金剛石繩鋸無(wú)損切割基坑內(nèi)支撐施工技術(shù)

闞子義 （南京建工集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210012）

1 工程概況

某中心城市新建超高層辦公樓，地下4層，地上52層。基坑以地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體，面積10468㎡，周長(zhǎng)457.5m，基坑開挖深度-18.6m～-21.3m，設(shè)置了三道鋼筋混凝土水平支撐。地下一層結(jié)構(gòu)樓面頂標(biāo)高-1.5m，第一道支撐梁底標(biāo)高-2.0m，地下二層結(jié)構(gòu)樓面頂標(biāo)高為-5.6m，第二道支撐梁底標(biāo)高為-7.6m，地下三層樓面頂標(biāo)高為-9.6m，第三道支撐梁底標(biāo)高為-12.4m，地下四層樓面頂標(biāo)高為-13.6m，支撐梁體系混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40。地下室外墻與圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用“兩墻合一”的疊合墻形式[1]，圍護(hù)內(nèi)的主支撐、次支撐、腰梁、冠梁、堆土板等構(gòu)件均需拆除。第一道支撐梁有兩塊堆土板，板厚350mm，支撐梁截面大、配筋較多，拆除難度大。

基坑開挖階段利用三層水平支撐形成工作空間，地下連續(xù)墻與基礎(chǔ)底板和側(cè)墻疊合，底板部位在連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置加強(qiáng)環(huán)梁（暗梁），地下連續(xù)墻內(nèi)設(shè)底板同規(guī)格和間距的預(yù)留鋼筋、接駁器，待開挖后通過(guò)焊接、接駁的方式錨入環(huán)梁。地下室各層樓板、梁、扶壁柱連接采用預(yù)留插筋，利用基礎(chǔ)底板、地下室主體結(jié)構(gòu)和扶壁柱形成的框架完成換撐，同時(shí)在后澆帶內(nèi)預(yù)埋型鋼支撐，車道部位用焊接鋼管支撐，開口處用型鋼臨時(shí)斜撐加強(qiáng)。

2 施工技術(shù)特點(diǎn)和工藝分析

2.1 拆撐的條件和機(jī)具選擇

為保證基坑的安全穩(wěn)定，拆撐施工開始的前提條件是所有坡道及加固處的換撐措施完成并檢查合格后方可進(jìn)行。拆撐順序依先輔后主，先短后長(zhǎng)的原則，結(jié)合基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，合理組織施工，對(duì)稱拆除支撐，保證基坑支護(hù)受力體系均衡、控制變形。

拆撐使用的金剛石繩鋸機(jī)功率15kW，數(shù)量6～8臺(tái)，總功率約120kW。電源電壓要求380±10V，要保證供給足夠的冷卻水，并可控制供水管及開關(guān)的流量大小，用于鋸切時(shí)對(duì)鋸繩的冷卻。

其它機(jī)械有裝載機(jī)（或叉車）1臺(tái)、30t汽車吊一臺(tái)、空壓機(jī)4臺(tái)、風(fēng)鎬（水鉆）2臺(tái)、運(yùn)輸車3～4臺(tái)。

2.2 拆撐的流程和順序

切割拆除主要是基坑的支撐梁和堆土板，全部采用繩鋸切割拆除。根據(jù)基坑的穩(wěn)定性、施工安全及施工可行性，確定分層、分段切割吊裝。切割流程和順序如下：支撐梁切割前施工準(zhǔn)備→定位開口→在梁底搭設(shè)馬凳→切割拆除→廢混凝土塊調(diào)運(yùn)裝車→外運(yùn)→堆土板開孔→叉車托起→切割拆除→堆土板廢混凝土塊吊運(yùn)裝車→外運(yùn)→場(chǎng)地清理→完工。

