建筑平移后千斤頂卸載及托盤軌道梁拆除施工技術*

陳蕃鴻，許錦林，于三力，盧浩星，劉 炎

(中建一局華江建設有限公司，北京 100161)

0 引言

如今建筑物平移技術越來越成熟，絕大多數(shù)建筑物平移的軌道梁及托盤梁在平移完成后需進行卸載及切割拆除。目前，傳統(tǒng)的切割拆除方法采用盤鋸、風炮等工具，在拆除托盤梁這種懸空結構和軌道梁時工具無法架設使用，施工極不方便。本文中使用的繩鋸切割法適應性強，靈活性高，具有高效快捷、噪聲低、振動小、切割面平直易修等優(yōu)點。采用的簡易泵站，提高了施工過程的靈活性，相比于大型泵站安裝更加快捷，可以靈活適應現(xiàn)場的施工環(huán)境。本文采用的卸載方式結合了應力應變監(jiān)測設備，不同于其他卸載方式，在保證卸載過程中建筑物結構安全性的同時，又保證了施工人員的操作安全。

1 工程概況

廈門后溪長途汽車站主站房平移項目，平移主站房長162m，寬33.6m，總面積為2.28萬m2，重3.018萬t，從地下室2層進行切割分離，采用交替步履頂推方式，帶地下室整體旋轉(zhuǎn)平移90°，一次性移至新址。平移托換結構采用托盤梁設計，上托盤梁為框架柱邊雙梁設計，托盤梁雙梁間增加250mm厚的板，托盤梁截面尺寸為500mm×1 200mm(混凝土強度等級C40)，部分受力較大處截面增加為600mm×1 200mm，托盤梁與柱接觸面采用鑿毛植筋的方式連接。平移托換新址下滑梁為在地下室底板上澆筑650mm×1 000mm滑道梁(混凝土強度等級C40),鋼筋埋入地下室底板內(nèi)，在下滑道梁與上托盤梁之間設置步履行走器。平移完成后，柱采用杯口連接方式，待混凝土強度達到要求后，用繩鋸切割方式對托盤梁及軌道梁進行切割拆除。

2 技術原理

使用智能化設備及應力應變儀，實時監(jiān)測千斤頂卸載過程中的應力應變。卸載時利用PLC設備，相鄰千斤頂向上頂升，使中間部位的千斤頂泄壓，從而拆除中間的千斤頂；在頂升千斤頂?shù)倪^程中，設置的應力應變監(jiān)測點能夠?qū)⒒炷恋膽兦闆r反映到計算機終端，一旦發(fā)現(xiàn)異常即可做出調(diào)整，避免結構受到破壞。切割采用的金剛石繩鋸能夠很好地對托盤梁軌道梁進行切割，切割托盤梁時，只需將繩鋸圍繞托盤梁切割，在切割軌道梁時，先使用鉆機在軌道梁底部穿孔，再用繩鋸穿過孔道進行切割。切割托盤梁時，采用鋼板凳及汽車輪胎置于下方，防止托盤梁切斷時從高處墜落損傷結構。

3 施工操作要點

3.1 千斤頂卸載

千斤頂卸載前，上部結構荷載由頂升設備支撐，原結構立柱均不受力，卸載過程就是將頂升設備上的荷載逐步轉(zhuǎn)移至原結構立柱上的過程。在拆除千斤頂時，應根據(jù)建筑物受力情況進行對稱拆除。

混凝土立柱連接完成并驗收合格后即可進行上部結構荷載轉(zhuǎn)換。通過PLC同步控制設備逐軸進行卸載，將結構上部荷載轉(zhuǎn)移給連接完成的立柱。由于千斤頂卸載前被壓死卡住，無法直接卸載，需要先對千斤頂加壓，千斤頂加壓按由小到大逐級加壓，直到千斤頂螺旋可以松開時停止加壓。

