建筑行业多层框架结构房屋高效绿色拆除施工工法

多层框架结构房屋高效绿色拆除施工工法1.前言目前国内一、二线城市已进入城乡改造新阶段，越来越多的80、90年代旧建筑面临拆除改造。拆除工程涉及项目种类多样，每项拆除工程因其身或是周围环境的特点，对于一些特殊情况目前尚无相关资料可查，造成无成熟的施工经验可以参考借鉴。多层框架结构房屋高效绿色拆除施工工法是一种基于安全分析、方案策划、专家论证的基础上，通过采用平面分割、立体拆分的绿色高效拆除施工方法。该工法与传统意义上由上至下逐层拆除的理念不同，它是根据房屋结构形式、受力特点进行分析论证，采用加长臂破碎机对结构关键节点进行破除，从而实现两层一起拆除的施工方法。该工法在福田区福华小学改扩建工程的成功应用，被拆建筑物为福华小学原有教学楼，建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑高度20m，东西向长度80m，南北向宽度为50m，填充墙体为实心烧结砖砌块。建筑占地面积4000㎡，分为A区、B区，A、B区之间有两道连廊相连，建筑物形状均为长方形。最大梁跨度6.6m，最大截面尺寸为300×700mm，最大层数4层，每层层高5m。建筑物基础形式为桩承台基础，承台间用地梁连接，基础承台、地梁混凝土强度为C20，柱混凝土强度为C25，梁板混凝土强度为C20，地梁最大截面尺寸为300×700mm，最大跨度为7.2m，南北方向为8跨，东西方向17跨。本拆除工程位于福田区福华新村社区旁边，南侧紧邻保福二路，西侧、北侧为社区内部道路，道路宽度为4m，西侧道路临学校一侧设有路边停车位。建筑物东侧为福华小学一期场地。面对安全拆除困扰因素多的难题，项目技术团队开展了技术攻关，通过对拆除建筑受力情况进行分析，制定了安全性的方案并通过了专家论证，解决了复杂外部环境下拆除方案安全保障系数不达标的难题。通过采用平面切割与立体拆分的拆除顺序，有效的控制了建筑的坍塌方向，实现了快速高效拆除坍塌方向易发生偏差的问题。在保障安全的前提下，大大提高了拆除工作效率，减少了机械、人员的投入，缩短了施工工期。极大的降低了对工地周边居民的干扰，具有不错的社会效益。同时能够为企业创造很客观的经济效益，应用前景广阔。工法特点2.0.1该工法具有拆作业前，结构受力特点、框架结构受力特点及钢筋混凝土延展性分析全面的特点。2.0.2该工法具有在分析基础上，通过一定拆除顺序，破除关键节点，控制建筑物的坍塌，安全性高的特点。2.0.3该工法能实现两层结构同时拆除，大大提高拆除效率，缩短拆除工程工期的特点。2.0.4该工法通过加长臂破碎机与普通破碎机的配合施工，降低机械设备及人员的投入，降低施工成本的特点。2.0.5该工法将建筑物分段拆除，可实现部分间隔距离远的施工段同时施工作业，提高了拆除施工效率，合理利用工作面，缩短工期，降低对周边居民产生的噪声干扰的特点。2.0.6该工法合理采取防尘降尘措施，高压水枪与高压雾炮机、普通雾炮机的合理配合，再加上防护防尘外架的防尘措施，能够及时消除产生的扬尘，有效的降低了拆除过程中产生的扬尘污染的特点。3.适用范围适用于各种各种公共建筑、办公楼、学校、酒店等多层（六层及以下）框架结构房屋拆除工程施工。4.工艺原理施工开始前对多层框架结构房屋高效绿色拆除施工工法是通过对房屋结构的受力特点、结构形式、结构形状、房屋周边情况等进行全面综合分析，根据分析结果，制定拆除作业方案，利用加长臂破碎机械和普通型破碎机对房屋进行拆除施工，施工过程中，充分利用框架结构钢筋混凝土的延展性，通过断开结构中跨框架梁、框架柱等关键受力节点，使被拆除结构逐渐发生徐变，产生坍塌倾向，再利用结构外墙柱、结构边梁的整体作用产生的拉力，保证控制房屋坍塌方向，最终通过坍塌的方式，使多层房屋结构上层快速破损、崩塌，减少机械逐层拆除的工作量的工作原理。