2.3 拆撐施工程序要求

按照地下室結(jié)構(gòu)施工的先后順序，拆撐的施工順序?yàn)椋阂粎^(qū)→二區(qū)→七區(qū)→三區(qū)→五區(qū)（如圖1所示），局部支撐在主樓四區(qū)、六區(qū)范圍內(nèi)，影響柱、墻等鋼結(jié)構(gòu)安裝的部位配合進(jìn)行拆除，拆撐順序按照支撐圖紙編號(hào)，拆除前報(bào)相關(guān)單位簽字確認(rèn)。

2.4 基坑監(jiān)測(cè)

拆除支撐過(guò)程中和拆撐后，對(duì)基坑進(jìn)行24h監(jiān)測(cè)。

3 拆除支撐施工技術(shù)方法

施工前認(rèn)真研究圖紙，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，檢查施工機(jī)具安放位置和運(yùn)輸通道，聯(lián)系好吊車和運(yùn)輸車輛，清理作業(yè)面。接通水電、照明燈具，準(zhǔn)備鉆孔、切割工具。選擇能夠擺放繩鋸和軌道的場(chǎng)地安裝繩鋸機(jī)和操作臺(tái)。

圖1 基坑支撐平面和分區(qū)圖

圖2 支撐梁切割現(xiàn)場(chǎng)圖

3.1 支撐梁切割方法

劃定作業(yè)隔離區(qū)后，做好警戒派專人監(jiān)護(hù)。支撐梁下方用馬凳和木方臨時(shí)支頂。支頂搭設(shè)以切割點(diǎn)為中心分段兩邊搭建，切割完畢后拆除支架把支撐梁用叉車運(yùn)至吊裝位，然后用吊車起吊裝車，減少混凝土塊與底板的接觸。

專業(yè)施工人員根據(jù)勘察綜合考慮安全性，方可放線、定位再進(jìn)行切割，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)需切割部位支撐梁進(jìn)行定位切口，用電錘或水鉆打孔，分出切割尺寸（如圖2所示）。開口應(yīng)根據(jù)吊機(jī)起重范圍放線分塊，以達(dá)到吊機(jī)安全施工。檢查馬凳支撐架情況，控制切割進(jìn)度，不能超出馬凳支頂范圍，及時(shí)安排塔吊或者吊機(jī)對(duì)混凝土塊進(jìn)行吊裝清運(yùn)，嚴(yán)禁超負(fù)荷吊運(yùn)，杜絕吊運(yùn)安全隱患。每塊混凝土塊底部位置必須采用防滑墊底鋼絲繩，確保每次混凝土塊吊運(yùn)不滑動(dòng)，以方便安全吊裝。

3.2 堆土板切割方法

堆土板部分為整個(gè)切除工程中最后一道工序，在切除時(shí)需根據(jù)場(chǎng)地情況而定。按照面積計(jì)算出吊車可吊運(yùn)范圍，人工水鉆孔在板面鉆出數(shù)個(gè)孔，用風(fēng)鎬把孔口適當(dāng)擴(kuò)大，繩鋸機(jī)分塊切割后一次性吊運(yùn)離場(chǎng)、外運(yùn)，最后用拆除頂部冠梁。板底部分采用馬凳支頂，確保堆土板切割后的穩(wěn)定，避免出現(xiàn)坍塌事故。

3.3 鋼立柱節(jié)點(diǎn)拆除方法

鋼立柱節(jié)點(diǎn)部分支撐梁混凝土，第二、三道采用風(fēng)鎬破碎拆除，第一道在節(jié)點(diǎn)下方鋼格構(gòu)處水平氣割切斷，直接吊裝或用叉車運(yùn)至起吊點(diǎn)吊裝至指定位置堆放并外運(yùn)。

