某改建項目框架結(jié)構(gòu)的綠色化拆除★

夏巨偉 周雨斌

(1.上海建工集團股份有限公司，上海 200080； 2.浙江大成工程項目管理有限公司，浙江 杭州 310019)

1 概述

隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，我國的城市建設(shè)取得了舉世矚目的成就，發(fā)展出了一批形如北京、上海、廣州等聞名于世界的國際化大都市，城市建設(shè)開始邁入了新時期。新時期城市建設(shè)呈現(xiàn)出新特點，典型的特征是城市發(fā)展開始由大規(guī)模的拆除新建向改造更新轉(zhuǎn)變發(fā)展，這是因為我國大中型城市的土地利用面臨“天花板”，存量土地資產(chǎn)亟需盤活，如何滿足市民生活需求并對城市進行精細化管理與更新，推動城市持續(xù)運行和增值，已經(jīng)成為城市發(fā)展的重大課題。在城市更新改造過程中，有大量的老舊住宅、過時商業(yè)、文化場館、運動會場等建筑需要進行改造更新以滿足新的需求，這其中拆除施工作業(yè)是十分重要的環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)意義上的暴力拆除不同，當(dāng)前城市更新中對拆除作業(yè)過程中的安全性、環(huán)境友好性以及與改建工程的融合性等眾多方面提出了更為嚴格的要求，如何安全、高效、綠色、環(huán)保地實施拆除作業(yè)成為廣大工程技術(shù)人員在工程實踐中努力追求的方向。

本文以一個實際改建項目的框架結(jié)構(gòu)拆除施工為例，以確保安全施工和最大程度上降低對環(huán)境及居民影響為目標(biāo)，詳細就項目總體的拆除思路、主體結(jié)構(gòu)拆除技術(shù)路線進行了探討，結(jié)合工程的實際特點就工程的安全和文明措施進行了分析，并給出了新時期城市更新條件下拆除項目施工的發(fā)展建議。

2 工程概況

如圖1a)所示，擬拆除項目原設(shè)計功能為商業(yè)廣場，項目的左側(cè)和南側(cè)為住宅區(qū)，右側(cè)為菜市場，北側(cè)為購物廣場。項目整體呈矩形，東西總長度約為130 m，南北寬約80 m，總建筑面積約30 000 m2，其中，地上建筑面積約18 000 m2，地下建筑面積約12 000 m2。項目結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)地上4層、地下2層，地下2層層高為4.8 m，地下1層層高為4.5 m，地上1層、2層層高為5.4 m，地上3層層高為4.25 m，地上4層層高為4.6 m，總高度為19.6 m。該框架結(jié)構(gòu)樓板最大厚度為200 mm，最大梁截面為450 mm×1 000 mm，混凝土等級為C30；最大柱截面800 mm×1 100 mm，混凝土等級為C40。如圖1b)所示，項目改造后為地下2層，地下1層為商業(yè)，地下2層為車庫。地上分為商業(yè)和住宅兩部分。商業(yè)部分為地上2層，是將原4層建筑的上面兩層拆除，保留下面兩層，進行改造而成。住宅部分為地上16層，是將原地上部分4層建筑拆除，并對其基礎(chǔ)進行加固改造，在改造的基礎(chǔ)上新建16層住宅。由于該改建項目四周為居民和商業(yè)區(qū)，將拆除工作對周圍居民和環(huán)境的影響減小是各方關(guān)注的關(guān)鍵問題，為拆除工作的重點。

3 總體拆除方案

針對該項目特點，為對周圍環(huán)境和居民生活的影響最小，擬定了對現(xiàn)有地上建筑采取自內(nèi)向外拆除的總體方案。總的技術(shù)路線為：結(jié)構(gòu)外圍用腳手架進行圍護，拆除結(jié)構(gòu)的南北兩跨框架保留至最后拆除，后拆的兩跨框架和腳手架形成兩層外圍護，實行全封閉作業(yè)。拆除過程中，遵循自上而下、先拆除非承重結(jié)構(gòu)后拆除承重結(jié)構(gòu)的原則，按“板→墻→梁→柱”的順序進行拆除，嚴禁交叉拆除或數(shù)層同時拆除。該方案的主要優(yōu)點在于整個施工期間拆除作業(yè)在一個封閉的環(huán)境內(nèi)進行，配合相關(guān)降噪、除塵、高效拆除等技術(shù)措施，可顯著減少對周邊環(huán)境及居民日常生活的影響。如圖2a)～圖2c)所示，將該框架結(jié)構(gòu)劃分為3個拆除區(qū)域，整體拆除施工步驟為：1)區(qū)域1位于結(jié)構(gòu)中部北面，為拆除作業(yè)起點，拆除后形成缺口以便吊車等進入結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行作業(yè)；2)區(qū)域2位于結(jié)構(gòu)中部，為第2步要拆除的框架結(jié)構(gòu)區(qū)域；3)區(qū)域3為結(jié)構(gòu)南北側(cè)的兩跨框架，為最后拆除的框架結(jié)構(gòu)區(qū)域，在未有拆除之前可作為項目的第二道防護。

