浅谈金刚石绳锯切割在支撑拆除中的应用

黄俊 赵志苏

[摘　要]：中欧校友（苏州）总部大厦深基坑支护设计采用钻孔灌注桩+三轴止水+两道混凝土水平支撑，快速、安全、环保、高效地拆除支撑是必须解决的问题。本文着重介绍金刚石绳锯切割技术。

[关键词]：金刚石绳锯切割拆除 深基坑 混凝土水平支撑 基坑监测

一 概述

随着土地成本的提高和用地的紧张，为提高土地的使用率和解决城市停车难的矛盾，地下空间的发展日渐加速，地下室层数越来越多，基础开挖深度也随之加深，深基坑日趋普遍。深基坑的支撑形式也越来越多，“支护桩+止水帷幕+钢筋混凝土水平内支撑”这种成熟深基坑支护体系得到了广泛的应用。以钢筋混凝土梁作为基坑内水平支撑，大大提高了深基坑的稳定性，但快速、安全、高效、环保地拆除坑内水平支撑则是必须解决的问题。

混凝土水平支撑作为临时性支撑结构，常规的拆除方法有机械破碎、静力破碎、爆破拆除等，综合考虑工期、施工安全、环保、施工现场提供拆除的条件和对周边建筑的影响程度，拆除方法的选择尤为重要。

二工程概况

中欧校友（苏州）总部大厦位于苏州市工业园区唯亭街道珠泾路西侧，青青家园北侧，场地南侧为规划跨春路，西侧为规划莲心街，基坑北边离施工进出主干道10米。本工程由三层裙楼及T1、T2两塔楼组成，地下室2层，总建筑面积：92348.89㎡。T1塔楼地上18层，主体建筑高度79.7m；T2塔楼地上20层，主体建筑高度79.7m；拟开挖基坑周长约416米，开挖深度10~12米，局部深坑落差1~1.5米。 周边环境图见1。 图1 周边环境图

三 基坑支护形式

工程基坑围护结构型式采用“钻孔灌注桩+三轴止水+两道混凝土水平支撑”结构形式。

基坑支护内支撑结构

第一道支撑（中心标高-3.1m）(图2)

QL1截面尺寸为1200mm×800mm、ZC1-1为800mm×800mm、ZC1-2为600mm×800mm

第二道支撑（中心标高-7.4m）(图3)

QL2截面尺寸为1400mm×800mm、ZC2-1为900mm×800mm、ZC2-2为700mm×800mm

立柱：基坑底面以上采用480mm×480mm型钢格构柱，角钢型号4L140×14，下部插入混凝土灌注桩3m。

内 支撑梁、冠梁等支撑结构砼强度等级为C35混凝土；支撑剖面见图4。水平支撑梁现场照片见图5。

图2 第一道支撑平面图 图3 第二道支撑平面图

图4 基坑支撑梁剖面布置图

图5 水平支撑梁现场照片

四 工程特点、难点分析及对策措施

根据施工总进度计划和建设单位要求，每道支撑拆除工期为15日历天，包含垃圾清运，由于本工程位于市区，爆破拆除无法使用，故对其它常规拆除方式分析如下：

比对项目	机械破碎	静力拆除	金刚石绳锯拆除
特点	即炮机拆除，震动较大、噪音大、易扬尘、产生一定的飞石，本工程可实现两边同时施工，需用气割割除支撑梁内钢筋，破除垃圾需用网兜一兜兜进行调运，所有外露钢筋必须进行保护，柱墙部位周边需用人工清运垃圾。	即静力爆破，可同时多点进行，噪音小，装药8h后可实现爆破物开裂，由于支撑梁中钢筋连接，开裂后需进行二次破碎，破碎后重复机械破碎后的钢筋割除、垃圾清运，同样需对结构钢筋进行保护，柱墙部位周边需用人工清运垃圾。雨天无法施工。需要专业的爆破人员进行作业，需公安部门审批后方可作业。	可同时多点平行作业，切割作业深度不受限制，作业环境适应性强、作业效率高，操作安全可靠，可远程操控作业，对周边环境影响小，叉车搬运切割梁，对结构钢筋影响较小，切割下来的支撑梁直接调运出工地由专业厂家进行破碎。
经济性 分析	较为经济，施工成本相对较小，项目部可有部分钢筋回收残值。	成本较高，爆破和清运费用较高。	相对于其它两种方式，价格适中，工人可提前进行施工，后续经济效益较为明显。
工期分析	工期较长，受垃圾堆场限制，垃圾清运困难。	爆破时间较短，但后期二次破碎和垃圾清运时间较长，同样受垃圾堆场限制，垃圾清运困难。	工期较短，可根据现场要求增加设备，无垃圾 清运困难。

