尹 良 高桂博 顧天熊

蘇州中固建筑科技股份有限公司 江蘇 蘇州 215152

既有建筑在拆除改造時會遇到抗浮問題，留下部分建筑物會導(dǎo)致抗浮不足。緊鄰地鐵的建筑受到限制條件更多，既有地鐵結(jié)構(gòu)可能因鄰近基坑工程施工而產(chǎn)生變形，在一定程度上會對地鐵線路的正常運營產(chǎn)生影響[1-4]。緊鄰運河地下水位高，抗浮問題尤為明顯。鐵屑混凝土可有效解決因結(jié)構(gòu)自重不足而引起的不均勻沉降問題，但使用鐵屑混凝土也帶來了材料運輸、結(jié)構(gòu)散熱及成品養(yǎng)護(hù)等問題。

1 工程概況

蘇州某綜合體改擴(kuò)建項目，總用地面積14 341.78 m2，總建筑面積15 074.98 m2，計容建筑面積9 052.24 m2，地上3層，地下1層。建筑占地面積3 445.61 m2，建筑高度16 m。建筑一側(cè)緊鄰運河，另一側(cè)緊鄰蘇州軌交1號線（圖1）。

圖1 項目周邊環(huán)境

本項目需要拆除原有建筑物上部結(jié)構(gòu)，在原位進(jìn)行新建。該建筑東側(cè)、南側(cè)分別為京杭大運河及其支流；結(jié)構(gòu)邊線往北水平距離軌道交通僅4.2 m。該建筑所在位置周邊管線眾多，北側(cè)距離已建住宅較近，且問題最大的是無法采用降水抗浮的方案。拆除施工期間正值雨季，地下水位上升造成地下浮力增加，為確保地下室底板不因上部建筑拆除、恒載的減小而造成上浮，必須采取其他抗浮方案。

2 主要方案

該拆除重建項目采取了特殊的施工方案：保留原地下室，并進(jìn)行加固改造，上部原建筑拆除至地下室頂板，主要區(qū)域柱拆除至地面指定標(biāo)高時進(jìn)行無損切割，待1層柱加固之后進(jìn)行新建作業(yè)。

地上結(jié)構(gòu)拆除前的建筑荷載與新建后的建筑荷載有一定的變化，為了保證地鐵軌道線路不受此建筑荷載變化影響，拆除前對底板進(jìn)行永久配重施工，以平衡新建建筑前后的荷載變化。

圖2所示陰影區(qū)域采用鐵屑混凝土填充，包括原結(jié)構(gòu)底板面標(biāo)高－5.100～－4.650 m，容重不小于35 kN/m3，另建筑找平厚50 mm，完成面標(biāo)高為－4.600 m。該設(shè)計的意圖為：陰影區(qū)域上部今后無恒載建筑，為一般種植區(qū)域，鐵屑混凝土將作為陰影區(qū)域地下室底板抗浮的恒載。根據(jù)設(shè)計要求，擬澆筑的鐵屑混凝土容重為35 kN/m3，商品混凝土供應(yīng)商按相應(yīng)要求提前進(jìn)行適配，以滿足容重及強(qiáng)度等級要求。

圖2 項目施工區(qū)域

施工時，還需在地上結(jié)構(gòu)拆除后，新建建筑前，對拆除部分的荷載做臨時配重抗浮。地下室改造完成后進(jìn)行均布臨時堆載抗浮，配重堆載完成后再拆除原上部結(jié)構(gòu)。

本項目地下室施工除了抗浮之外，還需考慮地下室防變形措施，地下室部分梁需要鑿除后置換為新結(jié)構(gòu)，被拆除的梁處于靠近外墻的區(qū)域，拆除此區(qū)域梁需要防止外墻因地下水位較高、土壓較大而造成倒塌，拆除前須在外墻柱與框架柱之間設(shè)置2道臨時鋼梁，對原梁卸載。

整個上部建筑拆除、新建階段，對建筑周邊地下水位以及地下室配重區(qū)域進(jìn)行不間斷監(jiān)測，若地下水位超過預(yù)警值或者配重區(qū)域底板有異常情況甚至發(fā)生變形，應(yīng)第一時間增加臨時配重塊，增加配重?zé)o效果的話直接底板開孔卸壓。并立即上報代建、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)參建單位。臨時配重塊可采用原建筑拆除的梁、柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場沙石裝袋等。

