劈裂法在混凝土内支撑梁拆除中的应用

梁 岚

(广州市建筑集团有限公司，广东广州 510030)

钢筋混凝土内支撑作为一种提供水平支撑力的构件，具有刚度大、整体性好以及平面布置灵活的优点，一直以来被广泛应用在深基坑的板式支护体系当中。特别是这种支护形式可以从基坑内部提供水平支撑力来抵抗基坑四周的土压力，而又无需像锚杆那样占用周边土体和地下空间，是建筑密集的闹市地区使用较多的支撑形式。目前内支撑的拆除方式主要有:炸药爆破、静力爆破、风镐破碎、机械切割等。在这些方式当中，炸药爆破拆除具有震动大、噪声大且伴随有飞石等不利因素;而静力爆破虽然较安全，噪声较小，但孔内炸药的挤胀时间大大降低了拆除的效率;风镐破碎虽然对周边震动小，但噪声较大且效率低;机械切割则需要现场有较大型的起吊设备配合，而且对场地狭窄，上下有几道内支撑的基坑工程，其工作效率也大打折扣。以上种种的缺点往往是闹市地区工程施工中的主要影响因素，降低这些因素对周边环境的影响有着重要的意义。目前应用较新的一种施工方法是采用劈裂法拆除混凝土内支撑梁，这种方法能有效降低上述不利因素的影响，使内支撑的拆除过程变得更加安全和高效。

1 劈裂法拆除的施工原理

劈裂法拆除混凝土内支撑梁，其主要施工原理是:利用液压劈裂机提供的强大扩张力使混凝土构件沿预留的孔洞挤胀开裂，裂成较小的碎块，然后采用风镐将开裂的混凝土破碎拆除。施工用的劈裂机由液压动力站和劈裂枪两大部分组成，通过油泵的推动，可在劈裂枪上产生数十吨的扩张力。由于混凝土内配有箍筋，胀裂后的混凝土需要用风镐剥离部分混凝土保护层，而此时的构件由于已开裂，保护层的剥离工作也变得较为容易。剥离保护层后所露出的箍筋要割断，以去除箍筋对内部混凝土的约束作用。在切断箍筋后，内部混凝土失去箍筋的约束，在二次劈裂作用下，很快裂成碎块，用风镐可快速凿除。施工的主要流程见图1。

2 劈裂法的施工操作要点

1)在内支撑施工的前期就应做好施工准备工作，确定好拆除的范围，避免预留孔设置的遗漏。2)预留孔洞的大小及深度应根据使用的劈裂枪的规格和楔块的外径大小来确定。孔洞的间距应考虑劈裂枪分裂力的大小，间距较大则影响开裂的效果，间距过小又会增加劈裂的次数，降低施工效率，一般为纵横方向600 mm间距布置。3)在内支撑施工过程中，孔洞预留套管应安装牢固，避免浇筑混凝土期间造成偏斜，同时应加强检查，避免预留孔的堵塞影响劈裂枪的插入。在混凝土达到初凝阶段时，应及时拔出预留套管，如套管留在孔内，将对劈裂施工的效率造成影响。4)劈裂施工时，第一次插入的深度不应过深，深度宜小于100mm，以减少挤裂混凝土所需要的压力，节省挤裂时间和电量。5)对构件内部混凝土进行劈裂施工前一定要将箍筋割断，以去除箍筋对混凝土的约束。6)劈裂内部混凝土时，深度可控制在梁截面中部，使扩张力能恰到好处地作用在截面内部，提高劈裂效率。7)抗裂后的构件用风镐对着裂缝击打，可较快破碎混凝土。

图1 拆除混凝土内支撑流程

3 工程应用

作为一种较新的施工方法，采用劈裂机拆除混凝土内支撑的方法逐步的得到推广应用，广州市第一人民医院工程中就应用了该施工方法，取得了较为明显的效果。该工程地处闹市区，四周为多层建筑和市政道路，因此采用排桩加混凝土内支撑的支护形式。整个工程内支撑上下共设两道，支撑梁最大截面为1 000×1 000，总混凝土量约为683 m3。施工中预留φ50 mm孔洞，间距为横向500 mm，纵向600 mm，如图2所示。

图2 支撑梁预留孔示意图

整个工程每道内支撑的拆除混凝土量约为363 m3，施工中采用了1台QL-PT10(万能型)劈裂机，2套风焊，1台空气压缩机，10根风镐。人员方面配备劈裂混凝土工2人，打凿混凝土工15人，气焊工2人。

从整个工程的实施效果来看，综合了工期、安全、环保、经济等方面的因素，该方法效果较优。施工速度上比其他方法要快，第一道支撑为3 d，第二道支撑为4 d;安全方面易于管理和控制;环保方面加上洒水除尘等措施，在防尘和噪声污染方面都与静力爆破法和风镐破碎法相当;经济方面，该方法比其他方法在成本上略低，但该方法拆除出来的纵向钢筋大多完好，未发生变形，经处理后可以用到次要工程当中。

4 结语及展望

液压劈裂法拆除混凝土内支撑梁是一种较为快捷有效的施工方法，具有操作方便，施工速度快，安全性好，对周边环境影响小，经济效益良好等优点，是建筑密集的闹市区域在拆除混凝土内支撑工程上值得推广应用的一种方法。

另一方面，我们可以从拆除工艺上看到，构件内部混凝土的破碎拆除需要割断外围箍筋才能进行，这是因为箍筋对混凝土的约束作用使胀裂效果受到影响。从混凝土与钢筋的共同工作原理来看，混凝土保护层对箍筋的受力作用并不是很大，而对纵筋的粘结受力则影响较大。如果将箍筋设置在构件外部与构件表面平齐，而纵向受力钢筋的保护层厚度保持原来不变(此时纵筋与箍筋将不再接触)，使箍筋在保持对混凝土及内部纵筋约束作用的同时又易于切割，又或者是在箍筋闭合处设置弯钩等扣接方式以便可以直接使用工具扳开，则这样处理可能会加快实现解除箍筋约束作用的工作。以上的设想在受力性能和适用性方面是否可行，还有待进一步的试验研究。