故本工程选用金刚石绳锯切割，具体应对措施如下：

序号	特点、难点	对策措施
1	拆除钢筋支撑工程量较大，工期紧。第二道支撑计划工期15天，需拆除钢筋砼方量达1450m3，重量达3480 t，折合运输车次约174车（按20t/车考虑），平均拆除量达232方/天。 第一道支撑计划工期15天，需拆除钢筋砼方量达1200 m3，重量达2880t，折合运输车次约144车（按20t/车考虑），平均拆除量达192方/天。	两班倒全天候作业，采取两个大班组同步对称作业；增加切割设备，现场切割设备设置5台，达到多点同步切割作业，缩减切割时间。
2	吊装困难：支撑梁切割单元单位重量大，塔吊无法直接吊运；基坑跨度大，汽车吊不能全面覆盖地下室区域。	选择大型起重设备，尽量加大切割单元尺寸和吊装范围，减小切割量，缩短切割施工时间；用叉车运输至吊车可覆盖作业区域。再用坑边汽车吊吊装，转运至场外。
3	拆撑施工持续时间长，拆撑作业点多，基坑安全、拆撑操作安全、起重吊装安全管控难度大	加强监测，拆撑过程严格落实交底和施工方案，加强施工巡查和安全检查，坚持旁站制度。加大基坑安全巡查，发现问题及时汇报和处理。
4	现场负二层存在高低跨，层高达到5.8米，对现场拆除要求较高，普通叉车无法满足要求。	采用加长叉车，用大型起重机械将叉车吊入基坑内，采取多次倒运的形式，进行运输。
5	第一道支撑破除时，需要在负一层楼面上进行水平运输，对楼面造成安全隐患。	负二层结构施工时，模板支撑体系荷载计算时即将这部分施工荷载考虑进去，对支撑系统进行加固验算。施工时控制切割长度，划定叉车行走路线。

针对以上工程特点及难点，我司组织了支护拆撑换撑专家论证会，按照专家的意见修改施工方案，并及时向作业人员交底。

五 施工部署

地下室底板浇筑完成后，待底板混凝土及周边换撑带混凝土达到设计强度的80%开始拆除第二道支撑，待负二层顶板及换撑带浇筑完成后混凝土强度达到80%时，拆除第一道支撑，拆支撑梁前，确定好吊车的位置，以及工作的范围，做好安全防护，对支撑梁按照专家论证方案中的尺寸进行测量放线，根据重量画好切割线，准备好切割机械以及叉车等，进行支撑拆除。

六 主要施工方法

地下室先行采取换撑措施，主要施工顺序为：浇筑垫层、底板→拆除第二道支撑→施工负二层主体结构、换撑→拆除第一道支撑

第二道拆撑前地下室底板与支护间按照基坑支护图纸要求浇筑C30换撑素混凝土板,厚600mm。第一道拆撑前在负二层顶板后浇带附图的位置填筑混凝土传力带，厚度同板厚，强度同板混凝土强度等级。

七 支撑梁及立柱拆除

1本工程梁板支撑拆除采用无损静力绳锯切割方法；

由于本工程支撑拆除工程量大，拟采取投入多台设备、划分多个施工段同时施工，每个施工段均采用如下施工程序：脚手架支撑、成品保护措施到位→定位放切割线→链锯切割（链锯切割斜切倒八字口）→叉车托紧支撑→气割→叉运→吊运装车外运→现场清理