當千斤頂螺旋松開后就可以對千斤頂進行卸載，卸載按加載過程中各千斤頂壓力值(P)作為基數(shù)，分別按75%P，50%P，25%P及0%P四級卸載，每級卸載完成后采集一遍各控制點的壓力及應力應變數(shù)據(jù)，記錄在卸載分級表內(nèi)(見表1)。

表1 卸載分級(部分)

當千斤頂加壓超過限定條件而千斤頂螺旋又不能松開時，則不再加壓，采取直接鑿除千斤頂上部灌漿料或者切割下滑梁的形式進行泄壓拆除千斤頂。

3.2 過程監(jiān)測

3.2.1監(jiān)測原理

監(jiān)測原理如圖1所示。

圖1 監(jiān)測原理

3.2.2監(jiān)測部位

由于各結構立柱已經(jīng)連接完成，且達到設計強度，原結構與新址底板形成整體框架共同受力，因此各立柱的不均勻沉降、平面形狀、加速度等平移施工中的動態(tài)過程監(jiān)測數(shù)據(jù)均已固化，不會產(chǎn)生額外變化。本次卸載過程主要以應力應變作為主要監(jiān)測對象，卸載過程是原結構立柱從不受力到承擔上部結構荷載的過程，因此應力應變監(jiān)測點均布設在各立柱上，如圖2所示。

圖2 應力應變片粘貼位置

3.2.3監(jiān)測限值設定

以立柱C40混凝土為例，連接高度約為1m，進行荷載轉(zhuǎn)換時，按立柱100%達到設計強度混凝土壓縮0.58mm，縱向軸線的轉(zhuǎn)換對相鄰立柱產(chǎn)生的影響極小，因此卸載過程中需對立柱進行應力監(jiān)測，預警值設定為設計強度的50%(300με)，報警值設定為設計強度的80%(480με)。

同時，在千斤頂加壓過程中需要滿足以下條件，否則不得繼續(xù)加壓：①故需保證原框架柱的拉應變不超過90；②千斤頂加載壓力不能超過60MPa。

3.2.4監(jiān)測頻率

PLC同步控制卸載按75%P，50%P，25%P，0%P四級卸載，每級卸載完成后進行設備數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測頻率也按75%P，50%P，25%P，0%P四級進行采集。

3.3 軌道梁拆除

3.3.1準備工作

1)380V三相電源、長度符合防水要求的電纜線，用于金剛石繩鋸切割機。

2)220V電源及長度符合防水要求的電纜線，用于金剛石筒鋸水鉆機。

3)用于切割時的冷卻水流。

3.3.2軌道梁打孔

1)切割軌道梁時，應沿軌道梁底部水平鉆孔。

2)根據(jù)場地實際情況選擇切割長度。將金剛石筒鋸水鉆機支架固定在軌道梁上，鉆頭需與地面保持平行并盡可能貼近地面，連接好冷卻水管。

3)安裝完成并檢查后方可接通電源。

4)鉆孔時施加在鉆頭上的力要均勻，不可過大。根據(jù)鉆進深度，隨時連接延長桿。鉆頭退出時仍需保持旋轉(zhuǎn)，完全退出后才可關閉電源。

3.3.3安裝繩鋸

1)安裝繩鋸前要確認繩鋸的方向，保證繩鋸上的箭頭和鋸切方向一致。使用過的繩鋸有可能看不清橡膠上的箭頭方向，可以根據(jù)串珠上金剛石顆粒方向來識別。從已鉆好的孔中穿入繩鋸，注意在切割垂直面時，繩鋸的運行方向必須沿著水平孔進入，從垂直孔中穿出。切割水平面時根據(jù)實際位置確定穿入方向。如果反穿使用，繩鋸將有報廢的可能。

2)繩鋸需使用專用的鋁制內(nèi)螺紋繩鋸接頭。在連接前根據(jù)繩鋸新舊使用程度要先將繩鋸逆時針旋轉(zhuǎn)，新繩旋轉(zhuǎn)1圈/m，舊繩根據(jù)使用程度增加圈數(shù)，最多不超過3圈/m。

