某建筑上部高聳構筑物拆除施工工藝

王瀚張

（甘肅省建筑科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

隨著城市建設發展及可開發空間減少，既有建筑的改造逐漸在建筑市場占據一席之地[1-5]。基于建筑加層技術日益成熟，為了獲得更大的可用加層空間，建筑頂部高聳構筑物的拆除也逐漸進入人們的視線，而傳統的施工工藝已無法保障在拆除過程中及拆除完成后建筑物的安全，相對靈活的汽車式起重機配合高效的金剛石繩鋸越來越多被接受。本文以某建筑上高聳構筑物部分拆除工程為例，介紹復雜工況下的高聳構筑物保護性拆除關鍵施工工藝。

1 工程概況

某建筑為鋼筋混凝土框架結構，建筑面積為14670.88m2，由平臺以下商鋪和平臺以上大殿兩部分組成。其中，平臺以下為地下一層、地上兩層，建筑高度9.15m；平臺以上大殿為四層，建筑高度22.25m。大殿頂部建有四根禮塔和一個穹頂結構，塔的高度為37.5m，由下部28.0m高的鋼筋混凝土結構和上部9.5m高的鋼結構組成；穹的高度為17.49m，由下部4.5m高的鋼筋混凝土結構和上部12.99m高的鋼結構組成。根據要求，需保留下部主體結構，拆除大殿上部塔、穹頂及女兒墻等構件。該建筑南側為地下室頂板及在建建筑；北側為地下室頂板，距離城市主干道約35m，高差約12米；西側緊貼用地內圍墻，圍墻外為小路及2層民房；東側為建筑正門，約20m處為辦公樓及在建建筑。

2 工程特點及方案確定

2.1 工程特點

該工程周邊環境復雜，施工區域有限，材料及設備存放受限，在改造施工過程中需靈活機動調用物質及機械設備；拆除上部禮塔、穹頂時，電纜錯綜復雜，拆除難度高，同時建筑四周人員密集，如何確保安全拆除為工程重點、難點；作業層分別位于地下室頂板和屋面頂板，在屋面頂板拆除和搭設腳手架時，由于作業面距地面較高，操作空間相對狹小，高處作業時風力較大，施工難度大，在地下室頂板作業時，受周邊場地限制，無法架設塔吊，垂直運輸方面只能采用汽車式起重機進行作業，同時可支設起重機的場地極少，且與建筑水平距離較大，起重機型號的選用及起重量的控制要求極為嚴格。

2.2 方案選取

結合現場實際情況，禮塔及穹頂拆除作業時，采用汽車式起重機配合金剛石繩鋸的方法，上部拆除部分與主體結構相連，為不影響主體結構質量，連接部位全部采用金剛石繩鋸進行切割。利用多排滿堂腳手架、維護架、雙立桿滿堂操作平臺等措施，滿足金剛石繩鋸作業條件；采用大噸位吊車進行吊裝作業，保證施工安全。

2.3 汽車式起重機型號及位置選取

汽車吊的起吊噸位與主副臂臂長、起重幅度、仰角等有關，參考相關汽車起重機參數，計算選取相應的起重機型號。

2.3.1 起吊負荷率

2.3.2 就位負荷率

式中，Q額：本工況下額定起重量；Q計：計算值；Q凈：塔筒凈重；q：吊鉤、索具等重量；K：動載荷系數；K1：不均衡載荷系數。

最終確定第一層起重上限為1.0t，第二層起重上限為2.0t，隨著拆除高度的下降，起重量逐漸增加，第三、四層起重量達3.5t以上，因此下部兩層不影響起重機型號的選取。最終位置選取為建筑物南側高臺處（水平距離30米，最大52米垂直高差）、北側坡道處（水平距離20米，最大高差68米），吊車采用160T型汽車式起重機，同時加裝加長臂以確保吊裝高度。

3 施工關鍵技術

3.1 腳手架搭設

3.1.1 技術參數

腳手架采用雙排腳手架搭設，整體高度為31m，鋼管類型為Φ48×2.6。腳手架立桿步距為1.8m，立桿縱距為1m，立桿橫距為1m，內立桿與建筑物距離為0.8m。主梁離地高度為24m，懸挑方式采用普通鋼梁懸挑。鋼梁水平間距為1m，與原結構采用U型錨固螺栓方式固定在樓板上，錨固螺栓直徑為18mm。鋼梁建筑物外部懸挑1.8m，外錨固點距建筑物邊緣0.1m，鋼梁在建筑物內部的錨固長度為2.7m，梁/樓板混凝土強度等級C30，混凝土與螺栓表面的容許粘結強度為2.5MPa，錨固螺栓抗拉強度設計值為50MPa，結構重要性系數γ0為1。

