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改造工程原地下结构分区分阶段拆除施工技术

2021-06-02朱荣军

建材与装饰 2021年15期
关键词:栈桥标高桩基

朱荣军

(上海建工七建集团有限公司,上海 200050)

0 引言

近年来,由于城市更新加速,原结构拆除加固或整体改造工程数量越来越多。降低原结构拆除对周边影响,杜绝拆除过程中安全施工事故发生,一直是拆除工程首先考虑的重要问题。以上海某一整体改造工程为研究对象,从降低对周边环境影响、缩减工期及节约经济成本出发,开展原结构地下室分区分阶段拆除施工技术研究工作,总结实际实施效果,为今后类似工程施工提供参考[1]。

1 工程概况

项目位于上海市长宁区,前连虹桥开发区,后靠中山公园商业中心区。延安西路高架与内环线高架的大型立交桥在此交汇,地铁与高架轻轨近在咫尺。

1.1 原结构概况

主馆直径82m,高35m,建筑面积2.49万m2,底层建有地下车库,面积6900m2,层高4.2m。地面一层面积为9600m2,层高5m。二层为体操馆主馆,主馆内场平面最长处为62m,最宽处为37m,中间净高16.6m。

室外自然地面标高3.45m,原地下室顶板标高4.7m,板厚120mm;底板标高0.5m,厚600mm;承台厚1000mm,共计106个;原桩为450mm预制方桩,桩长33m,分两节,总共423根。

原主馆部分已拆除,原地下室保留待拆。

1.2 新建工程概况

本项目为整体改造项目,新建为高层公共建筑,甲级体育建筑,可举办全国性和单项国际比赛。

本项目为一类高层建筑,耐火等级为一级;主体结构设计耐久年限为50年以上;抗震设防烈度Ⅶ度。用地面积为3.22万m2,总建筑面积11.71万m2。地下建筑面积8.40万m2,地下4层,钢筋混凝土结构。地上结构包括主体操馆和训练馆,均为全钢结构。主体操馆地上3层,建筑高度44.95m。

基坑安全等级为一级,环境保护等级为一级。基坑采用分区顺作法,围护结构采用地下连续墙+三轴水泥土搅拌桩槽壁加固+四道钢筋混凝土水平内支撑的围护体系。基坑开挖面积2.15万m2,常规区域开挖深度21.2m,分二个区,先施工一区,待一区地下室出地面后,再进行二区施工。

2 工程特难点

(1)项目东南侧为区妇幼保健院,10层主楼保留改造,南侧裙房重建(新建地下四层,与体操中心连为一体,与体操中心基坑整体设计,同步施工);东北侧为原有游泳馆;北侧三泾北宅为多层住宅区;西北侧为23层美仑大酒店;西侧为27层绿洲大厦;西侧中山西路(内环高架)为城市主干道,南侧武夷路道路狭小,人流量大、交通繁忙;周边道路下市政管线非常密集。

项目位于市区繁华地段,周边有多个住宅小区,又有办公、酒店等,社会关注度高,施工时周边维稳、绿色环保及安全文明要求非常高。

(2)项目周边不仅有多个多层和高层住宅小区、高层办公和酒店等建筑,还有市政各类管网、内环高架和地铁等对沉降敏感的市政工程。周边环境十分复杂,环境保护要求极高。

(3)施工场地小,制约因素多,拆除、改造与新建并存,交叉施工多,施工工期紧,施工组织要求高。

3 方案优化

3.1 前期整体拆除回填

桩基围护施工前,进行原地下室整体拆除,原桩拔除,外运土分层回填压实,场地整平。如果回填密实度不满足要求,可以采用轻型井点降水固结土体加固,甚至采用压密注浆加固回填土体。

此方案土方工程量大,经济成本较高,工期较长且为关键工作,影响总工期,对周边建筑影响较大,优点是有利于后期桩基围护按正常顺序顺利施工。

3.2 桩基围护完成后拆除

在原地下室顶板上进行中隔墙施工和桩基施工,一区桩基围护完成后开挖前拆除一区范围内的原地下室结构,一区地下结构出零后二区开挖前拆除剩余部分。中隔墙穿过原地下室施工范围,成槽机和大型履带吊需上顶板进行施工,需采用满堂排架或型钢大范围加固原地下室顶板。原地下室范围内中隔墙需二次接高。一区开挖时,进出一区的行车路线需经过二区原地下室顶板,此范围顶板也需要加固,并且原顶板与栈桥高差2m,需较长的斜坡处理。