3)將繩鋸兩端的橡膠部分剝除，使兩端裸露出的鋼絲長度相加等于接頭長度。兩端裸露的鋼絲插入接頭，接頭應和橡膠緊密連接無縫隙。用手動液壓壓接鉗將接頭扣壓緊。扣壓時，先將接頭中部置于扣壓鉗內(nèi)扣壓，每轉(zhuǎn)動90°扣壓1次;然后將接頭兩端置于扣壓鉗中依次扣壓;最后，將接頭中部再次置于扣壓鉗中扣壓。

3.3.4繩鋸機安裝

1)將繩鋸機放置于待切割面前端約1～3m處。安放時應保證導軌與地面均勻接觸，不能有明顯的扭曲變形，保證導軌工作面無明顯的水平誤差，兩邊導軌無明顯直線度誤差。

2)在繩鋸機側(cè)后方約6～10m的位置放置操作臺，要求操作員能清楚觀察到繩鋸機的運行情況。

3)安裝完成后連接360V主電纜線和控制電纜線，要求牢固連接，不得松動。

4)將繩鋸套在主飛輪上，通過控制臺控制導向電機將主電機調(diào)整到合適位置，使繩鋸在主飛輪上張緊。

3.3.5切割

1)首先應開始水平切割。如果先垂直切割，待垂直切割完成后，水平切割將因混凝土的自重往下壓，導致無法再完成水平切割。

2)在切割時要時常檢查冷卻水的供應情況，一旦出現(xiàn)冷卻水供應不到位，應立即停止切割，避免損壞串珠繩。

3)導向電機會根據(jù)預先設置參數(shù)在切割進行時不斷調(diào)整驅(qū)動電機的位置，使繩鋸始終保持張緊狀態(tài)。操作人員要時刻注意驅(qū)動電機位置，在驅(qū)動電機即將到達導軌終點時停止切割；向后移動導軌后將驅(qū)動電機復位，重新開始切割。

3.4 托盤梁拆除

3.4.1施工順序及部署

托盤梁按每延米進行切割，每個節(jié)段質(zhì)量最大為3t；下滑道梁切割節(jié)段為2m，質(zhì)量為2.5t；限位梁切割節(jié)段為1.2m，質(zhì)量為3t。

托盤梁切割拆除前需先在托盤梁下設置鋼板凳，鋼板凳與托盤梁底間隙可用木模板或楔形塊塞死，防止產(chǎn)生沖擊。切割完成后利用叉車將節(jié)段外運，鋼板凳再安裝到下一需切割的部位，鋼板凳如圖3所示。

圖3 鋼板凳放置示意

在一些空間狹小部位，當制作的鋼板凳無法布置時，應當在其下方使用汽車輪胎等減振物體，布置的數(shù)量及面積應使托盤梁卸載時不觸碰到原結構，達到軟著陸的目的。

托盤梁與柱連接節(jié)點位置預留5～10cm間距，防止切割時對立柱產(chǎn)生損壞，切割完成后由人工用空壓機、電錘等機具對接合面進行鑿除，然后修補。切割位置如圖4所示。

圖4 切割位置

3.4.2定位放線

對混凝土托盤梁及下軌道梁的割線位置進行定位放線，并對切割點進行標記，各切割段的標記點偏差不得超過20mm。

3.4.3割槽

在金剛繩掛牢的割線位置用工具掏一個能放進金剛繩的小槽，方便切割。

3.4.4固定繩鋸機及導向輪(如需要)

用M16化學錨栓固定繩鋸主腳架及輔助腳架,導向輪安裝要穩(wěn)定，輪的邊緣一定要和穿繩孔的中心線對準，以確保切割面的有效切割速度，嚴格執(zhí)行安裝精度要求。

