碼頭混凝土結構拆除施工方法的選擇分析

陳玉進，羅剛

（中交第三航務工程局有限公司寧波分公司，浙江寧波315200）

1 工程背景

嘉興乍浦港D 區3 號泊位及改造工程碼頭泊位長度390m，寬度42m，引橋長730m，寬16m。本工程需要拆除的碼頭混凝土結構有：（1）已建D4 泊位東側、D2 泊位西側的各2 座系纜墩、標高-6m 以上部分的混凝土大管樁；（2）D4 泊位后沿原輔助用房；（3）輔助平臺上部結構；（4）D4 泊位東側懸臂護輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分。

2 結構拆除要求和特點分析

結構拆除要求和特點包括以下幾方面：

1）4 座系纜墩，系纜墩均為鋼筋混凝土結構。D4 泊位東側端部系纜墩，為圓墩臺直徑9m，厚2.5m；D4 泊位東側中間系纜墩，墩臺尺寸5m×5m，厚2.5m；D2 泊位西側端部系纜墩，墩臺尺寸7m×7m，厚2m；D2 泊位西側中間系纜墩，墩臺尺寸5m×5m，厚2m。系纜墩為整體分割拆除。

割除22 根φ1200mm 大管樁,割除至標高-6m,需割除樁身約11m，單根樁樁身質量13.75t。

需拆除系纜墩主要特點為：（1）體積大、單體重量大；（2）兩側營運碼頭生產繁忙，現場大型浮吊船出入困難的現狀；（3）混凝土結構需最終上岸破碎，不得隨意拋棄入海；（4）系纜墩樁基拆除，需進行水下切割，切割位置位于泥面附近，需先挖泥沖刷后進行疏浚。

2）D4 泊位后沿原輔助用房，輔助用房為2 層磚混框架結構，長24m，寬9m，高7.6m。第1 層為配電室，高4.5m；第2 層為侯工室，高3.1m。拆除作業區域位于碼頭平臺上，輔助用房高7.6m，輔助用房南側為碼頭平臺，其余3 側為海域。拆除期間需保證拆除廢棄物落在輔助用房平臺上，不得灑落至海域和已建碼頭平臺，減少對已建碼頭的占用。

3）輔助平臺上層，主要包括面層、懸臂板、上層橫梁、縱梁、聯系梁、面板及立柱上層。立柱拆除至+5.82m，保留立柱頂部鋼筋。平臺為現澆橫梁再安裝預制梁板形成，拆除施工為逆建設施工順序進行。

4）D4 泊位東側懸臂護輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分，涉及碼頭表面混凝土的鑿除，需保留鋼筋進行修復和改造。該部分區域為面層改造修復，鑿除混凝土界限分明，需精確控制，面層和梁頂鋼筋密集，需采用細致鑿除，以保護原有鋼筋。

3 拆除施工方法比較

常見碼頭鋼筋混凝土結構拆除方法主要有：人工使用鎬頭鑿除、攜帶鎬頭的機械鑿除、金剛鏈條鋸切割、挖掘機液壓鉗破碎、電動碟鋸機切割等。各種施工方法具有鮮明的特點和差異。

1）人工使用鎬頭拆除。施工方法為由單人操作小型電鎬、風鎬等設備，進行混凝土逐層逐區域的鑿除。其特點為：（1）電鎬和風鎬常采用小鉆頭，屬于低功率的設備，設備暫用空間范圍小，操作簡單，移動方便；（2）精度高，由人工直接操作鎬頭端部，就位準確，配合劃線割縫措施，可將鑿除影響范圍控制在3cm 以內，能夠滿足大部分碼頭工程對鑿除施工的精度要求；（3）鑿除效率低，需要消耗較多的人工；（4）施工噪聲較大。

2）攜帶鎬頭的機械拆除。由施工人員操控挖掘機，進行混凝土的鑿碎拆除。其特點為：（1）主要設備是依靠挖機，鑿除時需要一定的施工作業空間，確保設備的正常運行；（2）機械鑿樁的效率相對較高，一次性可鑿除的深度和影響范圍較大；（3）鎬頭精度不足，對臨近需保留結構往往會造成破壞；（4）施工噪聲較大，混凝土破碎時有明顯揚塵。

