朱榮軍
(上海建工七建集團有限公司,上海 200050)
近年來,由于城市更新加速,原結構拆除加固或整體改造工程數(shù)量越來越多。降低原結構拆除對周邊影響,杜絕拆除過程中安全施工事故發(fā)生,一直是拆除工程首先考慮的重要問題。以上海某一整體改造工程為研究對象,從降低對周邊環(huán)境影響、縮減工期及節(jié)約經(jīng)濟成本出發(fā),開展原結構地下室分區(qū)分階段拆除施工技術研究工作,總結實際實施效果,為今后類似工程施工提供參考[1]。
項目位于上海市長寧區(qū),前連虹橋開發(fā)區(qū),后靠中山公園商業(yè)中心區(qū)。延安西路高架與內環(huán)線高架的大型立交橋在此交匯,地鐵與高架輕軌近在咫尺。
主館直徑82m,高35m,建筑面積2.49萬m2,底層建有地下車庫,面積6900m2,層高4.2m。地面一層面積為9600m2,層高5m。二層為體操館主館,主館內場平面最長處為62m,最寬處為37m,中間凈高16.6m。
室外自然地面標高3.45m,原地下室頂板標高4.7m,板厚120mm;底板標高0.5m,厚600mm;承臺厚1000mm,共計106個;原樁為450mm預制方樁,樁長33m,分兩節(jié),總共423根。
原主館部分已拆除,原地下室保留待拆。
本項目為整體改造項目,新建為高層公共建筑,甲級體育建筑,可舉辦全國性和單項國際比賽。
本項目為一類高層建筑,耐火等級為一級;主體結構設計耐久年限為50年以上;抗震設防烈度Ⅶ度。用地面積為3.22萬m2,總建筑面積11.71萬m2。地下建筑面積8.40萬m2,地下4層,鋼筋混凝土結構。地上結構包括主體操館和訓練館,均為全鋼結構。主體操館地上3層,建筑高度44.95m。
基坑安全等級為一級,環(huán)境保護等級為一級?;硬捎梅謪^(qū)順作法,圍護結構采用地下連續(xù)墻+三軸水泥土攪拌樁槽壁加固+四道鋼筋混凝土水平內支撐的圍護體系?;娱_挖面積2.15萬m2,常規(guī)區(qū)域開挖深度21.2m,分二個區(qū),先施工一區(qū),待一區(qū)地下室出地面后,再進行二區(qū)施工。
(1)項目東南側為區(qū)婦幼保健院,10層主樓保留改造,南側裙房重建(新建地下四層,與體操中心連為一體,與體操中心基坑整體設計,同步施工);東北側為原有游泳館;北側三涇北宅為多層住宅區(qū);西北側為23層美侖大酒店;西側為27層綠洲大廈;西側中山西路(內環(huán)高架)為城市主干道,南側武夷路道路狹小,人流量大、交通繁忙;周邊道路下市政管線非常密集。
項目位于市區(qū)繁華地段,周邊有多個住宅小區(qū),又有辦公、酒店等,社會關注度高,施工時周邊維穩(wěn)、綠色環(huán)保及安全文明要求非常高。
(2)項目周邊不僅有多個多層和高層住宅小區(qū)、高層辦公和酒店等建筑,還有市政各類管網(wǎng)、內環(huán)高架和地鐵等對沉降敏感的市政工程。周邊環(huán)境十分復雜,環(huán)境保護要求極高。
(3)施工場地小,制約因素多,拆除、改造與新建并存,交叉施工多,施工工期緊,施工組織要求高。
樁基圍護施工前,進行原地下室整體拆除,原樁拔除,外運土分層回填壓實,場地整平。如果回填密實度不滿足要求,可以采用輕型井點降水固結土體加固,甚至采用壓密注漿加固回填土體。
此方案土方工程量大,經(jīng)濟成本較高,工期較長且為關鍵工作,影響總工期,對周邊建筑影響較大,優(yōu)點是有利于后期樁基圍護按正常順序順利施工。
在原地下室頂板上進行中隔墻施工和樁基施工,一區(qū)樁基圍護完成后開挖前拆除一區(qū)范圍內的原地下室結構,一區(qū)地下結構出零后二區(qū)開挖前拆除剩余部分。中隔墻穿過原地下室施工范圍,成槽機和大型履帶吊需上頂板進行施工,需采用滿堂排架或型鋼大范圍加固原地下室頂板。原地下室范圍內中隔墻需二次接高。一區(qū)開挖時,進出一區(qū)的行車路線需經(jīng)過二區(qū)原地下室頂板,此范圍頂板也需要加固,并且原頂板與棧橋高差2m,需較長的斜坡處理。
該方案原頂板加固面積大,經(jīng)濟成本較高,大型機械在頂板上施工存在一定的安全隱患,優(yōu)點可以利用原地下室進行樁基圍護施工,對周邊環(huán)境影響小。
