既有預制裝配式混凝土廠房的保護性拆除

武念鐸 孫 為 萬展君 王會東 李 翠

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 200240

建筑業的發展通常會經歷3個階段：大規模新建階段、新建與加固改造并重階段、以加固改造為主階段[1]。2019年，我國城市老舊小區改造的大規模啟動，是我國建筑業邁入新建與加固改造并重階段的重要標志之一。

現階段，對于既有住宅和辦公樓的加固和改造，國內研究成果較多。

文獻[2-5]對既有砌體結構房屋的加固和改造方法進行了研究。黃河興[6]對抗震設防烈度提高區的框架結構加固方案進行了研究，提出了改變結構體系的加固方法與基于構件的加固方法相結合的加固方案。呂恒柱等[7]基于南京某綜合服務大樓改造工程，總結了混凝土框架-剪力墻結構的改造加固設計方法。居則上[8]基于經濟合理性、技術可行性、效果可靠性和整體效應4個基本目標，構建了鋼筋混凝土結構改造施工中加固方案優選指標體系。然而，目前國內對于既有公共建筑和工業建筑加固和改造的研究較少[9-10]。

對于建于20世紀50—60年代的廠房，當時鋼產量不足，廠房多采用預制裝配式混凝土結構，其具有明顯的歷史痕跡和時代印記，在保留其歷史痕跡的情況下，對其進行結構加固和功能改造往往具有一定的政治和文化意義。因此，需要對既有預制裝配式混凝土廠房的保護性拆除施工技術進行研究。

為了填補既有預制裝配式混凝土廠房加固和改造技術領域的空白，以上海彭浦機器廠加固和改造工程為依托，總結了保護性拆除的施工順序、拆除時的臨時加固措施和拆除方法、拆除后的保護性運輸及堆放等施工全過程，以期為類似工程提供參考依據。

1 工程概況

上海彭浦機器廠重工車間位于上海市共和新路3201號廠區內，始建于1959年，結構的主要承重構件，即梁、柱、屋架、屋面板均為預制裝配式混凝土構件。廠房占地約18 000 m2，高約24 m，橫向跨度約120 m，縱向跨度約150 m，共有26跨。

由于廠房老舊，已無法使用，且閑置多年，浪費土地資源，同時，為保護其歷史痕跡，現對其進行改造和加固。保護性拆除西側13跨，在該處建設框架混凝土超高層辦公樓（圖1），裙房采用部分原構件作為裝置，展示歷史痕跡；對東側13跨進行結構加固和功能改造，仍采用原構件作為結構的主要承重構件。

圖1 項目效果圖

2 拆除施工順序

經現場復核，預制裝配式混凝土構件碳化嚴重，且部分構件鋼筋保護層脫落，甚至存在破損。

為保證廠房屋架和柱在拆除施工過程中的穩定性、構件在拆除施工過程中的完整性，同時，為了提高施工效率，確定施工順序如圖2所示。

圖2 拆除施工順序

1）拆除前3跨行車梁，如圖2（a）所示。

2）對前3跨廠房柱進行臨時加固，如圖2（b）所示。

3）拆除前3跨氣樓和立面墻體。

4）拆除前3跨屋面槽形板，如圖2（c）所示。

5）對第2跨和第3跨屋架進行臨時加固，如圖2（d）所示，并采用汽車吊吊緊第1跨屋架，保證屋架的穩定性，防止屋架倒塌。

6）拆除第1跨屋架，如圖2（e）所示。

7）拆除第1跨廠房柱臨時加固措施，如圖2（f）所示，并采用汽車吊吊緊第1跨的廠房柱，防止柱倒塌。

8）拆除第1跨廠房柱，如圖2（g）所示。

9）拆除第2跨屋架臨時支撐，采用汽車吊吊緊第2跨的屋架；拆除第4跨行車梁；對第4跨廠房柱進行臨時加固；拆除第4跨氣樓和立面墻體；拆除第4跨屋面槽形板；對第4跨屋架進行臨時加固，如圖2（h）所示。

10）重復圖2（e）至圖2（g）的步驟即可完成第2跨的拆除；重復圖2（e）至圖2（h）的步驟，直至拆除第13跨，完成全部拆除施工。

每個構件拆除后均需編號，以便修復后可精準復位。構件拆除后，短駁至廠房東側的指定地點堆放。

3 臨時加固系統

由于廠房年久失修，構件存在不同程度的損壞，故為避免混凝土構件損壞或倒塌，需對廠房柱和屋架進行臨時加固。為了保證施工效率，同時又為了節約材料，分別制作了3套用于加固廠房柱的支撐系統和2套用于加固屋架的支撐系統，支撐系統的構件均采用型鋼，型鋼與廠房承重構件通過螺栓連接，故可循環使用。

