体育场混凝土保护性拆除施工管理

体育场混凝土保护性拆除施工管理

王坚候 2，刘洋 3，李沛霖 2，肖念 3，陈腾 1

中建三局集团华南有限公司 1，中建三局集团有限公司 2，深圳市体育中心运营管理有限公司 3 广东省深圳市， 518037

摘要：深圳市体育场改造提升工程为保留深圳市历史痕迹，保留外围72个斜柱及附属4圈围梁。因此，本工程混凝土拆除为保护性拆除，同时考虑到该保留结构为斜柱，本身难以自稳，在拆除作业中，需要进行斜柱稳定性及应力变化情况计算，根据计算结果采取加固措施。由于混凝土拆除过程中为分阶段拆除，且待新建结构建成后，才能与保留斜柱形成一个可靠性连接，时间过长，因此在斜柱拆除过程中，如何保证斜柱本身的自稳性、应力不变性，是我司需要重点考虑的，也是本工程最大的技术难点。我司严格按照深圳市规定联合深圳大学进行受力分析，编制混凝土结构拆除方案及只能监测方案，组织专家论证并进行修改闭合，向有关部门进行报备，同时进行方案安全技术交底，严格按照方案执行，做好现场管控工作。

关键字：混凝土拆除、受力分析、智能监测

引言

体育场改造提升工程斜柱保护性拆除，因破坏了原有斜梁的结构形式，重新改变了整体受力情况，导致整体结构受力改变，出现应力突变的情况。由于保留斜柱本身整体高度在21.69m，主要由斜柱、斜梁构成，斜梁位于斜柱上方，拆除后主要由斜柱对其起承重作用。因此，斜柱与斜梁连接区域节点需要重点进行计算复核，节点弯矩、剪力是否满足现有钢筋混凝土结构要求。同时，保留斜柱整体存在偏向体育场内的重力，整体受力情况偏向内侧。为处理以上混凝土结构拆除面临的难题，我司联合深圳大学结构工程研究所一同进行混凝土拆除结构全过程Midas受力分析，从5种拆除方案中选出各参加方均认可的拆除方式进行专家论证，论证完成后，方可进行实施。

1、工程概况

我司承建体育场改造提升工程，主体结构为混凝土结构，钢网架屋盖已完成拆除工作。保留外部72根混凝土斜柱及附属4圈围梁整体组成一个环境混凝土外框结构，长轴约为258m，短轴约为200mm，其余混凝土看台板面积约为1.86万㎡，共设置3.25万个座位。正北侧1号大门区域的浮雕需要进行性拆除，须同混凝土结构一同拆除。混凝土斜柱外围还有室外楼梯及天桥，连接二层平台。混凝土看台板根据结构伸缩缝分为12个大单元，每个大单元中为6根斜柱组成，我司进行混凝土结构保护性拆除全过程受力分析时，运用Midas建成1个大单元的模型进行分析，并出具计算结果。

2、混凝土拆除主要施工技术

2.1全过程受力分析

本体育场已投入使用近30年，依据业主提供混凝土结构图纸及结构鉴定报告，结合现场实测实量，我司联合深圳大学进行拆除全过程受力分析，运用Midas进行受力分析，根据外力作用的回顶、外拉，受力位置、节点加固等内容进行分析，综合评估3类型加固方式，5种拆除方案，经各参建方的商讨，最终选择采取拆换撑方式，该方式拆除与新建结合，新建结构作为保留斜柱的支撑，由局部至整体进行拆除，该拆除方式最为稳妥，对斜柱影响最小，现场安全较为可控，但操作费时费工，整体拆除时间延长较多。

Midas计算过程主要进行重心位置计算复核、拆除过程中各节点位置应力计算、位移计算、斜柱本身的承载力计算、风荷载验算、切割瞬间荷载情况等内容，综合评定我司考虑5种方案的可行性，并提出须具备的加固条件。考虑不同荷载组合情况下斜柱保护性拆除的可行性，最终根据计算结果、采取的措施、工期要求、经济性、安全性等因素，选择最具安全性、可行性的方案，进行专家论证。

2.2智能监测

对混凝土结构拆除过程进行实时监测，其目的是为了保证施工过程的顺利、安全进行，确保结构（构件）在施工过程中其受力或变形超过预警值（控制值）。施工过程的实时跟踪监测，主要监测拆（新建结构）施工过程中结构（构件）的应力、变形以及加固构件支撑轴力数据，并对监测数据进行分析对比（理论计算与实测值），根据对比结果及时调整施工过程中的相关关键环节，并最终要实现如下目的：混凝土拆（新建结构）过程中，斜柱不出倾覆及受力、变形破坏；拆（新建结构）过程各阶段，斜柱自身结构的变形满足计算和相关标准、规范要求。体育场斜柱主要监测以下内容：

