浅谈人字钢框架+吊柱结构形式采用阶梯式拆除混凝土楼板的施工方法

摘要：会展中心等大型公建往往结构复杂，拆除作业过程中极易造成结构失稳，施工过程中人员安全难以保证，特此研究人字钢框架+吊柱吊挂混凝土楼板特殊结构情况下拆除施工作业。针对人字钢框架+吊柱吊挂混凝土楼板特殊结构，采用机械破碎拆除方法，具体采取阶梯式拆除顺序进行混凝土楼板拆除。

关键词：机械拆除； 大型公建； 人字钢框架； 吊柱吊挂楼板； 阶梯式拆除楼板

引言

随着城市建设和城市化进程的加快，老旧建筑的拆除需求将不断增加。这些老旧建筑存在结构老化、功能滞后等问题，需要进行拆除和重建。同时，城市更新也需要对一些会展中心等大型公建进行拆除，为新的城市发展腾出空间。大型公建为了营造大空间、特殊造型，往往结构复杂，且多采用复杂的钢结构形式，在拆除作业过程中极易造成结构失稳，施工安全难以保证，特此研究人字钢框架+吊柱吊挂混凝土楼板特殊结构情况下拆除施工作业。

目前，拆除作业的施工方法通常分为爆破拆除、机械拆除和人工拆除。人工拆除速度慢、作业人员多、安全隐患多；爆破拆除对周边建筑影响大，特别是核心地段建筑群密集，容易产生结构安全纠纷，且针对钢结构框架结构爆破拆除效果一般，往往需要二次拆除，增加费用。

相比于人工拆除和爆破拆除，机械破碎拆除具有以下优点：

作业人员少：机械投入多，劳动力投入少。

施工速度快：针对大型公建，往往具有单层面积大、层数少等特点，可同时投入多台机械设备同时作业，可有效提高施工速度。

安全系数高：混凝土楼板拆除时作业面无需上人，降低坍塌、高处作业、机械伤害等安全隐患。

近年来，国内诸多专家、学者对机械拆除施工方法进行论述和研究。如陈宝心、邓枚［1］发表的建（构）筑物机械拆除方法综述；李永福，刘光耀［2］等发表的一种建筑楼群机械拆除施工方法及应用；周洲［3］发表的建筑机械拆除施工方法研究、刘广亮［4］发表的试论建筑拆除工程安全管理中的不足及应对策略等。

因此，针对人字钢框架+吊柱这种特殊结构形式的建筑物楼板拆除，因钢筋混凝土楼板通过吊柱与人字柱相连，合理的楼板拆除施工顺序不但可以解决楼板堆载过重问题，还可以通过拆除楼板而有效降低吊柱所受荷载，从而保证结构整体稳定。

在此，我们将人字钢框架+吊柱结构形式下的混凝土楼板拆除施工方法做介绍，以供相关工程参考。

1 工程概况

1.1 结构设计

本会展中心工程结构形式为人字钢框架，各榀钢框架之间通过钢梁连接，钢筋混凝土楼板通过钢吊柱与人字钢柱相连。项目整体呈现一个半圆环，剖面为三角架形状。

地上需拆除层数为4层，地上总高度40米，单层建筑面积随楼层增高而逐层减少，待拆除钢筋混凝土楼板厚度120mm。地上为人字箱形钢框架结构，人字架自圆心起环形间距15°设置一道，首层地面最大跨度63.5米，一层高10米，二层高7米，三层高4.5米，四层高5米。

由于本拆除工程建于1993年，施工图纸保存不完善，无混凝土楼板配筋信息。

1.2 楼板拆除重难点分析及对策

1、对周边重要建筑保护要求高

由于本拆除工程地处核心地段，出于对周边建筑的保护，不采用爆破拆除，而采取油锤机械拆除施工方法。

2、楼板缺失配筋信息无法计算其承载力

由于无法确定楼板承载力情况，且工程已使用30年，制定机械不上楼板的方案，采用长臂油锤在楼外进行机械拆除。

3、拆除过程中楼板堆载过重

由于传统的由上至下的拆除方式，上层拆除产生的碎渣在下层楼板堆积，极易造成下层楼板因堆载过重而坍塌。本工程采用阶梯式拆除混凝土楼板方式，碎渣直接掉落至地面，且产生碎渣每日及时清理。

