绳锯-扬子商城国际QC小组

1、,发布人：周友勇,单位名称：江苏邗建集团有限公司,小组名称：扬子商城国际QC小组,深基坑钢筋混凝土 支撑梁拆除新法,扬子商城国际C-1楼工程位于扬州市开发区江阳中路与维扬路交界处西北角，总建筑面积为122233.69。工程建筑层数为地下二层，地上二十一层。工程基坑边线围绕原扬州商城的北侧及东侧，西侧为花园国际大酒店和木材市场，北侧为居民小区。工程基坑东西向最长约为250m，南北向最宽约为180m，呈“L”形状，基坑总面积约为26000。 扬子商城国际C-1楼基坑工程ABCD段采用800mm钻孔桩加二层砼支撑支护结构形式，基坑EFGA段采用800mm钻孔桩加一层砼支撑支护结构形式。基坑开挖最深处

2、约为12.5米深，根据本基坑的深度、地质条件及周边环境要求确定，基坑侧壁安全等级为一级。,一、工程概况,一、工程概况,图2 基坑支撑平面图,一、工程概况,一、工程概况,二、小组概况,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月18日,（一）工程特点 第一层基坑支撑梁中心标高-4.2m，支撑主梁截面为700mm*800mm，支撑联系梁截面为450mm*600mm，第一层基坑支撑梁共2900立方。地下室负一层楼面标高-5.45m，第一层基坑支撑梁距离地下室负一层楼面仅1m左右。负一层楼面结构板厚120mm，负一层平面后浇带共928m长，后浇带将负一层平面划分为22个施工区域。建设单位

3、提出地下室全部施工完成时间节点为2012年5月30日。按照工程施工工艺要求及地下室负一层楼面施工时间，第一层基坑支撑梁拆除需在2012年4月30日全部拆除完成。,（二）问题提出 第一层基坑支撑梁拆除必须在相应负一层楼面结构和换撑块砼强度达到设计值80%时，方可拆除同部位第一层基坑支撑梁。在40天内将2900立方的钢筋砼支撑梁拆除并运离现场，拆除的工作量非常大，工期时间紧迫。拆除时同时要考虑基坑安全稳定和不能对120mm厚地下室负一层结构板产生质量影响。工程施工处于扬州西区中心，紧邻居民小区，拆除施工时对震动、噪声、扬尘控制要求严格，夜间施工作业时间受限制。,三、选择课题,传统机械破碎机拆除第一

4、层基坑支撑梁存在以下问题： 机械破碎机由于自重过大，不能在负一层120mm厚的楼面正常行走，采用钢管、扣件加固楼面，预计再增加650T钢管、15万只扣件，人工、运输、租赁费用投资太大； 由于第一层支撑梁距离地下室负一层楼面仅1米左右，机械破碎机不能在支撑梁下通过，拆除时不能保证对称拆除和先拆除联系梁，对基坑安全稳定造成严重影响； 由于地下室负一层后浇带分隔较多，机械破碎机不能连续施工作业。施工现场紧邻居民区，由于破碎机施工噪音大，夜间破碎机不能连续施工，造成工期滞后； 拆除基坑支撑产生的混凝土碎渣对楼面造成冲击荷载，影响薄板楼面质量；并且大量混凝土碎渣不能及时清运至场地以外，影响工期。,（三）

5、课题确定 由此可见，传统机械破碎机拆除无法满足工程需要，项目部需创建新型施工方法拆除基坑支撑梁。,三、选择课题,(一）、目标,1、拆除基坑支撑梁过程中控制基坑水平变形速率控制在2mm/d以内，基坑变形稳定； 2、保证原扬州商城建筑变形稳定，沉降均匀，最大沉降差小于2L；,一般用于拆除和破碎钢筋混凝土结构建筑的施工方法都可用于基坑支撑梁的拆除。本工程基坑拆除施工得到了南京南大岩土工程技术有限公司李俊才教授以及常州规划设计院结构副总工程师徐广梁等技术指导并担任小组顾问。本小组技术力量强，由我公司以及扬州商城国际项目部技术骨干组成。基坑支撑梁拆除过程中得到江苏水建公司和扬州市创想装饰装潢有限公司等单

6、位积极参与，实行“强强联合”。,(二）、目标可行性论证,综合以上情况，经过客观分析，本小组一致认为：目标完全能够实现。,四、设定课题目标及可行性分析,方案1、绳锯机切割支撑梁； 方案2、静力爆破支撑梁； 方案3、热熔切割拆除支撑梁； 方案4、机械臂液压剪拆除支撑梁；,（一）提出方案 在开工之初，围绕课题，小组成员通过“头脑风暴法”集思广益，对基坑第一层支撑梁拆除方法进行讨论，共提出四种方案：,（二）方案分析、评估及选定,五、提出方案、确定最佳方案,绳锯机切割是通过液压马达高速驱动带有金刚石串珠的钢丝绳索（金刚石锯绳）绕着钢筋混凝土结构运转，在一定张拉力的作用下，高速磨削混凝土结构，最终达到切割