（1）结构变形：作为悬臂结构，且具有高度高、体积大、自重大、柱身倾斜等特点，为掌握斜柱自身结构在拆除施工过程中的变形状况，须对其结构变形进行监测；

（2）结构构件应力：内力是反映结构受力的最直接指标，尤其是关键部位内力受施工过程影响较大，为保证施工过程中斜柱结构关键部位的应力变化情况不超过理论计算和加固设计方案要求，需选取斜柱受力较大的关键位置进行应力监测。

2.3现场实施

混凝土结构拆除前需要安装智能监测应变计，进行全过程监测，根据监测数据结果反馈，现场施工进行优化施工工艺，避免安全事故的发生。

工作面前置，前期施工准备。原体育场存在很多商铺，因此须提前进行隔墙拆除、外运，同时，低跨区域混凝土看台板影响斜柱绳锯切割，因此也需要进行破除。进行隔墙、看台板破除的时候，使用5台炮机进行破除，2层结构同时进行破除，重点进行分区施工流水管控，做好施工部署，避免交叉作业的发生。待拆除混凝土看台板、隔墙等建筑垃圾清理外运后，对现场进行分级管控，做好警示标识，临边做好防护工作，洞口区域做好硬质防护及临边防护。清理完成后，规划好绳锯切割位置，便于固定，且绳锯便于运送，同时，确保周边的安全情况。

框架切割，措施到位。待低跨看台板切割完成后，开始进行框架切割，采用绳锯切割，切割第一刀的时候时刻观察智能监测后台应变曲线情况，如发生应力突变的情况，须马上停止作业，各参建方召开会议商讨处理措施。绳锯切割过程中，做好现场警戒工作，安排人员进行旁站，确保切割工作面区域无其他人员进出，同时，确保操作人员安全防护措施到位。

新建施工，实时监测。待低跨混凝土结构拆除完成后，进行后续新建工程施工，主要为桩基施工、主体结构施工。新建结构施工过程中，优先采用对周边环境影响小、震动小的施工工艺，由于本工程存在旋挖桩、预应力管桩，两种桩型施工时，应做好施工部署，避免设备交叉作业。主体结构施工过程中，待结构达到一定强度后，开始进行拆除原结构，拆除前须做好现场混凝土强度、加固措施有效性的鉴定工作，确保拆换撑的条件满足要求。新建过程中，时刻关注监测应力变化情况，如产生较大应力突变情况，我司应及时暂停施工，邀请计算单位进行现场计算复核，待安全后方可进行下一步施工作业。

待原混凝土结构保护性拆除完成后，建议对保留结构进行重新鉴定工作。由于施工周期较长，对于保留斜柱的影响情况未知，建议重新鉴定后，由设计院根据鉴定报告重新安排结构修复工艺，以确保该斜柱能满足结构使用年限要求，满足耐久性要求。

3、工程管理重点

本工程保护性拆除过程中，管理重点为安全，现场所有的前提是安全第一。因此我司重点进行前期拆除全过程的模拟、受力分析，并根据计算结果，采用智能监测技术。根据计算结果设置监测预警值，为本工程拆除作业提供理论依据，以保证现场拆除作业的理论安全，具备实施可行性。然后，重点进行现场安全管理，确保现场施工的工作面安全、设备安全、施工工艺安全、人员安全，现场生产以人为本，在全部确保安全后，进行现场拆除作业。

4、结论

体育场改造提升工程进行混凝土结构拆除时重点考虑现场实施的安全性，通过技术准备、现场管理，为混凝土拆除工程提供安全环境。现场已开始进行低跨混凝土结构拆除作业，截止目前现场作业安全、有序，相信通过理论与实际的结合，我司将圆满完成该斜柱保护性拆除任务。

参考文献

[1] 建筑施工手册第五版编委会建筑施工手册（第五版）[M]：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 赵新泽 静力切割保护性拆除施工工艺应用[J] 中华建设，2017.

[3] 陈文华 浅析混凝土结构静力无损拆除施工技术[J] 中国建筑装饰装修，2021.

作者简介：王坚候（1994-04-08），男，汉族，本科学士，助理工程师，研究方向：土木工程。