3.4 支撐梁切割分段重量長(zhǎng)度計(jì)算

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載和模板支撐情況，支撐梁下方結(jié)構(gòu)樓板人防區(qū)域荷載組合值為80kN/㎡左右，非人防區(qū)梁板及支架支撐體系的荷載組合值在40kN/㎡左右，樓板承重力較小，模板支撐不得拆除。因此，在使用大噸位的叉車前需要采取厚鋼板鋪設(shè)行車通道等措施來(lái)確保樓板的安全穩(wěn)定，核算載荷。查30t汽車吊參數(shù)表，工作半徑5.5m，最小吊重達(dá)13t，以滿足混凝土塊最大重量≤5000kg來(lái)確定最大切割長(zhǎng)度，計(jì)算如下：

假設(shè)支撐梁高度約A，寬度B，每段切割長(zhǎng)度C，每塊重量Dkg。

混凝土單位容重mcp=2500kg/m3

每塊重量D=A×B×C×2500≤5000kg

支撐梁尺寸：YL-1000×800、ZC2-800×800、ZC3-600×600、JQL-1200×800 堆土板 350mm，

以第一層1200×800支撐梁為例：

1.2×0.8×C×2500=5000

C=2.08m

同理：1000×800，C=2.5m；800×800，C=3.12m；600×600，C=5.55m；

因此在采取鋪設(shè)鋼板的措施后，繩鋸拆撐時(shí)的尺寸為 1200×800、1000×800、800×800 和 600×600支撐梁的最大切割長(zhǎng)度分別為2m，2.5m，3m和5m，同理堆土板單塊面積≤5㎡。

4 繩鋸機(jī)使用安全管理和檢查

4.1 施工人員教育交底管理和安全

貫徹勞動(dòng)保護(hù)“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的思想，機(jī)械管理人員對(duì)機(jī)械使用人員進(jìn)行安全教育，學(xué)習(xí)掌握機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程，落實(shí)安全防范措施。采取定期、班前、交接班等方式進(jìn)行安全生產(chǎn)檢查，各類設(shè)備使用的安全技術(shù)交底，交底人和被交底人簽字存檔。安裝、維修、拆除用電設(shè)備和線路由專業(yè)電工完成，并應(yīng)有人監(jiān)護(hù)。電工必須持證上崗，操作人員應(yīng)培訓(xùn)考核合格后方可上崗，做到“四懂三會(huì)”。檢修、搬運(yùn)設(shè)備、電線時(shí)，先切斷電源，鎖好電箱門，并懸掛“禁止合閘，有人工作”警示牌[2]。所有用電設(shè)備的開關(guān)箱，必須設(shè)置符合參數(shù)要求的漏電保護(hù)裝置，電工每日巡查、維修并記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理解決。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的各種機(jī)械要進(jìn)行作業(yè)前的檢查和保養(yǎng)，做到“清潔、緊固、潤(rùn)滑”對(duì)繩鋸機(jī)械關(guān)鍵部件仔細(xì)檢查，消除機(jī)械故障和隱患。

4.2 施工水電設(shè)備管理和安全

落實(shí)安全用電要求，配電系統(tǒng)采用三級(jí)配電二級(jí)漏電保護(hù)系統(tǒng)，配電箱和設(shè)備統(tǒng)一編號(hào)開關(guān)箱一機(jī)一閘一箱，繩鋸機(jī)的電箱在接通主電源前，務(wù)必關(guān)閉供電電源。嚴(yán)禁在電源缺相時(shí)進(jìn)行鋸切作業(yè)。鋸切作業(yè)結(jié)束或下班前，務(wù)必關(guān)閉電源和所有開關(guān)，定期檢查線路、接線端和插頭，處理隱患保證設(shè)備正常工作。保持繩鋸機(jī)和控制電箱及操作臺(tái)的干凈清潔，定期清理和保養(yǎng)。繩鋸機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪帶動(dòng)繩鋸進(jìn)行切割時(shí)，不可調(diào)整驅(qū)動(dòng)飛輪的位置，在運(yùn)動(dòng)方向上不能有障礙物或其它設(shè)備，如調(diào)整飛輪位置必須停止鋸切作業(yè)。保持正常切割需要的冷卻水的供應(yīng)，冷卻水不到位應(yīng)停止切割，避免造成繩鋸損壞。機(jī)械設(shè)備外露的轉(zhuǎn)動(dòng)部分周邊必須設(shè)置警示標(biāo)識(shí)。動(dòng)力電源和照明電源分開布設(shè)，手持式電氣設(shè)備有良好絕緣，使用前應(yīng)進(jìn)行絕緣檢查。