2 施工部署

2.1 平面布置

整个工程呈现半环形，在建筑周围设置12m宽环形道路，设置3处大门供车辆进出。现场配备4台臂长36m油锤进行混凝土楼板拆除作业，配备2台400t履带吊、2台100t汽车吊进行吊装作业，排土车、挖掘机若干。拆除后废旧钢材码放至场地四周。平面布置图如下图所示。

2.2 施工组织安排

根据变形缝，将工程分为东、西、中3个施工区域，组织3个作业班组，施工区域间平行施工，区域内流水施工，区域内施工顺序如上图中序号所示。

2 阶梯式拆除混凝土楼板施工方法

为了防止拆除后的碎渣层层累积而造成下层楼板坍塌，并结合剖面为三角形结构形式的特点。本工程创新性的采用下上交替的阶梯式方法进行混凝土楼板拆除，配合及时进行碎渣清理，可有效解决堆载过重问题。

具体混凝土楼板拆除顺序如下图所示。

内外侧分别设置1台36m长臂油锤，对向进行拆除，楼板拆除顺序按照图中序号进行，外环区域按照1～16顺序进行，内环区域按照1～16顺序进行，形成从下至上交替、阶梯式从外向内推进进行混凝土楼板拆除。伴随混凝土楼板拆除，穿插进行次梁拆除，完成后再进行人字钢框架和吊柱的拆除。

此种拆除方式的优点如下：

1、破碎拆除形成的碎渣可以直接落至地面，避免传统的从上至下拆除方式造成的下层楼板堆载过重情况发生，更有利于保证安全。

2、针对一层、二层楼板通过吊柱与人字钢框架相连的结构受力形式，尽早的拆除下层楼板，卸除荷载，可大大降低因吊柱受力破坏而造成楼板整体坍塌的安全隐患。

3、由于每次破碎渣土都直接落至地面，每日油锤作业后均可进行渣土外排，实现穿插作业，随拆随排，缩短工期。

4、采用阶梯式拆除楼板方法，通过先拆除下层楼板，拆除三角形的两个底角，使机械可以向前靠近上层楼板，使油锤在不上楼板的情况下即可拆除三角形顶角处楼板，降低机械上楼板而形成的安全隐患。

3 结论

借鉴逆作法思维，采取从下而上交替推进的阶梯式拆除混凝土楼板施工方法，打破常规从上而下进行机械拆除的思维定式，使拆除后碎渣直接掉落到地面上，避免因碎渣层层累积而对下层楼板造成堆载过重情况出现。

大型公建拆除往往是受社会各界关注的重点工程，拆除过程中安全管理尤为重要，而混凝土楼板拆除是安全隐患最大的一道施工工序，极易造成楼板整体坍塌而发生次生危害，采用阶梯式拆除不仅解决了楼板碎渣累积而造成堆载过重问题，从下向上，由外而内向前推进的阶梯式拆除方式，使长臂油锤可以始终保持距待拆楼板较近的施工距离，无需机械上楼板进行拆除作业，避免楼板承受振动荷载和机械自重附加荷载，同时更能保证机械作业人员安全。

进度管理方面，采用阶梯式拆除混凝土楼板方式，可以实现随拆随清理碎渣作业，相较于传统的从上而下拆除、待碎渣全部下楼后集中清理的施工方法，可以实现碎渣清理的穿插施工，大大节省工期。

针对单层建筑面积大、层高高、楼层少的大型公建项目，采用阶梯式拆除混凝土楼板，综合各方面考虑，效果尤为突出。

参考文献

[1]陈宝心、邓枚.建（构）筑物机械拆除方法综述[J].施工技术， 2004（06）：50-51.

[2]李永福，刘光耀，等.一种建筑楼群机械拆除施工方法及应用：CN202111149723.4[P].CN113833309A[2024-03-24].

[3]周洲.建筑机械拆除施工方法研究[J].山西建筑， 2016， 42（20）：3.

[4] 刘广亮.试论建筑拆除工程安全管理中的不足及应对策略[J].科技创新与应用， 2014（33）：1.4