施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1拆除施工工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备及拆除建筑物地下管线拆改（1）根据地勘资料显示,福华小学二期原教学楼地下位置共涉及到雨水、污水、给水、电力、电信、燃气6种管线，长度共计4692.135米，原教学楼给水、污水管线外，其他管线均距拟拆除建筑物距离较远，拆除施工前，先将原管网输送线路迁改，接入到新建一期教学楼范围内，根据管线分布图将原建筑物基础附近相应管线接驳点、阀门封闭，检查无误后方可施工。同时对需要保留的地下管线在地上相应位置做出标记，拉警戒带，提示施工人员注意保护该处管线。管线分布情分布图：图5.2.1-1综合地下管线分布图（2）作业条件1、拟拆除建筑物已内所有人员已完全撤离。2、拟拆除建筑物外接给水线路、消防给水线路、排水线路、供电线路、燃气线路、通信线路已全部断开完毕。3、建筑物内可回收利用物品已全部搬迁完成。4、拆除工程备案监督手续已全部办理完成，获得拆除施工许可证，并进行了拆除准备条件验收。5、技术人员已根据图纸核对过建筑物结构情况，确保建筑结构情况与图纸资料保持一致。6、建筑物周围可能会波及到的区域已全部进行了限制通行，并有专人值班看守，确保行人、车辆不会出现在该危险区域内。7、拆除施工方案及拆除应急预案已通过专家论证，拆除保障措施及应急措施已准备完成。8、施工机械已全部进场就位，且检验合格，运转状态良好。图5.2.1-2搭设防护架体及防护防尘网图5.2.1-3临街侧搭设防护架体5.2.2确定拆除顺序，划分拆除标段根据建筑物结构形式及形状特点，选择合理的拆除顺序，分段拆除。计划将拟拆除教学楼划分为两个施工段，沿长度方向分别划分为3部分进行拆除，具体拆除顺序及分区分段情况如下图所示：图5.2.2-1：拆除分区示意图图5.2.2-2：拆除分段示意图拆除顺序为：A1—A2—B1—B2—B3—A35.2.3防护架体搭设5.2.3.1搭设方法沿拟拆除建筑物外围搭设双排落地式钢管脚手架，架体内侧距建筑物距离不小于2m，搭设高度6m。分四步搭设，在架体外侧沿高度中部位置每2跨设置一道抛撑，确保架体稳定，架体与建筑物无任何连接，架体外侧满挂安全网，内侧垂直悬挂彩条布用于防尘及小石子。架体基础根据现场实际情况采用C15混凝土硬化基础。5.2.2.3搭设范围拟拆除建筑物北侧、西侧临街部位。东侧、南测场内部分不搭设，预留拆除机位。5.2.4机械拆除施工被拆建筑物为福华小学原有教学楼，建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑高度20m，东西向长度80m，南北向宽度为50m，填充墙体为实心烧结砖砌块。建筑占地面积4000㎡，分为A区、B区，A、B区之间有两道连廊相连，建筑物形状均为长方形。最大梁跨度6.6m，最大截面尺寸为300×700mm，最大层数4层，每层层高5m。建筑物基础形式为桩承台基础，承台间用地梁连接，基础承台、地梁混凝土强度为C20，柱混凝土强度为C25，梁板混凝土强度为C20，地梁最大截面尺寸为300×700mm，最大跨度为7.2m，南北方向为8跨，东西方向17跨。拟拆除工程为1992年设计建造，设计使用年限为50年，截至目前工程已使用27年，仍在使用当中，结构性能状况良好。5.2.4.1拆除前准备1、机械就位根据拆除顺序及计划分区段情况，确定机位位置，拆除机械应站在距建筑物最高点高度坠落半径范围外进行操作，根据臂长情况能够进行拆除的位置。拆除过程先采用加长臂破碎机由四层拆除至二层，再采用普通型破碎机拆除二层以下部分。