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钢筋混凝土腰梁施工技术研究

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钢筋混凝土腰梁施工技术研究

目前地铁明挖三层车站多采用人工破除钢筋混凝土腰梁,施工周期长、噪声大、粉尘污染严重。提出一种新的腰梁破除技术—绳锯切割钢筋混凝土腰梁技术,即通过切割机上的绳反复摩擦腰梁将其锯断,锯断后履带式起重机整体吊离施工现场的一种施工技术,其优点是效率高、施工噪声小、无污染、对工程施工进度影响小,节约工期,降低施工成本,经济效益良好。

1工程概况

苏州地铁某车站,有效站台宽度14m。车站基坑外包总长度为344.5m,标准段结构宽度为23.1m,端头井处结构宽度为27.80m,有效站台中心里程处基坑埋深约25.80m。车站主体结构标准段为地下三层双柱三跨箱形框架结构,车站施工方法为顺作法,车站顶板回填土方约为3.1~4.3m3。基坑采用地下连续墙加内支撑的地下围护方案。标准段采用800mm厚地下连续墙,竖向8道支撑,其中第1道为冠梁钢筋混凝土支撑及第5道为钢筋混凝土支撑,其余为800钢支撑;端头扩大段地下连续墙厚度为800mm厚,竖向8道支撑,其中第1道为冠梁混凝土支撑、第3道为腰梁混凝土支撑、第5道支撑为钢筋混凝土支撑,其余为800钢支撑,第5道混凝土支撑截面尺寸为1000mm×1000mm,混凝土腰梁截面为1400mm×1200mm,混凝土连梁为600mm×600mm。

2施工前注意要点

(1)腰梁一侧与连续墙紧密连接,通常切割前需要在腰梁贴近连续墙位置使用水钻进行钻孔,后续切割时利用钻孔穿线进行切割。这种方法不仅影响了腰梁的拆除进度,而且增加了水钻的机械成本。(2)浇筑混凝土腰梁施工前,按拆除方案确定间距预埋PVC管(直径为20mm)至腰梁,PVC预埋位置尽量靠近连续墙,预埋管纵向间距为1.5~2m,并高出腰梁20cm,同时考虑切割分段长度,应考虑腰梁的每延米重量及吊运机械的吊运能力。同时预先设置28圆钢预埋,切割完成后方便腰梁切割段吊装。

3施工方法及工艺要求

3.1施工工艺流程

测量定位、放线→搭设支撑排架→悬挂安全绳→分段、分层、分块切割→吊装、外运。3.2主要施工方法3.2.1测量定位、放线根据构件尺寸,首先对待拆结构划线、分段及切割角度,标记单块切割尺寸。拆除工程量统计表见表1。3.2.2搭设支撑排架混凝土腰梁体系采用承插型盘扣支架+可调丝托,丝托上横向放置100mm×100mm方木,纵向间距600mm,可调丝托直插入立杆,立杆采用A60.3×3.2mm钢管,间距为600mm×600mm,标准段步距为1500mm,顶层步距为1000mm。采用横向3根承重立杆支撑腰梁,如图1所示。(a)腰梁搭设支撑纵向示意;(b)腰梁搭设支撑断面示意盘扣架底部坐落于车站主体结构混凝土板上,无须地基处理,为使盘扣架底部的集中受力对车站主体结构混凝土板造成破坏,应在盘扣架立杆底部垫1块厚5mm的100mm×100mm木板对应力进行分散。3.2.3分块切割(1)根据定位放线,根据测量位置安装绳锯及切割腰梁。(2)金刚石切割绳长度计算。根据图纸设计,以混凝土腰梁截面为1400mm×1200mm为例,因此最短绳长计算如下:总长L=L1+L2+0.5m,L1=单块构件的周长–0.9m(绳锯的宽度),L2=凸起部分保留的绳子长度+0.5m。绳子长度L1=(1.4+1.2)×2–0.9=4.3m,L2=2.4m(锯轨变形),总长L=4.3+2.4+0.5=7.2m。根据电机与切割面实际距离可适当加长金刚石绳子。(3)腰梁切割顺序采用中间先切割再切割两侧,切割线采用斜角切入方便吊装,如图2所示。3.2.4吊装腰梁切割分段重量计算,以1400mm×1200mm的混凝土支撑、场外80t汽车式起重机为例。根据80t汽车式起重机性能参数,按照旋转半径最大化考虑,长度按每段3m计算。混凝土体积V=1.4×1.2×3=5.04m3,钢筋混凝土单位体积重量=2.5t/m3,每块重量为5.04m3×2.5t/m3=12.6t,起吊用钢丝绳直径不小于32mm。根据现场80t汽车式起重机性能参数,主臂全长44m,汽车式起重机置于基坑南侧或北侧,基坑宽约22.7m,起吊工作范围控制在基坑边往车站内侧距离约为7m+,基坑到起重机转轴中心约为5m,旋转半径可取10m,其最大起重重量为19.2t>12.6t,因此满足条件。

4切割拆除主要关键点

必须在顶板、底板及侧墙混凝土强度达到设计要求后方可进行混凝土腰梁拆除,拆除前应确保外荷载均已被清除、移走或卸载,符合方案要求后方可进行拆除工作。现场所有需切割的腰梁下方必须搭设支撑排架进行支顶,并确保支撑架不发生倾覆、倒塌,切割过程中必须考虑结构的稳定性及安全性,腰梁切割施工前,检查支撑体系是否牢固,顶丝是否顶紧,满足条件后方可进行后续混凝土切割工作。

5质量控制要点

腰梁绳锯切割拆除时,严格按照测量定位放线施工,禁止大块切割块。使用旧扣件时,不允许有裂缝、变形、螺栓滑丝;扣件与钢管接触部位不应有氧化皮;活动部位应能灵活转动,扣件表面应进行防锈处理。支撑拆除过程中,加强基坑监测,监测数据应及时整理和反馈,测数据超过预警值时必须立即停止施工,疏散人员,并及时进行加固处理。

6结束语

绳锯切割钢筋混凝土腰梁技术从工期、成本、环保等3方面作法与传统施工(人工破除)工艺相比,充分发挥了绳锯切割施工轻巧,切割能力强,作业效率高,更全面地顾及了工地周围居民正常生活及环境保护,整个切割过程基本无噪声及扬尘污染。

参考文献

[1]侯瑞凤,侯栋.金刚石盘锯切割混凝土工艺在地铁车站施工中的应用[J].居舍,2020(15):26,154.

单位:倪平 牛运君 邓智 作者:北京建工土木工程有限公司