4 主體結(jié)構(gòu)拆除

4.1 拆除方案

對建筑主體結(jié)構(gòu)局部每跨采取自上而下的方式逐層拆除。具體施工流程為：1)核對圖紙確認拆除部位，用紅色油漆標(biāo)記確認拆除位置；2)搭設(shè)結(jié)構(gòu)拆除施工平臺；3)在每一層內(nèi)按柱→梁→板的順序自下而上搭設(shè)結(jié)構(gòu)支承排架；4)拆除所有門、窗等附屬物；5)對主體結(jié)構(gòu)部分，自頂層開始向下逐層拆除。對于每一個施工層，按“板→梁→柱”的順序進行拆除作業(yè)。具體步驟為：1)拆除準(zhǔn)備，將吊車就位并確認工作半徑；2)切割樓面，將切下的結(jié)構(gòu)板(含次梁)以四點支撐方式水平起吊移除；3)切割主梁，將切下的主梁以兩點支撐方式水平起吊移除；4)切割立柱，將切割下的柱子單點豎直起吊移除；5)拆除該層施工架體及支承架體；6)拆下的廢棄結(jié)構(gòu)部件及時吊離施工區(qū)域進行破碎處理；7)進入下一層拆除作業(yè)直至上部結(jié)構(gòu)拆除完畢。切割方量控制在4 m3以內(nèi)，重量控制在10 t以內(nèi)(見圖3)。

4.2 切割工藝比選

如表1所示，為最大程度降低切割拆除施工對周邊環(huán)境的影響，在方案編制過程中從施工效率、安全性、結(jié)構(gòu)影響性及環(huán)境影響性4個方面對當(dāng)前的三種切割工藝進行了比選，分析發(fā)現(xiàn)無震動繩鋸切割工藝在各項指標(biāo)上占有明顯的優(yōu)勢。本項目即采用了無震動繩鋸切割工藝，隨后的工程實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場粉塵、噪聲可控，施工效率高，達到了預(yù)期的施工作業(yè)效果。

表1 三種切割工藝比較

5 下部結(jié)構(gòu)負荷分析

本工程為改造項目，僅拆除上部框架，下部地下室及頂板需要保留。因而，在拆除上部結(jié)構(gòu)的同時，確保下部結(jié)構(gòu)安全成為本改造項目拆除的難點。為此，在編制拆除方案時，對吊車等設(shè)備作用于下部結(jié)構(gòu)進行了有限元分析。如圖4所示，在拆除作業(yè)過程中，下部結(jié)構(gòu)頂板最大變形僅為6 mm，下部結(jié)構(gòu)(含框架柱及頂板)的最大主應(yīng)力為10 MPa，僅為頂板、框架柱容許應(yīng)力的一半以下，下部結(jié)構(gòu)在拆除作業(yè)過程中安全可控。

6 結(jié)論與建議

結(jié)合一個實際改建項目的框架結(jié)構(gòu)拆除施工，詳細就總體的拆除思路、主體結(jié)構(gòu)拆除技術(shù)路線以及安全文明施工等問題進行了探討，主要結(jié)論和建議如下：

1)由于文中的改建項目位于市區(qū)住宅和商業(yè)的聚集地點，該項目老舊框架結(jié)構(gòu)外部周圈搭設(shè)腳手架圍護形成第一道防護，框架結(jié)構(gòu)采用由里及外、保留最外圍一跨框架作為第二道防護的拆除施工策略，二道防護的設(shè)置有效地隔絕了聲、光、塵等對外部環(huán)境及居民的影響，施工思路可供類似工程借鑒。

2)從施工效率、安全性、結(jié)構(gòu)及環(huán)境影響性4個方面對三種切割工藝進行了比選，選擇的施工工藝達到了預(yù)期的效果；另外，進行了拆除過程中的下部結(jié)構(gòu)有限元分析，為下部結(jié)構(gòu)施工過程中的安全提供了技術(shù)保障。

3)目前城市更新中建筑改建或拆除施工作業(yè)的安全和環(huán)境影響等基本依賴于人的管理，信息化程度較低。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，研究和探索將物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測、信息傳輸?shù)燃夹g(shù)用于建筑拆除施工過程的安全和環(huán)境影響管理具有重大的意義。