④将切割机器放在墩台顶上并连接好电源，水源。

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。

⑦固定钻台的销子尺寸从切割线到销子中央的距离是42cm。

⑧切割线、B、销子中央

⑨金刚石绳的长度计算（以下为举例说明）

最短绳长由下式计算：

总长L=L1+L2+0.5米

L1=部件的周长-0.8米（锯系统的宽度）

L2=凸起部分保留的绳子长度+0.5米

绳子长度的计算

L1=1m+0.8m+1.3m+0.6m+2.2m-0.8m=4.1m

L2=2.4m（绳轨变形1）

总长

L=4.1+2.4+ 0.5 =8m。（图10）

3.水下灌注桩基拆除施工

本工程共有23根灌注桩。A型灌注桩有4根，直径为1.5m，护筒顶标高为+10.1m，桩基底标高约为-30.0m，桩基混凝土顶面标高为-6.9m，+10.1m～-6.9m为空孔部分，混凝土标号为C35；B型灌注桩有15根，直径为1.2m，桩顶标高为+5.5m，底标高约为-23m，混凝土标号为C35；C型灌注桩有4根，直径为1.5m，桩顶标高为+5.5m，底标高约为-26.5m，混凝土标号为C35。本工程桩基割除线标高为-12.4m，单桩切除的工程量如表2所示。

（1）桩基割除前清淤工作

本工程桩基割除线标高为-12.4m，桩基周边的原泥面平均标高约为-3.5m，无法直接进行桩基割除，需先进行清淤。在砼块体吊除后立刻组织挖泥船进场进行清淤，挖泥船将桩位周边5m范围内清淤至标高-13.0m，因桩基周边表层土质为淤泥质黏土，为确保潜水员下水施工安全，清淤边坡按1：6控制，清淤量约为2万m3。挖泥船清淤完成后由潜水员进行二次清淤，二次清淤采用水下高压水枪配合大功率抽泥泵对桩基周边尚未达到标高为-12.4m位置进行清淤。为防止回淤，清淤完成后需立即进行桩基切割，做到分块清淤分块割除。

（2）钢护筒割除

清淤完成后，桩基开始割除前需要先将桩基切割线位置钢护筒进行割除，钢护筒割除采用水下切割，割除高度为20cm，割除标高为-12.4m～-12.6m。

（3）桩基割除

因桩基割除标高为-12.4m位于水下，需对链锯机进行部分改造以固定于桩基割除位置，于链锯机底部加焊两条1.8m长方钢作为底座，方钢两端开孔，通过两头两根80cm长螺杆和一根300cm长扁铁焊接形成抱箍，起重船上小钩吊住链割设备将松开状态下的抱箍套住桩基缓慢下放入水，下方到位后潜水员水下配合进行链割机抱箍锁紧桩基，链割机抱箍完成后，潜水员出水，岸上操作员开始通过控制器操作进行桩基链割，链割法施工工艺同墩台链割章节。

起重船主钩挂住捆绑后的钢丝绳并吊住上力，启动链锯机将桩基在设定位置处切断，桩基割断后起重船主钩吊住桩基，副钩配合将起吊桩基调平出水，接着将桩基放置到驳船上后解钩拆除链割设备，起重船移位重复进行下一根桩基割除施工。（图11，图12）

4.结语

采用混凝土链割结合浮吊技术在原0#泊位滚装码头拆除工程施工中的成功应用，表明了该技术具有施工速度快、场地条件要求低、施工环保等优点，利用该施工工艺进行码头结构拆除受到了业主、监理单位的一致肯定，既减少了搭设拆除施工平台所需要的施工投入，又很好的避免了采用现场拆除破碎工艺容易造成的海上环境污染问题，同时拆除施工进度、施工质量也得到很好的保证。