根据建筑物高度确定破碎机加长臂长度，本工程拟拆除建筑物高度为18m，选择臂长为25m加长臂能够满足要求。根据物体坠落半径，确定炮机距拆除建筑物距离保持在4m以外，确保能够进行拆除作业的最大距离，能够保证人机安全。2、人员撤离，划份警戒区域除进行拆除施工的加长臂破碎机外，其他无关人员全部撤离至距拆除建筑物18m以外的安全距离，由安全人员在18m范围内全面拉设警戒线，并且每隔15m安排一名专职值班警戒人员，专门负责确保无关人员靠近危险区域，实施警戒。图5.2.4-1拆除施工过程中值班人员警戒3、防尘降尘措施就位拆除施工前根据拆除范围，现场布置4台普通型雾炮机，2台高压雾炮机，2台洒水车（其中1台备用），全过程进行洒水降尘，洒水车高压水枪由专人负责操作，对准破碎机锤头位置喷射，对产生的扬尘立即洒水降尘。雾炮机负责全场范围内的扬尘飘洒降尘，保证扬尘不会飘出现场区域。图5.2.4-2专用高压洒水车5.2.4.2悬挑构件、装饰构件等拆除建筑物拆除时，应先对悬挑构件、装饰构件等不稳定部位进行拆除，采用长臂破碎机将该种构件空中破碎后，再切断其与建筑物的连接，先行拆除，避免后续整体掉落，产生危险。图5.2.4-1悬挑、装饰构件拆除5.2.4.3区段分离如果建筑物长度过长采用分段拆除时，要先将建筑物在采用长臂破碎机先将第一区段与整体建筑物进行分离，在划份连接处由上向下进行主体结构梁、楼板破碎断开，使拟拆除部分形成独立部分，再开始进行拆除施工。图5.2.4-2区段分离5.2.4.4非承重墙体拆除根据结构图纸及实际情况，确定拟拆除结构框架柱、框架梁、楼板、填充墙体位置，先将填充墙体拆除，拆除顺序由梁底向下进行，避免墙体整体坍塌坠落。墙体拆除由外而内，由中间向两边对称进行。图5.2.4-3非承重墙体拆除5.2.4.5框架柱拆除四层墙体、三层墙体拆除完成后，拆除二至三层结构柱，拆除顺序由中间跨向两边跨对称拆除。拆除结构柱时，拆除机械要尽量远离拆除建筑物，防止建筑物垮塌时砸伤机械。根据框架结构受力情况，中柱开始拆除时，建筑物并不会发生坍塌，随着中柱逐一拆除，建筑物中跨缺少支撑，由于上部荷载作用逐渐向下塌陷变形，此时拆除机械应放慢拆除速度，加强观察建筑物变形情况，由于框架结构钢筋混凝土的延性，建筑物外围结构梁板柱具有整体的拉结作用，当拆除支撑建筑物的最后一根受力中柱时，建筑物三、四层结构发生原位坍塌，坍塌后的建筑物高度可采用普通臂长破碎机继续进行破碎。长臂破碎机可进行下一施工段拆除作业。图5.2.4-4结构外围框架柱破除5.2.4.6二层以下建筑物拆除建筑物坍塌后，剩余部分可采用普通臂长破碎机由上向下进行破碎。先进行楼板破除，再由上向下进行结构梁、结构柱、墙体破除。此时可采用两台普通臂长破碎机同时进行破除，加快施工进度，一台用于主体结构破除，另一台用于将大块混凝土破碎成废渣，装车外运。图5.2.4-5二层以下小型机械破除5.2.4.7建筑废渣破碎、外运建筑物结构拆除完成后，建筑废渣现场进行破除，针对结构内钢筋进行剥离、回收，其余建筑砖渣，可根据实际情况运往指定垃圾处理厂或其他工地，用于场内筑路。6.材料与工具设备6.1材料彩条布、警戒线、钢管、卡扣、钢笆网片、ф4铁丝、铁锤、力矩扳手、安全带、安全网。:电锤、门式架、氧气、乙炔、警示带、对讲机、扣件式脚手架、安全网、彩条布、水管、安全带、二级配电箱、开关箱等。主要材料数据如下：序号名称单位数量备注1钢管t43围护用2尼龙网㎡5000围护用3氧气瓶404乙炔瓶205彩条布㎡5000围护用6钢笆网㎡5000围护用6.2机械设备主要机具设备统计表序号名称型号数量用途备注1加长臂破碎机SY365H1二层以上结构拆除2普通臂长破碎机SY215C2二层以下结构拆除3高压雾炮洒水车2降尘4高压雾炮机2降尘5普通雾炮机6降尘6挖掘机SY215C2装运废渣废料7自卸卡车10m³10装运废渣废料7.