在一區(qū)外圍地墻、樁基及裙邊加固施工完成后,進行一區(qū)范圍內的原地下室頂板、柱及標高1.6m以上外墻結構拆除。中隔墻、一區(qū)原地下室范圍內的樁和深坑加固在原地下室底板上進行施工。一區(qū)地下結構出零二區(qū)地墻完全封閉后拆除剩余部分。原結構預制方樁隨挖土隨挖隨鑿,圖1為原地下室拆除工況流程。
圖1 原地下室拆除工況流程
在原結構底板上進行中隔墻施工,成槽機、土方車及大型履帶吊經(jīng)原汽車坡道下底板進行施工。為消除地下水對地墻施工質量的影響,在導墻一側采用輕型井點進行降水。在標高0.5m的底板上開槽施工地墻導墻,導墻頂標高0.7m,浮漿高度約0.5m,首次施工地墻頂標高0.0m;0.0~1.6m(設計地墻頂標高)地墻段采用二次澆筑接高:沿中隔地墻兩側開寬0.8m深1m的溝槽,鑿除浮漿,采用一級套筒進行豎向鋼筋接高,綁扎水平分布筋,支模,澆筑混凝土到標高1.6m。
優(yōu)化一區(qū)棧橋方案,將一區(qū)棧橋出入口盡量避開原結構范圍,東側棧橋出入口完全避開,可以利用原二區(qū)重型道路作為一區(qū)開挖回筑的施工道路;西側棧橋未避開部分頂板拆除回填,表面鋼筋混凝土硬化作為施工道路。
一區(qū)原地下室范圍內的樁和深坑加固在原底板上施工完成后,進行原底板破碎,剝離回收鋼筋,整平,棧橋和支撐對應范圍內澆筑100mm厚C20混凝土作為短肢排架的墊層。原地下室范圍內支撐棧橋施工采用短肢排架模板,凈高1.1m,由于重量超限,屬于超過一定規(guī)模的危大工程,需編制專項方案經(jīng)專家評審通過后實施。
此方案避免了原地下室拆除后大范圍土方回填和大面積頂板加固,經(jīng)濟效益最優(yōu),安全可行,且在樁基圍護階段穿插拆除施工,不影響總工期,對周邊環(huán)境影響小。
拆除總的原則:結合樁基圍護施工分區(qū)分階段拆除,以降低拆除對周邊環(huán)境的影響;Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)拆除分界面在保證中隔墻施工機械最小操作空間的前提下,設置在柱邊和主梁邊,禁止出現(xiàn)構件懸臂,保證剩余拆除部分的整體安全穩(wěn)定。
原地下室拆除總的順序:先拆Ⅰ區(qū)(對應基坑一區(qū)及局部二區(qū)范圍內的原地下室),一區(qū)新建結構出零后再拆除Ⅱ區(qū)剩余原地下室。具體到每一個拆除階段:先拆板,后拆梁,再拆柱和外墻,底板在首道支撐施工前破碎整平,后期在棧橋上清運碎混凝土(首道支撐形成前保留原底板對周邊土體的壓力),原樁隨土方開挖隨挖隨破。
拆除前首先定位拆除分界線,采用切割機切割分界線上的板,防止第一拆除階段時超拆。
第一階段拆除范圍Ⅰ區(qū)分Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3作業(yè)區(qū),第二階段拆除范圍Ⅱ區(qū)分Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3作業(yè)區(qū),采用三臺液壓剪在頂板上同步進行從北向南拆除;配置一臺鎬頭機配合局部鑿除。拆除機械行走路線范圍鋪20mm厚鋼板。
Ⅰ區(qū)頂梁分Ⅰ-1和Ⅰ-2作業(yè)區(qū),Ⅱ區(qū)分Ⅱ-1和Ⅱ-2作業(yè)區(qū)采用兩臺液壓剪從坡道處進入,在底板上從北向南同步進行拆除。局部先拆次梁再拆主梁。梁從跨中向兩跨邊方向拆除。并安排鏟車清理、駁運至指定堆場位置,集中裝車外運。
梁板拆除清運完成后,采用液壓剪拆除柱和外墻。首層土卸到第一道支撐底標高1.6m處,外墻首次拆到1.6m處,第二層土開挖時再拆除剩余外墻。
在結合樁基圍護施工分區(qū)分階段拆除原地下室實施前后,項目監(jiān)測頻率由一周兩次加強為一天一次。周邊監(jiān)測數(shù)據(jù)并無明顯改變,表明原地下室分階段拆除對周邊環(huán)境影響極小,可以忽略不計。
在整體改造工程中,結合工程實際情況,分區(qū)分階段拆除原地下室結構,不僅可以節(jié)約總工期和經(jīng)濟成本,而且有利于周邊環(huán)境保護。本工程分區(qū)分階段拆除原地下室方案的實施取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益,為今后類似項目建設提供一定的參考價值。