7、分离钢筋混凝土结构。绳锯机一般用于开采矿石，也可用于房屋、桥梁砼结构拆除。,施工工艺： 1、检测换撑块砼强度，控制支撑梁开始拆除时间； 2、监测基坑，记录支撑梁拆除前各类控制指标的当前数据； 3、先采用绳锯机切断基坑支撑梁，释放基坑应力进行应力转换； 4、监测应力释放过程中的各类控制指标值和变化率； 5、应力释放后，采用绳锯机切割支撑梁成段； 6、吊运支撑梁段至基坑外； 7、支撑梁运送至场地外指定位置，采用镐头机破碎； 8、清理现场，保证下道工序结构施工。,方案1、绳锯机切割支撑梁,静力爆破就是利用装在岩石、混凝土钻孔中的静态破碎剂加水后发生水化反应，使破碎剂晶体变形，产生体积膨胀，从而缓慢的

8、、静静地将膨胀压力施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，将岩石、混凝土破碎。,施工工艺： 1、检测换撑块砼强度，控制支撑梁开始拆除时间； 2、监测基坑，记录支撑梁拆除前各类控制指标的当前数据； 3、采用人工风镐切断基坑支撑梁，释放基坑应力进行应力转换； 4、监测应力释放过程中的各类控制指标值和变化率； 5、应力释放后，采用静力爆破的方式将支撑梁破碎； 6、采用人工清理支撑梁砼渣并用机械吊至基坑外； 7、支撑梁砼渣运送至场地外指定位置； 8、清理现场，保证下道工序结构施工。,方案2、静力爆破支撑梁,制图人：周友勇 制图日期：2011年11月20日,图5 静力爆破支撑梁示意图,热熔切割是采用局部高

9、温加热的方法,将切口处的混凝土熔融成熔浆,并使其从混凝土构件母体上脱离,以形成孔洞或切口，从而切断混凝土。,施工工艺： 1、检测换撑块砼强度，控制支撑梁开始拆除时间； 2、监测基坑，记录支撑梁拆除前各类控制指标的当前数据； 3、采用热熔方式切断基坑支撑梁，释放基坑应力进行应力转换； 4、监测应力释放过程中的各类控制指标值和变化率； 5、应力释放后，采用热熔方式切割支撑梁成段； 6、吊运支撑梁段至基坑外； 7、支撑梁运送至场地外指定位置，采用镐头机破碎； 8、清理现场，保证下道工序结构施工。,制图人：周友勇 制图日期：2011年11月20日,方案3、热熔切割拆除支撑梁,图6 热熔切割拆除支撑梁示

10、意图,机械臂液压剪是采用液压缸驱动机械臂前超硬钢板夹碎剪切混凝土结构，使混凝土结构断开分离。,施工工艺： 1、检测换撑块砼强度，控制支撑梁开始拆除时间； 2、监测基坑，记录支撑梁拆除前各类控制指标的当前数据； 3、采用机械臂液压剪切断基坑支撑梁，释放基坑应力进行应力转换； 4、监测应力释放过程中的各类控制指标值和变化率； 5、应力释放后，采用机械臂液压剪切割支撑梁成段； 6、吊运支撑梁段至基坑外； 7、支撑梁运送至场地外指定位置，采用镐头机破碎； 8、清理现场，保证下道工序结构施工。,方案4、机械臂液压剪拆除支撑梁,制图人：周友勇 制图日期：2011年11月20日,图7 机械臂液压剪拆除支撑梁

11、示意图,（表二）,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月20日,方案评估及选定表,通过对比分析，方案1（绳锯机切割支撑梁）被大家一致评为可行性方案。,（三）方案中必须研究解决的问题 方案1绳锯机切割支撑梁在实际应用中，必须做好基坑安全控制、楼层面荷载控制、进度组织控制和基础结构质量隐患控制。将方案1用系统图展开，见下图：,方案评估及选定,制图人：周友勇 制图日期：2011年11月25日 图8 方案1系统展开图,基坑安全控制 （表三）,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月25日,结论：小组讨论在可接受的安全风险前提下，采用不完全对称方式拆除。,楼层荷载控