柱間支撐系統包含柱間剪刀撐和1道水平支撐，支撐均采用30c槽鋼（圖3）。為避免破壞廠房柱，采用對銷螺栓使2塊鋼板將柱夾緊，剪刀撐通過對銷螺栓與鋼板相連。廠房柱間水平支撐亦通過上述措施與廠房柱的上柱相連。

圖3 柱間剪刀撐

屋架臨時支撐系統包含屋架間剪刀撐和1道水平支撐，均采用壁厚8 mm的120 mm×120 mm的方鋼管（圖4）。與柱間剪刀撐相似，為避免損壞屋架，采用對銷螺栓使2塊鋼板與屋架中間的直腹桿緊密貼合夾緊，在鋼板上焊接耳板，在剪刀撐鋼管端部焊接銷子，銷子和耳板通過螺栓連接。水平支撐鋼管在屋架對應位置處，分別焊有2根短鋼管和加勁肋，水平支撐鋼管直接置于屋架上，通過短鋼管夾住屋架，以保證屋架在拆除施工過程中的穩定性。

圖4 屋架間臨時支撐

4 拆除工藝

廠房構件為預制裝配式混凝土構件，質量最大的屋架達到16.35 t、柱達到25.7 t；構件存在不同程度的損壞；采用吊機配合拆除施工，故高空作業多。考慮到上述因素，為確保施工過程安全，針對屋面槽形板和承重構件，提出了專項施工方案，即針對性的拆除工藝。

4.1 屋面槽形板拆除

屋面槽形板和屋架均有預埋鋼板，二者通過預埋鋼板焊接連接，故采用火焰切割割斷連接焊縫后，即可采用吊機拆除屋面槽形板。在廠房內搭設腳手架，先拆除中間的屋面槽形板（圖5），然后，工人以屋面槽形板作為操作面，由中間向兩邊依次拆除其余屋面槽形板。

圖5 拆除中間槽形板

為保證屋面槽形板在吊裝過程中的穩定性，采用以槽形板三分點為支點的兩點吊；為保證屋面槽形板的完整性，吊裝不應采用鋼絲繩，應采用帆布帶。

4.2 屋架拆除

屋架和廠房柱均有預埋鋼板，二者通過預埋鋼板焊接連接，故采用火焰切割割斷連接焊縫，即可采用吊機拆除屋架。

對于有氣樓的屋架，應先拆除氣樓，避免屋架由于高度過大，在吊裝過程中傾倒；對于無氣樓的屋架，可直接起吊拆除。

對于屋架的吊裝，為保證屋架在吊裝過程中的穩定性，采用沿直腹桿的兩點吊；由于屋架質量大，采用鋼絲繩吊裝，為保證屋架的完整性，鋼絲繩與屋架的接觸部位應增設鋼墊板。

4.3 廠房柱拆除

在廠房柱拆除施工前，需破碎廠房柱四周3 m×3 m范圍內的地坪，隨后向下開挖約2 m，即挖至廠房柱底標高以下，并采用泥漿泵將地下水排干，使廠房柱基礎裸露（圖6）。在采用吊機吊牢廠房柱后，采用繩鋸沿基礎杯口切斷廠房柱，即可對廠房柱進行吊裝，并短駁至堆場。

圖6 廠房柱拆除方法

4.4 構件保護性運輸和堆放

由于構件長度較長，最長達30 m，為保證構件的完整性，采用大型二段式掛車短駁，將構件垂直放入掛車上的鋼架內即可。將構件運至堆場時，應保證行駛平穩，無過度顛簸，同時，堆場應采用硬化地坪。構件應按編號順序置于堆架上，構件放置時，應采用方木墊隔開。

5 結語

本文以上海彭浦機器廠改造工程為依托，總結了既有預制裝配式混凝土廠房拆除的施工順序、拆除時的臨時加固措施和拆除方法、拆除后保護性運輸及堆放的保護性拆除施工全過程。經工程實際驗證，拆除施工過程順利，混凝土預制構件拆除后幾乎無損傷，該施工過程可為類似工程的施工提供參考。