该方案原顶板加固面积大,经济成本较高,大型机械在顶板上施工存在一定的安全隐患,优点可以利用原地下室进行桩基围护施工,对周边环境影响小。

3.3 分区分阶段拆除

在一区外围地墙、桩基及裙边加固施工完成后,进行一区范围内的原地下室顶板、柱及标高1.6m以上外墙结构拆除。中隔墙、一区原地下室范围内的桩和深坑加固在原地下室底板上进行施工。一区地下结构出零二区地墙完全封闭后拆除剩余部分。原结构预制方桩随挖土随挖随凿,图1为原地下室拆除工况流程。

图1 原地下室拆除工况流程

在原结构底板上进行中隔墙施工,成槽机、土方车及大型履带吊经原汽车坡道下底板进行施工。为消除地下水对地墙施工质量的影响,在导墙一侧采用轻型井点进行降水。在标高0.5m的底板上开槽施工地墙导墙,导墙顶标高0.7m,浮浆高度约0.5m,首次施工地墙顶标高0.0m;0.0~1.6m(设计地墙顶标高)地墙段采用二次浇筑接高:沿中隔地墙两侧开宽0.8m深1m的沟槽,凿除浮浆,采用一级套筒进行竖向钢筋接高,绑扎水平分布筋,支模,浇筑混凝土到标高1.6m。

优化一区栈桥方案,将一区栈桥出入口尽量避开原结构范围,东侧栈桥出入口完全避开,可以利用原二区重型道路作为一区开挖回筑的施工道路;西侧栈桥未避开部分顶板拆除回填,表面钢筋混凝土硬化作为施工道路。

一区原地下室范围内的桩和深坑加固在原底板上施工完成后,进行原底板破碎,剥离回收钢筋,整平,栈桥和支撑对应范围内浇筑100mm厚C20混凝土作为短肢排架的垫层。原地下室范围内支撑栈桥施工采用短肢排架模板,净高1.1m,由于重量超限,属于超过一定规模的危大工程,需编制专项方案经专家评审通过后实施。

此方案避免了原地下室拆除后大范围土方回填和大面积顶板加固,经济效益最优,安全可行,且在桩基围护阶段穿插拆除施工,不影响总工期,对周边环境影响小。

4 拆除工程施工

4.1 拆除施工

拆除总的原则:结合桩基围护施工分区分阶段拆除,以降低拆除对周边环境的影响;Ⅰ区和Ⅱ区拆除分界面在保证中隔墙施工机械最小操作空间的前提下,设置在柱边和主梁边,禁止出现构件悬臂,保证剩余拆除部分的整体安全稳定。

原地下室拆除总的顺序:先拆Ⅰ区(对应基坑一区及局部二区范围内的原地下室),一区新建结构出零后再拆除Ⅱ区剩余原地下室。具体到每一个拆除阶段:先拆板,后拆梁,再拆柱和外墙,底板在首道支撑施工前破碎整平,后期在栈桥上清运碎混凝土(首道支撑形成前保留原底板对周边土体的压力),原桩随土方开挖随挖随破。

拆除前首先定位拆除分界线,采用切割机切割分界线上的板,防止第一拆除阶段时超拆。

第一阶段拆除范围Ⅰ区分Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3作业区,第二阶段拆除范围Ⅱ区分Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3作业区,采用三台液压剪在顶板上同步进行从北向南拆除;配置一台镐头机配合局部凿除。拆除机械行走路线范围铺20mm厚钢板。

Ⅰ区顶梁分Ⅰ-1和Ⅰ-2作业区,Ⅱ区分Ⅱ-1和Ⅱ-2作业区采用两台液压剪从坡道处进入,在底板上从北向南同步进行拆除。局部先拆次梁再拆主梁。梁从跨中向两跨边方向拆除。并安排铲车清理、驳运至指定堆场位置,集中装车外运。

梁板拆除清运完成后,采用液压剪拆除柱和外墙。首层土卸到第一道支撑底标高1.6m处,外墙首次拆到1.6m处,第二层土开挖时再拆除剩余外墙。

4.2 拆除监测

在结合桩基围护施工分区分阶段拆除原地下室实施前后,项目监测频率由一周两次加强为一天一次。周边监测数据并无明显改变,表明原地下室分阶段拆除对周边环境影响极小,可以忽略不计。

5 结语

在整体改造工程中,结合工程实际情况,分区分阶段拆除原地下室结构,不仅可以节约总工期和经济成本,而且有利于周边环境保护。本工程分区分阶段拆除原地下室方案的实施取得了良好的社会效益和经济效益,为今后类似项目建设提供一定的参考价值。

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