12、制（表四）,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月25日,结论：经小组成员分析，采用自制钢平板车在局部做钢平台的楼面上运输方式。,进度组织控制（表五）,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月25日,结论：小组决定采用固定运输路线的折线运输施工。,基础结构质量隐患控制（表六）,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年11月25日,结论：小组决定采用特殊部位保护和阶段性清理方式控制基础质量隐患。,（四）确定最佳方案 通过对比分析，支撑梁采用绳锯机对称切割、合理固定楼面运输路线、并采用自制式钢平板车在局部处理的楼面上运输，切割过程中在特殊部位进行防

13、护最终阶段性清理的方案被大家一致评为最佳方案。该方案在全省基坑支撑梁拆除施工中未有应用。,确定最佳方案,制图人：周友勇 制图日期：2011年11月25日 图9 最佳方案框架图,对 策 表 （表七）,六、制定对策,续表,对 策 表 （表七）,六、制定对策,对 策 表 （表七）,续表,制表人：沈兴建 复核人：周友勇 制表日期：2011年12月2日,六、制定对策,1.2011.12.2由周友勇结合常州规划设计院基础结构设计图纸，将地下室负一层楼面划分为22个施工分块，并在分块区域标明楼面板厚。 2.2011.12.2由王刚根据公司人员组织安排和公司资金投入计划，提出施工现场地下室结构施工部署和施工顺

14、序。 3.2011.12.2由徐永海结合楼面划分和基础结构施工安排，提出将第一层支撑梁划分为10个施工作业段，分段拆除基坑第一层支撑梁。 4.2011.12.8 根据基础结构施工混凝土强度等级和基础结构楼面板厚度，重新建立基坑换撑计算机分析模型，运用有限元分析软件进行支撑梁卸载基坑分析。 5.通过力学分析，调整地下室负一层楼板后浇带内预埋型钢，由原设计22b工字钢间距3米调整为16b槽钢间距1.5米，并将靠近基坑一跨的负一层楼面板厚由120mm调整为180mm。其作用：提高负一层平面内刚度和稳定性，基坑换撑时应力转换均匀。,实施一：,步骤一,重新运用有限元分析软件进行基坑应力转换分析，由徐永海

15、、王刚、周友勇协同南大岩土公司李俊才教授共同执行。,七、对策实施阶段,图10 分析验算协调会,评价：2012.2.22换撑模型深化设计完成，提高了基坑换撑时安全系数。,七、对策实施阶段,1.在基坑每两三天监测一次的频率下，调整为拆除过程中的每天监测两次。 2.在每个施工段中先将联系梁用绳锯切断，通过监测主梁支撑轴力数据对比分析应力释放快慢。 3.在每个施工段主梁切断时，监测基坑水平位移变化率，分析基坑稳定状态。如发现基坑水平位移变化超出报警值时，及时暂停基坑切割施工。并将已经切断的主梁用钢板塞缝和快速干硬性膨胀水泥浆填缝方式将支撑主梁连接。 4.在拆除支撑梁进行应力转换阶段，在原扬州商城建筑3

16、层、4层变形缝位置增加布置了水平位移观测点，监测原扬州商城建筑微小不均匀沉降引起的上部结构水平位移放大效应。 5.对紧邻的维扬路、龙庄路等路面和地下水增加了巡查次数。,实施一：,步骤二,加强基坑监测频率，加强原商城建筑沉降监测和周边道路巡查，由张昊、刘国桃和曹远义负责监测和跟踪。,七、对策实施阶段,制图人：周友勇 制图日期：2012年5月27日 图11 基坑水平位移监测图,七、对策实施阶段,制图人：周友勇 制图日期：2012年5月27日 图12 建筑物沉降监测图,七、对策实施阶段,结论：通过监测发现，绳锯切割支撑梁阶段，基坑水平位移未超出报警值；原商城建筑3层、4层无水平位移，原商城建筑无不均

17、匀沉降；四周道路无塌陷变形，地下水位稳定。,1.2012.3.2由徐永海提出建议采用四轮平板推车运输切割支撑梁，运输时保证楼面砼强度达到设计强度的80%或不低于C30并保留板下钢管排架支撑不拆除。 2. 2012.3.2由王刚协调常州设计院总工程师徐广梁通过PKPM软件建立楼层面支撑梁拆除期间的模型，模拟支撑梁在楼面运输时的加载情况。 3.2012.3.10通过内力分析、裂缝宽度验算，确定运输平板推车采用橡胶轮胎式，轮胎宽度不小于100mm，轮胎外径不小于300mm，左右轮距不小于1200mm，前后轮距不小于2000mm，单只轮胎可承受重量不小于15kN，运输平板推车与运输构件总重不大于50k