2支撑梁板施工顺序

2.1支撑拆除时，先拆除水平梁支撑，再拆除钢筋砼立柱支撑。严禁先拆除立柱支撑，再拆除水平梁支撑。

2.2立柱由上至下分段切割拆除。

八 切割施工步骤及施工要点

1金刚石绳锯切割的原理

金刚石绳锯切割是金刚石绳索在液压马达驱动下，绕切割面高速运动研磨切割体，完成切割工作，由于使用金刚石单晶作为研磨材料，故此可以对石材，钢筋混凝土等坚硬物体进行切割，切割是在液压马达驱动下进行的，液压泵运转平稳，并且可以通过高压油管远距离控制操作，所以切割过程中不但操作安全方便，而且震动和噪音很小，被切割物体能在几乎无扰动的情况下被分离，切割过程中高速运转的金刚石绳索靠水冷却，并将磨碎的碎屑带走。

2切割设备选型

采用的主要切割设备为：水平支撑采用DS-WSS 30钻石链锯系统，DS-WS 10钻石链锯系统采用D-LP32液压驱动装置和DS TS32机头。金刚石链条锯主要工作性能参数：纯切割速度40～60分钟/断面每平方；安装时间20～40分钟/次。

3施工步骤

支撑脚手架搭设完成，吊车、叉车转运道路上后浇带处钢板已铺设完毕，成品保护已完成，具备施工条件。

测放切割线，应严格按《施工组织设计》设计好的切割分块线，准确标示出支撑切割线，以保证切割吊装施工安全进行。

接水电进行切割。利用链锯自下往上按照倒八字形进行切割，上部保留支撑100mm-150 mm左右（梁上部主筋未断）。现场切割照片见图6。

图6 现场切割照片

利用空压机将混凝土支撑预留的混凝土凿除。

叉车插入梁底，向上托紧混凝土块，用气割割断钢筋后叉运混凝土块至吊装位置，再吊运装车外运。

4切割过程中施工控制要点

严格按照切割控制线进行切割，采用竖向切割方式进行施工。

在安装绳索过程中根据已确定的切割形式将金刚石绳索按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上,注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致。

切割时先启动一个电动马达，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，启动循环冷却水，再启动另一个电动马达，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。切不可同时启动绳锯在内支撑梁切割时应有5%的角度，梁切完后成“八”字形，使梁卡在两端不易掉落，也方便混凝土吊运。

切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s左右，另一方面切割过程中应保证足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却和把磨削下来的粉屑带走。切割操作做到速度稳定，参数稳定、设备稳定。

九 安全控制要点

拆除前，对参与基坑支撑拆除的人员做好安全技术交底，现场指定专人协调、指挥拆除；坚持安全第一，施工前先对现场管理人员和施工人员进行安全教育和技术交底；

在拆除过程中需派专人进行监督、指挥，在起重机械半径范围内不得作业。其中设备在基坑边作业时，需对坑边承载力进行计算。

拆除过程中，加强基坑支护的监测，每天监测一次，有突变的情况下，增加监测次数，对基坑变形超过警戒值的应立即停止拆除工作，分析原因、采取措施。

若叉车等平移机械设备在楼面上进行施工时，需对叉车满荷载进行计算，对支撑系统进行加固。

在绳锯切割时，严格遵照绳锯切割机操作规程操作，尤其是绳锯切割快完成时，会出现绳锯松动脱落等现象。

十 结束语

金刚石绳锯在钢筋混凝土支撑拆除过程中作为切割设备具有硬度大、环保降噪、节约成本、节约工期等特点，降低了劳动强度，操作更加安全可靠，最大程度的保存了已有结构的稳定性和安全性，得到了业界的高度认可，随着时代的发展，金刚石绳锯切割技术将在钢筋混凝土内水平支撑拆除过程中发挥重要的作用。

参考文献

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[3]吴广平.金刚石绳锯切割在既有线桥梁拆除工程中的应用[J].科技创新导报,2019,16(07):76-77.

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