质量控制措施7.0.1无施工前，要认真检查影响拆除工程安全施工的各种管线的切断、迁移工作是否完毕，确认安全后方可施工。 7.0.2拆除建筑物正式及备用电源线路。 7.0.3按拆除建筑物范围搭设四周围闭钢管架，外加安全网及彩条布封闭。 7.0.4清理被拆除建筑物倒塌范围内的物资、设备，不能搬迁的须妥善加以防护。 7.0.5疏通运输道路，接通施工中临时用水、电源。 7.0.6切断被拆建筑物的水、电、煤气管道等。 7.0.7向周围群众出示安民告示，在拆除危险区域设置警戒标志，沿街向三个方向，安排每班3人进行交通疏导、警戒、安全指挥。8.安全措施应遵照国家现行的《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）《建设工程施工现场消防安全技术规范》（GB50720-2011）《建筑工程施工现场环境与卫生标准》（JGJ146-2013）等标准的有关条文，针对不同工程，还应同时执行该工程所隶属部门的各级有关安全法规和文件，并应特别注意如下事项：8.1施工现场安全保证措施8.1.1严格遵守项目部各项管理制度；严格遵守国家各项的安全生产法律法规。 8.1.2所有进场施工人员进入工地必须戴好安全帽。 8.1.3进场施工人员必须进行进场前安全教育和安全交底并形成签字的文字资料报资料室备查。8.1.4施工现场你拆除建筑物范围周边严格拉设警戒线，安排专人进行警戒，严格控制无关人员靠近施工现场。8.1.5针对施工现场北侧及西侧临街部分严格按要求搭设防护架，并满挂安全网及彩条布，防止拆除过程中的扬尘外扬及石子蹦飞伤人。8.2用电安全保证措施8.2.1雾炮机在操作前应试机检查，确认电线插头牢固，无漏电才能使用；开雾炮机电线、配电箱应架空绑牢，以防受潮漏电；配电箱内应设漏电掉闸开关，雾炮机应设可靠安全接地线。8.2.2拆除施工禁止夜间施工，如必须采取夜间加班，则要做好施工照明措施。8.3施工机械安全保证措施8.3.1施工机械进场严格进行验收，查验机械出场合格证明，机械维修保养记录，检查机械实体情况，确保机械各部件运转正常，并进行现场试机，确定施工机械良好运转。 8.3.2操作人员应体检合格，无妨碍作业的疾病和生理缺陷，并应经过专业培训、考核合格后上岗。检查特种作业机械操作证是否合格，是否在有效期内。8.3.3操作人员在操作过程中应注意机械工况，不得擅自离开工作岗位。严禁无关人员进入工作区域或操作机械。8.3.4操作人员应遵守机械有关保养规定，及时进行各级保养工作，保持机械的完好状态。8.3.5操作人员和配合作业人员必须正确使用劳动防护用品。8.3.6施工机械不得带病运转，运转中严禁接触转动部位，发现不正常时应停机检查，排除故障后方可使用。8.4应急预案8.4.1应急组织机构组长：张冠群（16622837994）副组长：邱士球下设：通讯联络组小组长：张松技术支持组小组长：马建欣抢险抢修组小组长：胡桂生（16622357809）医疗救护组小组长：邹明文（19956132788）保卫组小组长：邓智后勤保障组小组长：王祖全亲属接待组小组长：方刚组员：项目部其他管理人员、专业分包负责人及管理人员、劳务班组负责人及管理人员8.4.2小组职责组长：决定是否存在或可能存在重大紧急事故，要求应急服务机构提供帮助并实施场外应急计划，在不受事故影响的地方进行直接控制；副组长：评估事故的规模和发展态势，建立应急步骤，确保员工的安全和减少设施和财产损失；通信联络组：确保与最高管理者和外部联系畅通、内外信息反馈迅速；技术支持组：提出抢险抢修及避免事故扩大的临时应急方案和措施。保卫组职责：保持抢险救援通道的通畅，引导抢险救援人员及车辆的进入。