3 永久配重抗浮

設(shè)計要求該項目地下室澆筑材料容重達(dá)到35 kN/m3，但常規(guī)混凝土容重一般在24 kN/m3，無法達(dá)到設(shè)計要求。集料的表觀密度對混凝土的容重影響最大，利用合理的配比來提高孔隙的使用，如采用粉碎后鋼渣。本工程采用鐵屑混凝土，通過調(diào)整配比，孔隙率控制在1%以內(nèi)，由水泥、鋼渣粉、沙子等配重材料結(jié)合而成，使該鐵屑混凝土滿足設(shè)計要求。

3.1 澆筑前積水處理

在鐵屑混凝土施工前，地面面層鏟除之后發(fā)現(xiàn)，地下室出現(xiàn)大量的積水滲水情況，最終選定采用排水板的疏水施工方案。

在鐵屑混凝土澆筑前先做1層排水板（圖3），四周設(shè)盲溝，滲水通過排水板的空隙流入盲溝，再通過盲溝流入集水坑。由于排水板鋪設(shè)在鐵屑混凝土下方，所以在排水板的材料選擇上還要考慮承重問題，選擇合適的排水板，并在節(jié)點位置予以加強(qiáng)。

圖3 排水板

3.2 鐵屑混凝土的運輸

該項目位于市區(qū)交通擁堵區(qū)域，為了保證混凝土連續(xù)澆筑以及避免運輸過程中的離析，澆筑過程全部集中在傍晚以后，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

3.3 鐵屑混凝土的澆筑

在本項目施工過程中遇到的問題是，由于鐵屑混凝土容重較大，澆筑攤鋪不易進(jìn)行，同時鐵屑混凝土水化熱量較大，必須采取措施增加散熱。解決方案是施工時采用挖機(jī)等機(jī)械輔助攤鋪，人工找平的方案。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

鐵屑混凝土澆筑不需要過度振搗，以免鋼渣下沉，表面產(chǎn)生大量浮漿，只需要采取二次抹壓工藝，以確保整個高度混凝土的質(zhì)量。

底板加固鐵屑混凝土采取跳倉澆筑，將待澆筑區(qū)域分為3個施工段，澆筑順序如圖4所示，此澆筑順序也減少了混凝土的散熱量。

圖4 混凝土澆筑順序

4 臨時配重抗浮

本項目部分區(qū)域的抗浮方式采用加載臨時配重。提前預(yù)制配重塊，配重塊均為0.5 m3（1.0 m×1.0 m×0.5 m），充分考慮工程所在地高峰期貨車禁區(qū)等客觀因素，實行錯峰運輸，提前1～2 d將配重塊運抵施工現(xiàn)場。

根據(jù)平面布置，將堆載分為3個區(qū)域，每個區(qū)域又根據(jù)實際情況劃分成為若干小單元。

根據(jù)荷載不同，3個區(qū)域根據(jù)計算，均布荷載進(jìn)行堆放。堆載過程中實時監(jiān)控，整個堆載區(qū)基本完成首層堆載后進(jìn)行首次檢查，整個堆載區(qū)基本完成后進(jìn)行第二次檢查、測算。以此類推，根據(jù)不同區(qū)域、不同配重要求，配載至設(shè)計要求。在上部結(jié)構(gòu)拆除前各區(qū)域均須完成1/2堆載量，上部拆除完成50%時各區(qū)域均須完成全部堆載量。

整個上部建筑拆除、新建階段，對建筑周邊地下水位以及地下室配重區(qū)域進(jìn)行不間斷監(jiān)測，若地下水位超過預(yù)警值或者配重區(qū)域底板有異常情況甚至發(fā)生變形，應(yīng)第一時間增加臨時配重塊，增加配重?zé)o效果的話直接底板開孔卸壓。并立即上報代建、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)參建單位。臨時配重塊可采用原建筑拆除的梁、柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場沙石裝袋等。

5 結(jié)語

1）本工程涉及多種工序方法的交叉施工，周圍環(huán)境較為復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境條件不利，拆除項目受周邊環(huán)境影響大，通過交叉施工，化繁為簡，保證施工過程中建筑的安全。

2）從項目的拆除改造情況來看，該項目地下室改造施工效果良好，邊拆除邊監(jiān)測，從監(jiān)測結(jié)果可知，配重的施加較合理，保證了建筑的安全，也對地鐵無影響。

3）以鐵屑混凝土做永久配重，輔以臨時配重抗浮的方案有效，對地鐵正常運營無不利影響，地下室無形變。

4）以鐵屑鐵渣做重骨料混凝土在經(jīng)濟(jì)效益和施工效果上取得良好的成果，同時也解決了在施工過程中所遇到的一些問題，如底板滲水、混凝土運輸、水化熱等，為以后類似工程項目施工積累了經(jīng)驗。