劈裂法在混凝土內支撐梁拆除中的應用

梁 嵐

(廣州市建筑集團有限公司，廣東廣州 510030)

鋼筋混凝土內支撐作為一種提供水平支撐力的構件，具有剛度大、整體性好以及平面布置靈活的優(yōu)點，一直以來被廣泛應用在深基坑的板式支護體系當中。特別是這種支護形式可以從基坑內部提供水平支撐力來抵抗基坑四周的土壓力，而又無需像錨桿那樣占用周邊土體和地下空間，是建筑密集的鬧市地區(qū)使用較多的支撐形式。目前內支撐的拆除方式主要有:炸藥爆破、靜力爆破、風鎬破碎、機械切割等。在這些方式當中，炸藥爆破拆除具有震動大、噪聲大且伴隨有飛石等不利因素;而靜力爆破雖然較安全，噪聲較小，但孔內炸藥的擠脹時間大大降低了拆除的效率;風鎬破碎雖然對周邊震動小，但噪聲較大且效率低;機械切割則需要現(xiàn)場有較大型的起吊設備配合，而且對場地狹窄，上下有幾道內支撐的基坑工程，其工作效率也大打折扣。以上種種的缺點往往是鬧市地區(qū)工程施工中的主要影響因素，降低這些因素對周邊環(huán)境的影響有著重要的意義。目前應用較新的一種施工方法是采用劈裂法拆除混凝土內支撐梁，這種方法能有效降低上述不利因素的影響，使內支撐的拆除過程變得更加安全和高效。

1 劈裂法拆除的施工原理

劈裂法拆除混凝土內支撐梁，其主要施工原理是:利用液壓劈裂機提供的強大擴張力使混凝土構件沿預留的孔洞擠脹開裂，裂成較小的碎塊，然后采用風鎬將開裂的混凝土破碎拆除。施工用的劈裂機由液壓動力站和劈裂槍兩大部分組成，通過油泵的推動，可在劈裂槍上產(chǎn)生數(shù)十噸的擴張力。由于混凝土內配有箍筋，脹裂后的混凝土需要用風鎬剝離部分混凝土保護層，而此時的構件由于已開裂，保護層的剝離工作也變得較為容易。剝離保護層后所露出的箍筋要割斷，以去除箍筋對內部混凝土的約束作用。在切斷箍筋后，內部混凝土失去箍筋的約束，在二次劈裂作用下，很快裂成碎塊，用風鎬可快速鑿除。施工的主要流程見圖1。

2 劈裂法的施工操作要點

1)在內支撐施工的前期就應做好施工準備工作，確定好拆除的范圍，避免預留孔設置的遺漏。2)預留孔洞的大小及深度應根據(jù)使用的劈裂槍的規(guī)格和楔塊的外徑大小來確定?？锥吹拈g距應考慮劈裂槍分裂力的大小，間距較大則影響開裂的效果，間距過小又會增加劈裂的次數(shù)，降低施工效率，一般為縱橫方向600 mm間距布置。3)在內支撐施工過程中，孔洞預留套管應安裝牢固，避免澆筑混凝土期間造成偏斜，同時應加強檢查，避免預留孔的堵塞影響劈裂槍的插入。在混凝土達到初凝階段時，應及時拔出預留套管，如套管留在孔內，將對劈裂施工的效率造成影響。4)劈裂施工時，第一次插入的深度不應過深，深度宜小于100mm，以減少擠裂混凝土所需要的壓力，節(jié)省擠裂時間和電量。5)對構件內部混凝土進行劈裂施工前一定要將箍筋割斷，以去除箍筋對混凝土的約束。6)劈裂內部混凝土時，深度可控制在梁截面中部，使擴張力能恰到好處地作用在截面內部，提高劈裂效率。7)抗裂后的構件用風鎬對著裂縫擊打，可較快破碎混凝土。

圖1 拆除混凝土內支撐流程

3 工程應用

作為一種較新的施工方法，采用劈裂機拆除混凝土內支撐的方法逐步的得到推廣應用，廣州市第一人民醫(yī)院工程中就應用了該施工方法，取得了較為明顯的效果。該工程地處鬧市區(qū)，四周為多層建筑和市政道路，因此采用排樁加混凝土內支撐的支護形式。整個工程內支撐上下共設兩道，支撐梁最大截面為1 000×1 000，總混凝土量約為683 m3。施工中預留φ50 mm孔洞，間距為橫向500 mm，縱向600 mm，如圖2所示。

圖2 支撐梁預留孔示意圖

整個工程每道內支撐的拆除混凝土量約為363 m3，施工中采用了1臺QL-PT10(萬能型)劈裂機，2套風焊，1臺空氣壓縮機，10根風鎬。人員方面配備劈裂混凝土工2人，打鑿混凝土工15人，氣焊工2人。

從整個工程的實施效果來看，綜合了工期、安全、環(huán)保、經(jīng)濟等方面的因素，該方法效果較優(yōu)。施工速度上比其他方法要快，第一道支撐為3 d，第二道支撐為4 d;安全方面易于管理和控制;環(huán)保方面加上灑水除塵等措施，在防塵和噪聲污染方面都與靜力爆破法和風鎬破碎法相當;經(jīng)濟方面，該方法比其他方法在成本上略低，但該方法拆除出來的縱向鋼筋大多完好，未發(fā)生變形，經(jīng)處理后可以用到次要工程當中。

4 結語及展望

液壓劈裂法拆除混凝土內支撐梁是一種較為快捷有效的施工方法，具有操作方便，施工速度快，安全性好，對周邊環(huán)境影響小，經(jīng)濟效益良好等優(yōu)點，是建筑密集的鬧市區(qū)域在拆除混凝土內支撐工程上值得推廣應用的一種方法。

另一方面，我們可以從拆除工藝上看到，構件內部混凝土的破碎拆除需要割斷外圍箍筋才能進行，這是因為箍筋對混凝土的約束作用使脹裂效果受到影響。從混凝土與鋼筋的共同工作原理來看，混凝土保護層對箍筋的受力作用并不是很大，而對縱筋的粘結受力則影響較大。如果將箍筋設置在構件外部與構件表面平齊，而縱向受力鋼筋的保護層厚度保持原來不變(此時縱筋與箍筋將不再接觸)，使箍筋在保持對混凝土及內部縱筋約束作用的同時又易于切割，又或者是在箍筋閉合處設置彎鉤等扣接方式以便可以直接使用工具扳開，則這樣處理可能會加快實現(xiàn)解除箍筋約束作用的工作。以上的設想在受力性能和適用性方面是否可行，還有待進一步的試驗研究。