3）金剛鏈條鋸切割。金剛石繩鋸屬于繩劇切割的一種，為無損靜力拆除技術，施工方法是利用金剛石串珠繩鋸配合金剛石水鉆等切割設備、利用起重機械設備，對需拆除的鋼筋混凝土結構物進行無振動、無損傷切割分離和拆除。其特點是：（1）適用于限制條件下大型鋼筋混凝土結構物拆除；（2）需要運用起重設備、運輸機械、切割設備，對施工組織協調要求高，對施工空間有一定要求；（3）常采用原結構施工順序的逆向拆除，對切割面的選擇要求高；（4）施工噪聲相對較小，施工中粉塵少，但混凝土切割的廢漿液較多，需做好收集處置工作[1]。

4）挖掘機液壓鉗破碎，施工方法與挖掘機鑿除有一定的類似，為由施工人員操控挖掘機，使用挖掘機機械臂端部的液壓鉗，對混凝土結構按照斷面剪切。其特點為：（1）主要設備是依靠挖機，鑿除時需要一定的施工作業空間，確保設備的正常運行；（2）適用于小型梁、板、柱的拆除，無法拆除厚大結構；（3）效率高，需耗人工較少；（4）液壓鉗剪斷構件的界面精度不足，對臨近需保留結構往往會造成破壞；（5）施工噪聲較小，揚塵小。

5）電動碟鋸機切割常用于碼頭和道路面層的割縫施工，在拆除施工中，使用電動碟鋸機切割可對混凝土鑿除范圍進行劃分，減少鑿除拆除施工中出現的對原有結構的破壞情況。其特點為：（1）一般為平面施工，立柱使用環鋸可達到切割要求；（2）一般切割深度在5～20cm，可調節；（3）效率高，需耗人工較少；（4）施工噪聲較小，揚塵小。

4 施工方法選擇和施工效果

根據不同結構的施工環境和技術要求以及不同拆除方法的特點，對本工程的結構拆除選用相對合適的拆除方法。

1）4 座系纜墩、大管樁、輔助平臺上層梁板采用金剛鏈條鋸切割，利用起重船和吊車進行分離吊運。系纜墩根據個體大小，考慮到起重設備能力，對其采用分層分塊分離的施工方法。

圖1 為系纜墩分層切割吊運、切割吊運后下沉以及樁身切割后整體吊離。在整個拆除施工過程中，金剛鏈鋸切割做到了化整為零，界面清晰準確，各分割塊體的重量和體積均能夠滿足施工方案的要求，尤其是進行水下樁基切割，保證了一次性準確到位。同時，該施工過程對起重機械設備的要求較高，切除支撐塊體時，需要起重設備全程起吊承重，以保證施工作業人員和設備安全。

圖1 系纜墩分層切割吊運

2）D4 泊位后沿原輔助用房采用挖掘機液壓鉗破碎方法。2 層輔助用房的拆除，充分展現了挖掘機液壓鉗破碎在房屋拆除方面的獨特優勢，本工程輔助用房拆除時間僅耗時2d。在拆除施工過程中，液壓鉗的剪斷位置是施工的控制要點，需要根據梁、板、柱的結構特點，確定剪斷部位，達到拆除要求的用時，保證人員和設備的安全。

3）D4 泊位東側懸臂護輪坎、面層和原軌道梁梁頂部分，涉及碼頭表面混凝土的鑿除，需保留鋼筋進行修復和改造，輔助平臺保留立柱拆除。均采用人工鑿除的方法。本工程具有較多的精細鑿除要求的界面，考慮人工鑿除效率低的特點，開始選用挖掘機風鎬機械鑿除，立柱鑿除中出現豎向開裂范圍過大。后期調整選用人工鑿除和電動碟鋸機切割相互配合的施工方法，較好地達到保留結構的完整性，2 種方法效果對比如圖2 和圖3 所示。

圖2 機械鑿除出現的保留結構破損

圖3 人工鑿除的保留界面

5 結語

以上的常見拆除施工方法均具有各自鮮明的特點和適用范圍，在工程拆除施工過程中，需全面考慮拆除結構特點、施工環境特點和拆除技術要求選擇相應的拆除施工方法。