18、N。 4.2012.3.15王刚根据楼面承受的最大荷载，联合常州设计院完善后浇带部位加强钢板措施。钢板长度应能搁置于后浇带两侧梁上，钢板宽度根据车宽要求确定，钢板两边焊HM200150钢梁，梁长同钢板长，钢板厚度10mm，焊缝8mm，每根梁两道焊缝。 5.2012.3.20根据楼面允许荷载周友勇计算支撑梁切割长度，联系支撑梁最大切割长度为6米，支撑主梁最大切割长度为3米。,实施二：,步骤一,确定施工过程中楼面承载力，由徐永海、王刚、周友勇与常州设计院联合分析。,七、对策实施阶段,图13 平板车设计图,图14 设计变更单,结论：楼面施工阶段深化设计2012.3.20完成，明确楼面承载力，并明确施

19、工梁段划分要求。,七、对策实施阶段,1.张昊根据主梁和联系梁重量计算长度，用红油漆在第一层支撑梁上逐段标记出切割位置，严格控制每段支撑梁的切割后总重量。 2.刘国桃根据设计院设计图纸，联系专业制作公司定制钢平板车和钢平台。 3.徐增荣根据图纸检查平板车各个部件质量，并对整个钢平板车进行称重检查。并根据设计院提出的要求对钢平台进行焊缝外观和尺寸检测。,实施二：,步骤二,划分支撑梁，控制支撑梁切割长度，并根据设计图纸焊制平板车和钢平台，由张昊，刘国桃、薛增荣负责。,图15 焊制钢板平台和平板车,结论：运输完成后，现场对楼面裂缝进行检查，楼面结构局部出现微小裂缝，裂缝宽度检测均小于0.2mm。,七、

20、对策实施阶段,1.王俊根据现场地下结构楼面施工进度，安排每个支撑段布置2个运输路线，对称切割同时进行。同时在基坑边架设3T慢速卷扬机水平拖拽以辅助挪运。周友勇根据现场安排标记两条运输路线。 2.周友勇根据地下结构楼面预留管道井和楼梯预留洞口，优化支撑梁切割段，避开在洞口上运输。周友勇根据基坑应力释放特点，确定同一根支撑梁先切割跨中部位，避免绳锯机的锯条夹条现象发生。 3.刘国桃根据基坑侧壁荷载要求，确定80T汽车吊，安排吊车布置与每个支撑段中部，同时满足支撑段两边2个支撑梁吊运路线要求，将支撑梁分段捆绑式吊至运输车辆上运出工地。,实施三：,标记吊运路线、 优化划分支撑梁、分先后切割支撑梁，由王

21、俊、周友勇和刘国桃负责。,七、对策实施阶段,图16 绳锯机就位安装锯绳图,七、对策实施阶段,图17 绳锯机切割支撑梁图,七、对策实施阶段,图18 支撑梁运输吊运图,七、对策实施阶段,4.周友勇针对现场场地的局限性和基坑边堆载要求，为了保证支撑梁有序转运、吊离基坑并运出场地外，减少卷扬机和吊机机械设备故障而影响施工和基坑安全，制定了均衡拆除转运和吊运施工的PDPC图。,制图人：周友勇 制图日期：2012年3月20日 图19 支撑梁均衡转运PDPC图,实施效果：通过合理布置均衡安排缩短每个支撑段的拆除工期，支撑梁在规定时间内安全拆除。,七、对策实施阶段,1.根据现场绳锯机切割产生大量水泥浆，并在切

22、割时锯条快速旋转将水泥浆甩在地下室结构上。曹远义安排工人用薄膜将预留钢筋全部围挡保护。 2.曹远义对楼层后浇带、预留洞口、管道井部位，安排工人用彩色油布进行覆盖保护。 3.薛增荣安排工人对楼面产生的水泥浆进行及时收集、清扫，并及时将收集水泥浆随支撑梁切割段外运。 4. 对局部无法围挡的部位在支撑梁切断后，薛增荣及时安排工人对此部位进行清理。,实施四：,围挡现场预留钢筋，覆盖楼面预留孔洞，收集产生的水泥浆，由曹远义、薛增荣负责。,评价：经现场检查，清理完成后，消除了对成品地下室结构和预留半成品结构质量影响。结构完成后，通过蓄水试验未发现接头部位渗漏现象。,图20 现场成品保护图,七、对策实施阶段,八、效果检查,经小组成员检查基坑内支撑梁拆除施工阶段，基坑水平变形速率控制在2mm/d以内，基坑侧壁未发现渗漏，基坑变形稳定。基坑内支撑梁拆除施工阶段，正常营业的扬州商城建筑最大沉降差小于2L，建筑物沉降均匀，变形稳定。 对比施工前后的施工进度计划和实际完成计划，基坑支撑梁拆除工作于2012年4月25日全部完成，提前计划5天完成，地下室混凝土结构于2012年5月