抢险抢修组：实施抢险抢修的应急方案和措施，并不断加以改进。医疗救治组：在外部救援机构未到达前，对受害者进行必要的抢救(如人工呼吸、包扎止血、防止受伤部位受污染等)。后勤保障组：保障系统内各组人员必须的防护、救护用品及生活物质的供给。亲属接待组：负责事故发生后与伤员亲属联系并安抚。8.4.3事故发生类型及处置措施8.4.3.1触电事故处置措施触电急救的要点是动作迅速，救护得法，切不可惊慌失措，束手无策。要贯彻“迅速、就地、正确、坚持”的触电急救八字方针。发现有人触电，首先要尽快使触电者脱离电源，然后根据触电者的具体症状进行对症施救。1）如果触电地点附近有电源开关或插销，可立即拉开电源开关或拔下电源插头，以切断电源。2）可用有绝缘手柄的电工钳、干燥木柄的斧头、干燥木把的铁锹等切断电源线。也可采用干燥木板等绝缘物插入触电者身下，以隔离电源。3）当电线搭在触电者身上或被压在身下时，也可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棒等绝缘物为工具，拉开提高或挑开电线，使触电者脱离电源。不可直接去拉触电者。8.4.3.2机械伤害事故处置措施1）当发现有人受伤后，应立即关闭运转机械，现场有关人员立即向周围人员呼救，同时向应急处臵小组负责人报告。2）立即对伤者进行包扎、止血、止痛、消毒、固定临时措施，防止伤情恶化。3）如有断肢情况，及时用干净毛巾、手绢、布片包好，放在无裂缝的塑料袋或胶皮袋内，袋口扎紧，在口袋周围放臵冰块、雪糕等降温物品，不得在断肢处涂酒精、碘酒及其他消毒液。同时应派人拨打120及向公司急救中心取得联系，详细说明事故地点、严重程度、联系电话，并派人到路口接应。断肢随伤员一起运送。4）如受伤人员有骨折、休克或昏迷状况，应采取临时包扎止血措施，进行人工呼吸或胸外心脏挤压，尽量努力抢救伤员。8.4.4应急救援路线项目部加强急救人员培训和适量准备医疗急救物资，提高现场医疗急救人员的医疗急救水平。联系附近医院，与医院签订医疗急救服务协议。应急医院：深圳市中医院地址：福田区福华路1号距离：1200米电话：0755—883596669.环保措施9.0.1拆除施工过程中会产生扬尘，现场布置6台雾炮机进行全程洒水降尘，洒水车专用高压水枪全程喷洒，将产生的扬尘立即消除。9.0.2拆除过程中产生的巨大噪声，会影响附近居民，施工过程中选择避开休息时间，避免扰民，早7：00前，中午12：00—2：00，晚间11：00禁止施工。9.0.3现场拆除施工产生的废渣废料在装车外运过程中必须苫盖严密，防止运输过程中飘洒，一切进出场车辆均冲洗干净方可允许处场。9.0.4针对现场产生的拆除垃圾进行分类，外运过程中分类运输，选择具有响应环保资质的垃圾处理单位进行垃圾回收再利用，减少环境污染。 效益分析10.1经济效益分析表10.1高效机械拆除施工工法与普通拆除施工费用对比分析一览表（以福华小学改扩建工程为例，该工程4层、1.6万m2，建筑外檐18m，拆除建筑物占地面积按8000㎡计算）序号费用名称普通拆除方法（万元）高效机械拆除（万元）1机械费用45302人工费1053安全措施费1384工期效益0-10合计6830采用高效机械拆除施工工法代替传统拆除施工，从上表可以看出，高效机械拆除施工综合费用明显低于传统拆除费用。同时，新工法可大大缩短施工工期，为项目部后续工程节约时间，经济效益显著。10.2社会效益分析随着生活水平的提高，人们开始注重生活品质，对旧建筑的拆迁改造变得越来越重视，80年代的大批老旧建筑面临拆除，能够既安全又高效的对这些建筑进行拆除成为我们施工控制的重点。本工法的实施，有利于推进我国社会主义现代化建设，全面实现小康社会的理念，很好的解决了传统拆除施工周期长，噪声扰民严重的问题。同时，施工过程中降低了资源投入，有利于我国节