3.4.5安裝繩索

根據(jù)已確定的切割形式將金剛石繩索按一定順序穿入繩鋸切割孔內(nèi)，然后纏繞在主動輪及輔助輪上,注意繩子的方向應和主動輪驅(qū)動方向一致。

3.4.6相關操作系統(tǒng)連接及安全防護技術措施

根據(jù)現(xiàn)場情況,水、電、機械設備等相關管路的連接應正確規(guī)范、相對集中，走線擺放嚴格執(zhí)行安全操作規(guī)程。繩索切割過程中，繩的運動方向前面一定用安全防護欄防護，并在一定區(qū)域內(nèi)設安全標志。

3.4.7切割

啟動電動機，通過控制盤調(diào)整主動輪提升張力，保證金剛石繩適當繃緊，供應循環(huán)冷卻水，再啟動另一個電動機，驅(qū)動主動輪帶動金剛石繩索回轉(zhuǎn)切割。切割過程中必須密切觀察機座的穩(wěn)定性，隨時調(diào)整導向輪的偏移，以確保切割繩在同一個平面內(nèi)。

3.4.8切割參數(shù)選擇

切割過程中通過操作控制盤調(diào)整切割參數(shù)，確保金剛石繩運轉(zhuǎn)線速度在20m/s左右，另一方面切割過程中應保證足夠的沖洗液量，以保證對金剛石繩的冷卻，并把磨削下來的粉屑帶走。切割操作要做到速度穩(wěn)定、參數(shù)穩(wěn)定、設備穩(wěn)定。

3.4.9切割過程中應注意的問題

如遇到發(fā)生卡繩、斷繩等現(xiàn)象要有相應措施解決。安全防護措施一定要嚴格，避免斷掉的金剛石繩索上的金剛石串珠飛出傷人。金剛石繩鋸使用前須連接一個閉合的循環(huán)，其操作方法及步驟如下。

1)兩頭裸露鋼絲繩長度=接頭長度。

2)將兩頭裸露鋼絲繩插入鋼質(zhì)接頭，接頭和相鄰的串珠應無縫隙。

3)采用金剛石繩鋸專用液壓鉗，將接頭扣壓緊。扣壓時，先將接頭中部置于液壓鉗內(nèi)扣壓，每轉(zhuǎn)動90°扣壓1次；然后將接頭兩端置于液壓鉗中依次扣壓；最后，將接頭中部再次置于液壓中扣壓。

4)扣壓后檢查接頭，用角磨機等將飛邊和毛刺去除干凈。

3.5 墻柱修復

托盤梁拆除后人工將托盤梁保留的混凝土殘渣進行鑿除，截面清洗干凈并涂刷界面劑后用砂漿進行修補，修補完成后按原房屋要求進行粉刷。

3.6 洞口修補

原結構外墻及內(nèi)部剪力墻與托盤梁沖突位置處，在原結構墻開設有結構孔，待托盤梁拆除完成后需要對原孔洞進行修補。

洞口采用人工風鎬鑿出原結構鋼筋≥12d，然后進行焊接連接，鋼筋焊接接頭滿足規(guī)范單面焊10d、雙面焊5d要求，采用C40細粒混凝土進行澆筑，澆筑口設置在模板內(nèi)側(cè)，高于切割面以上0.3m，混凝土澆筑時可利用混凝土泵管將混凝土導至澆筑位置，然后用混凝土裝料箱進行盛接，運輸至洞口后從上往下進行澆灌，然后用振搗棒進行振搗，保證澆筑面密實，如圖5所示。

圖5 結構修補示意

4 結語

平移后托盤梁及軌道梁拆除施工不同于普通建筑拆除施工，需要保證相鄰建筑結構的安全性及外觀的完整性。為了達到這一要求，需要做好拆除過程中的結構安全性監(jiān)測及后期結構的恢復工作。本文基于這兩點提出了解決方案，同時可為類似保護性拆除施工提供一定的參考。