3.1.2 工藝流程

預埋件定位安裝→布置懸挑梁→懸挑梁支撐桿件安裝→確定立桿定位點→固定縱向掃地桿→搭設立桿→固定橫向掃地桿→搭設橫向水平桿→搭設縱向水平桿(格柵)→設置剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護欄桿→扎安全網。

3.1.3 懸挑梁定位安裝

1）測量定位：按照設計要求布置型鋼位置；2）定位開孔：根據設計要求結合實際情況確定開孔位置并開孔；3）型鋼安裝：安裝內容包括型鋼鋼材、U型螺栓、底部受拉鋼筋、角鋼或鋼板、螺帽、墊片、木楔等；4）補強：采用可調節托撐對型鋼錨固受拉端進行補強，通過木楔將托撐與型鋼、原結構塞緊壓實；5）拉結：每個型鋼懸挑梁外端設置鋼絲繩或鋼拉桿與上層建筑結構斜拉結。如圖1所示。

圖1 懸挑梁定位安裝

3.1.4 內部連墻件設置

由于既有建筑物標準層高較大，同時外立面已全部封閉并裝修，為盡可能避免對原建筑的破壞，連墻件只能從幕墻窗口處傳入，在室內搭設雙排傳力架進行拉結，如圖2所示。

圖2 室內傳力架拉結

3.1.5 外側硬質防護

為避免在拆除作業期間產生的高空墜物風險，腳手架在搭設完成后舍棄了傳統的平網，采用錦綸材料立網密目安全網（綠色）的安裝形式，在立面防護方面采用鋼制圍擋固定在架體外側，在水平方面采用相連三層滿鋪的防護方式，有效減少了作業過程中下部空間的安全隱患。立面及水平防護措施如圖3所示。

圖3 立面及水平防護措施

3.2 外立面裝飾拆除

該建筑外立面為干掛石材，在拆除施工過程中采用了人工逐塊拆除的方式，將石材按順序逐片去下后，立即轉運至建筑內部，避免在腳手架上產生二次堆載，最后將鋼架等切割拆除。

3.3 混凝土構件拆除

3.3.1 技術準備

為了減少對原結構的擾動，確保對結構的最大保護，采用金剛石繩鋸輔以水鉆切割分塊的方式進行拆除作業。繩鋸切割機主要由機架、切割金剛鏈、液壓工作站組成，具有快捷、低噪、無振動、切割口平直易修等優點；單刀切割截面積可達4-8m2；被切割物的面積越大，厚度越深，越能顯示其優點。

3.3.2 工藝流程

施工準備→基礎放線→切割設備固定→混凝土切割→切割塊吊裝→垃圾清運→施工完畢。

3.3.3 工藝控制

堅持先保護、后拆除，先防護、后施工的原則。拆除前復核構件尺寸，確定切割線路，嚴格按照定位線安裝萬向輪進行切割，確保單塊構筑物重量不超出計算的起重上限。拆除過程開始后，優先確定吊裝孔，用于起吊前的穿繩使用，吊裝孔一般設置在切割塊的兩側平行靠上的位置，確保起吊時吊物不會有太大幅度擺動。穿繩完畢并確定起重機械對吊物產生起重量60%的牽引力后方可進行切割作業。單塊混凝土切割即將結束時，由于汽車式起重機操作平臺處于作業面下方較遠位置，視野受阻嚴重，操作平臺指揮人員與起重操作人員及時溝通，調整吊鉤位置至吊物正上方，起吊過程中堅決不能碰撞操作架體；切割物與原結構徹底分離后，起重機先緩慢提升50～100mm，觀察吊具是否變形，捆綁是否牢靠，起吊是否平穩，確認無誤后再進行起吊作業。拆除吊裝過程中，嚴禁非施工人員進入拆除區域；吊裝時作業半徑下方設置警戒線；拆除的混凝土塊，采取有效的下落控制措施，避免直接下落墜地。

4 結語

該項目工程主要包括周邊防護、保護性拆除及高空吊裝三個部分，在拆除高聳建筑物混凝土及鋼結構部分過程時，需保護下部結構不受損害，同時周邊環境復雜，相鄰建筑物密集，導致施工空間及場地受限。施工前，針對現場情況進行全面的踏勘與考察，貼合現場實際情況編制施工組織設計、相關設備選用及BIM技術模擬施工等準備工作，通過結構加固技術、超高吊裝技術、成品防護及修復技術等關鍵技術的成功應用，確保了工程的安全實施。