水渣仓精确定向拆除控制技术

1、水渣仓精确定向拆除控制技术    关键词 非传统;机械拆除;精确定向;控制;方案选择0 引言 我国正处于工业及民用建设速度逐步加快时期,拆除旧的、淘汰的建筑在原址重新建筑多功能、先进的建筑,已经在大部分城市及厂矿迅猛发展。这就涉及到复杂情况下对旧有建筑物的拆除问题。常见的拆除分为:爆破拆除技术、传统机械拆除技术或两者接合拆除技术。但两者各有优缺点,爆破的主要优点:减轻工人的劳动强度,加快工程的施工进度,作业安全、经济效益及社会效益好。缺点:爆破物品属于管制用品,审批手续繁杂,应用范围、时间受到一定的限制。传统机械拆除优点:审批手续简单,作业范围、时间灵活

2、,缺点:效率低、工期长、不安全隐患多、综合经济效益较差。受到施工场地狭小条件及工期的制约必须采用精确定向拆除技术。本文采用的拆除方法为非传统的机械拆除也非传统的爆破拆除,而是结合了二者的优点,采用了机械精确定向拆除技术,取得了良好的经济效益和社会效益。 1 工程概况 承德新新钒钛股份有限公司3#高炉2#水渣仓主体结构为新建钢筋混凝土框架,由于生产工艺改变,2#水渣仓需要拆除。 3)周围建筑物与待拆水渣仓直线距离非常近、空间小、对拆除的角度控制要求非常严格:水渣仓北侧紧邻二次除尘距离783mm,西侧距离二次除尘9 400mm,南侧距离水冲渣泵房 8 000mm,东北侧13m范围高架桥桥墩距水渣仓

3、2 500mm。经计算,该建筑物向北允许偏移角度小于1.8°,向南允许偏移角度小于18.4°,过大的角度将会给周边建筑物造成严重损坏,甚至倒塌,后果不甚设想。 4)拆除工作不能影响正常生产且工期要求紧,根据业主要求,10天内全部完成拆除工作。 2 方案选择 承德钢铁集团3#水渣仓的拆除,由于其处于二次除尘及高架桥墩的包围之中,距周边建筑物最短距离只有783mm。第一,如采用爆破拆除,其产生的破碎物将会给紧邻建筑造成无法预估的损坏,从而影响钢厂的正常生产工作,且爆破审批手续要长达两个月之久,这与要求工期相差甚远。第二,由于场地狭小,采用大型机械层层拆除又受到场地限制。综合考虑

4、后,经于业主、监理勾通,结合多年的施工经验选择了非爆破的精确定向拆除办法,在建筑物倒塌后在地面用挖掘机液压镐拆除,这将会大大的减小复杂条件下机械拆除的危险性,并且施工工期能满足业主要求。针对以上思路,对方案进行了细化,经计算确定了精确定向拆除法施工,施工步骤简化为:用两根钢管支撑东侧横梁,再拆掉东侧两根柱子,最后利用砂箱再拆掉两根钢管,从而造成水渣仓失稳,达到定向拆除水渣仓目的。 3 工程实例:精确定向拆除施工方法 根据本工程的特点,建筑物倾倒方向为东侧。西侧两根900mm×900mm的框架柱为倾倒方向的控制柱,不予破碎拆除。东侧两根900mm×900mm的框架柱为倾倒方向

5、的拆除柱。 1)准备场地预拆除建筑物倾倒拆除建筑物清运拆除。 2)施工操作要点。 (1)预拆除 用人工及风镐对建筑物四周突出的结构或构件(楼梯平台)进行凿除清理,以防止建筑物倾倒时刮蹭临近建筑物。施工顺序为由上至下拆除。施工时作业人员站在挑檐或框架梁上施工,工人必须佩戴安全带,安全带另一端扣在框架柱上。施工现场安装一条软爬梯供工人上下作业使用。 拆除时应分段施工,严禁垂直交叉作业,作业面的孔洞应进行封闭。 (2)建筑物倾倒拆除 根据本工程现场实际情况,建筑物必须向东侧倾倒。如出现过大倾倒角度,将会给周边二次除尘等已完建筑造成一定程度上的损坏甚至倒塌。第一步先在东侧两根柱子基础一步放脚上各放置一