4.3 施工物料管理和安全

由于繩鋸是通過(guò)繩鋸機(jī)械的帶動(dòng)與所切的材料進(jìn)行摩擦進(jìn)行線切割，繩鋸安裝好壞直接影響到使用壽命。安裝繩鋸認(rèn)準(zhǔn)方向，保持繩鋸的運(yùn)行與鋸切方向一致，根據(jù)金剛石串珠上的箭頭標(biāo)注確定，也可以根據(jù)串珠基體長(zhǎng)短辨別方向，短的前端為切割方向。金剛石繩鋸對(duì)接閉合使用，套過(guò)定位孔后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)繩子數(shù)圈再用液壓鉗將特制的接頭連接，把繩鋸裝于繩鋸機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪上。禁止新繩與舊繩混用，可能存在卡繩和斷繩事故隱患。調(diào)試，安裝調(diào)試好繩鋸，檢查各部件關(guān)鍵連接、保護(hù)裝置完好性。

4.4 施工措施控制管理和安全

每段切割長(zhǎng)度不超過(guò)規(guī)定要求。穿入繩鋸前，先將支撐梁切口處棱角打鑿成圓角，距離主梁邊或立柱邊200mm位置，用風(fēng)鉆破除梁面的混凝土保護(hù)層，找出支撐梁的兩根上部縱向受力鋼筋，再用風(fēng)鎬將鋼筋與混凝土之間鉆出縫隙，便于繩鋸穿過(guò)鋼筋，用手來(lái)回拉動(dòng)繩鋸摩擦混凝土磨圓順滑，保留鋼筋不切斷為的是保持切割時(shí)平衡，防止被切割部分突然倒塌，轉(zhuǎn)運(yùn)前把鋼筋用氧氣割炬切斷。打開冷卻水管閥門，調(diào)整出水流量，使繩鋸和切割面充分濕潤(rùn)，保持冷卻水跟切割部位協(xié)調(diào)，應(yīng)無(wú)粉塵噴出，噴出以水霧和水汽為合適。相對(duì)張緊繩鋸的力度，緊度不合適會(huì)影響繩鋸的使用壽命和切割效率。

4.5 施工環(huán)境管理和安全

拆除腰梁（圍檁）需要使用空壓機(jī)，運(yùn)輸作業(yè)使用裝載機(jī)、起重機(jī)會(huì)產(chǎn)生噪音，應(yīng)采取隔音降噪措施。切割時(shí)需要用水冷卻繩鋸，在切割過(guò)程中，用沙袋在樓面板做成圍堰將廢水廢漿集中收集起來(lái)，沉淀后將泥漿外運(yùn)處理。拆除作業(yè)存在高處墜落、物體打擊、觸電、機(jī)械傷害和施工坍塌的事故危險(xiǎn)源，加強(qiáng)日常檢查反三違，做到“三不傷害”。

5 結(jié)論與建議

金剛石繩鋸切割拆除支撐，不會(huì)損傷主體結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)，切合施工實(shí)際，可操作性強(qiáng)，能顯著降低能耗、節(jié)約勞動(dòng)力資源。配合主體結(jié)構(gòu)施工分區(qū)分段作業(yè)形成流水，工作面占用時(shí)間短，有利于推進(jìn)工程進(jìn)度。采用繩鋸切割有效地降低拆除作業(yè)產(chǎn)生的噪音、廢氣、廢渣，對(duì)周圍居住環(huán)境無(wú)影響，有良好的推廣和示范價(jià)值。