6、根直径为377mm×9mm的砂箱,砂箱高度为1m,与已凿出的放脚钢筋焊接牢固。砂箱内填充标准砂,标准砂在每填充30mm厚时用振捣棒振捣一次。填充完毕后,用振捣棒在砂箱外壁再振密实,直至砂表面不下沉为止。 使用2根219mm×12mm无缝钢管在东侧4.0m平台梁下作支撑。钢管距框架柱1m,钢管焊接直径为250mm×10mm封头,端板与混凝土框架梁接触面缝隙处用楔铁楔紧,使钢管承重后,再将上端板与4m平台梁底层钢筋焊接。在东侧两立柱切除后,用气焊把上端板与4m平台梁底层钢筋焊接割开,以保证支撑钢管顺利倾倒。 在建筑物一层东侧两根框架柱 0m、 3m处使用手持汽油链锯环

7、向切割,链锯可以直接将钢筋切断。然后用钢筋混凝土液压钳配合进行破拆框架柱。破除范围 0m 3m。禁用液压镐直接凿除,以免震松支撑钢管。        为保证在支撑钢管撤掉后,水渣仓能顺利倒塌,用手持汽油链锯在 1m处切割西侧两根框架柱的西侧,导向切口深60mm,以切断最西侧7根钢筋(经计算不切断钢筋也会倒塌)。 同时张拉连接砂箱门的倒链,缓慢打开砂箱口,随着砂的流出,支撑钢管缓慢下沉,直至废弃水渣仓向东侧倒塌。测量员观测两个支撑钢管下沉是否一致,下沉如出现一快一慢现象,停止张拉下沉快的一侧倒链,加速张拉下沉慢的一侧

8、倒链,直致下沉一致。 4 精确定向拆除控制 为保证水渣仓向正东侧安全倾倒,不会对紧邻建筑物造成倾倒时的冲击影响及倾倒角度出现偏差,除了上面所提到的关键措施外,还采用了如下辅助措施: 1)准备场地 为防止水渣仓在倒塌瞬间的冲击波造成对周边建筑物的损坏,拆除施工前,在水渣仓中轴线东侧16.00m处准备厚为2m,长宽各为8m、3m的松散土堆。在高架桥桥墩(桥墩下为桩基础)与缓冲土堆之间挖一条长10 000mm×宽1 500mm×深2 000mm的冲击波缓冲沟。在水渣仓倾倒时增加对大地的作用时间,起到缓冲作用,以减少倒塌时的冲击波对高架桥桥墩等建筑物的影响。 2)经计算,该建筑物向

9、北允许偏移角度小于1.8°,向南允许偏移角度小于18.4°,过大的角度将会给周边建筑物造成严重损坏,甚至倒塌,后果不甚设想。但该水渣仓受力简单、均匀,主要为自重力,在没有外力影响的情况下,倾倒过程中不会发生水平方向扭距。但考虑到风及一些未考虑到的外力影响,为避免水渣仓整体向北侧扭转破坏距离较近的二次除尘等建筑物,特作如下措施: 在东南框架柱标高 20m处安装一条直径18mm的抗扭导向钢丝绳。钢丝绳另一端锚固在南侧高架桥桥墩上,主要控制向北侧倾倒角度。钢丝绳安装的角度为东偏南50°。高架桥抗扭导向绳的锚固点水平距水渣仓东侧框架柱边12m(24m中心点),垂直距水渣仓

10、南侧框架柱边15m。钢丝绳用倒链拉紧。 3)为防止砂箱出现故障,支撑钢管不能顺利下沉,采用如下备用方案:在两根支撑钢管上绑直径为18mm的钢丝绳,钢丝绳另一端各连接在距建筑物40m外的人工挖孔桩桩头上,在人工挖孔桩锚点处各连接一拉力为10t倒链,以人力通过倒链拉倒支撑钢管,从而使水渣仓向东侧倒塌。 牵引2根临时支撑钢管时,设专人吹哨指挥,首先2根支撑钢丝绳全部绷紧,然后以哨音为准,每吹一次哨,拖拽倒链一次。且拖拽倒链长度基本一致。2根临时支撑先后撤掉的时间差控制在5s。 4)现场配备专职测量人员使用两台经纬仪以西、南两侧90°夹角对建筑物的倾斜姿态进行观测,并及时向现场指挥人员报告及记录。如发生不稳定状态趋势时,必须停止作业,采取有效措施,消除隐患。 5 结论 从工程实例看,拆除效果非常好,由于以上的定向控制措施,该建筑物没有发生向北倾倒角度,向南倾倒角度为2°,没有造成与周边建筑物的任何接触,更没有对周边建筑物造成任何损坏。最终在业主要求施工工期内安全、圆满的完成了任务,通过分析,工期主要用于水渣仓倒塌的前期准备及倒塌控制,倒塌后液压镐拆除只用了3天时间。该工程结束后,综合了一下该水渣仓定向拆除优点,具体为:减轻了工人的劳动强度,加快工程的施工进度,作业较安全、经济效益及社会效益好,审批手续简单,作业范围、时间灵活。建筑物倒塌