既有预制装配式混凝土厂房的保护性拆除

武念铎 孙 为 万展君 王会东 李 翠

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 200240

建筑业的发展通常会经历3个阶段：大规模新建阶段、新建与加固改造并重阶段、以加固改造为主阶段[1]。2019年，我国城市老旧小区改造的大规模启动，是我国建筑业迈入新建与加固改造并重阶段的重要标志之一。

现阶段，对于既有住宅和办公楼的加固和改造，国内研究成果较多。

文献[2-5]对既有砌体结构房屋的加固和改造方法进行了研究。黄河兴[6]对抗震设防烈度提高区的框架结构加固方案进行了研究，提出了改变结构体系的加固方法与基于构件的加固方法相结合的加固方案。吕恒柱等[7]基于南京某综合服务大楼改造工程，总结了混凝土框架-剪力墙结构的改造加固设计方法。居则上[8]基于经济合理性、技术可行性、效果可靠性和整体效应4个基本目标，构建了钢筋混凝土结构改造施工中加固方案优选指标体系。然而，目前国内对于既有公共建筑和工业建筑加固和改造的研究较少[9-10]。

对于建于20世纪50—60年代的厂房，当时钢产量不足，厂房多采用预制装配式混凝土结构，其具有明显的历史痕迹和时代印记，在保留其历史痕迹的情况下，对其进行结构加固和功能改造往往具有一定的政治和文化意义。因此，需要对既有预制装配式混凝土厂房的保护性拆除施工技术进行研究。

为了填补既有预制装配式混凝土厂房加固和改造技术领域的空白，以上海彭浦机器厂加固和改造工程为依托，总结了保护性拆除的施工顺序、拆除时的临时加固措施和拆除方法、拆除后的保护性运输及堆放等施工全过程，以期为类似工程提供参考依据。

1 工程概况

上海彭浦机器厂重工车间位于上海市共和新路3201号厂区内，始建于1959年，结构的主要承重构件，即梁、柱、屋架、屋面板均为预制装配式混凝土构件。厂房占地约18 000 m2，高约24 m，横向跨度约120 m，纵向跨度约150 m，共有26跨。

由于厂房老旧，已无法使用，且闲置多年，浪费土地资源，同时，为保护其历史痕迹，现对其进行改造和加固。保护性拆除西侧13跨，在该处建设框架混凝土超高层办公楼（图1），裙房采用部分原构件作为装置，展示历史痕迹；对东侧13跨进行结构加固和功能改造，仍采用原构件作为结构的主要承重构件。

图1 项目效果图

2 拆除施工顺序

经现场复核，预制装配式混凝土构件碳化严重，且部分构件钢筋保护层脱落，甚至存在破损。

为保证厂房屋架和柱在拆除施工过程中的稳定性、构件在拆除施工过程中的完整性，同时，为了提高施工效率，确定施工顺序如图2所示。

图2 拆除施工顺序

1）拆除前3跨行车梁，如图2（a）所示。

2）对前3跨厂房柱进行临时加固，如图2（b）所示。

3）拆除前3跨气楼和立面墙体。

4）拆除前3跨屋面槽形板，如图2（c）所示。

5）对第2跨和第3跨屋架进行临时加固，如图2（d）所示，并采用汽车吊吊紧第1跨屋架，保证屋架的稳定性，防止屋架倒塌。

6）拆除第1跨屋架，如图2（e）所示。

7）拆除第1跨厂房柱临时加固措施，如图2（f）所示，并采用汽车吊吊紧第1跨的厂房柱，防止柱倒塌。

8）拆除第1跨厂房柱，如图2（g）所示。

9）拆除第2跨屋架临时支撑，采用汽车吊吊紧第2跨的屋架；拆除第4跨行车梁；对第4跨厂房柱进行临时加固；拆除第4跨气楼和立面墙体；拆除第4跨屋面槽形板；对第4跨屋架进行临时加固，如图2（h）所示。

10）重复图2（e）至图2（g）的步骤即可完成第2跨的拆除；重复图2（e）至图2（h）的步骤，直至拆除第13跨，完成全部拆除施工。

每个构件拆除后均需编号，以便修复后可精准复位。构件拆除后，短驳至厂房东侧的指定地点堆放。

3 临时加固系统

由于厂房年久失修，构件存在不同程度的损坏，故为避免混凝土构件损坏或倒塌，需对厂房柱和屋架进行临时加固。为了保证施工效率，同时又为了节约材料，分别制作了3套用于加固厂房柱的支撑系统和2套用于加固屋架的支撑系统，支撑系统的构件均采用型钢，型钢与厂房承重构件通过螺栓连接，故可循环使用。

柱间支撑系统包含柱间剪刀撑和1道水平支撑，支撑均采用30c槽钢（图3）。为避免破坏厂房柱，采用对销螺栓使2块钢板将柱夹紧，剪刀撑通过对销螺栓与钢板相连。厂房柱间水平支撑亦通过上述措施与厂房柱的上柱相连。

图3 柱间剪刀撑

屋架临时支撑系统包含屋架间剪刀撑和1道水平支撑，均采用壁厚8 mm的120 mm×120 mm的方钢管（图4）。与柱间剪刀撑相似，为避免损坏屋架，采用对销螺栓使2块钢板与屋架中间的直腹杆紧密贴合夹紧，在钢板上焊接耳板，在剪刀撑钢管端部焊接销子，销子和耳板通过螺栓连接。水平支撑钢管在屋架对应位置处，分别焊有2根短钢管和加劲肋，水平支撑钢管直接置于屋架上，通过短钢管夹住屋架，以保证屋架在拆除施工过程中的稳定性。

图4 屋架间临时支撑

4 拆除工艺

厂房构件为预制装配式混凝土构件，质量最大的屋架达到16.35 t、柱达到25.7 t；构件存在不同程度的损坏；采用吊机配合拆除施工，故高空作业多。考虑到上述因素，为确保施工过程安全，针对屋面槽形板和承重构件，提出了专项施工方案，即针对性的拆除工艺。

4.1 屋面槽形板拆除

屋面槽形板和屋架均有预埋钢板，二者通过预埋钢板焊接连接，故采用火焰切割割断连接焊缝后，即可采用吊机拆除屋面槽形板。在厂房内搭设脚手架，先拆除中间的屋面槽形板（图5），然后，工人以屋面槽形板作为操作面，由中间向两边依次拆除其余屋面槽形板。

图5 拆除中间槽形板

为保证屋面槽形板在吊装过程中的稳定性，采用以槽形板三分点为支点的两点吊；为保证屋面槽形板的完整性，吊装不应采用钢丝绳，应采用帆布带。

4.2 屋架拆除

屋架和厂房柱均有预埋钢板，二者通过预埋钢板焊接连接，故采用火焰切割割断连接焊缝，即可采用吊机拆除屋架。

对于有气楼的屋架，应先拆除气楼，避免屋架由于高度过大，在吊装过程中倾倒；对于无气楼的屋架，可直接起吊拆除。

对于屋架的吊装，为保证屋架在吊装过程中的稳定性，采用沿直腹杆的两点吊；由于屋架质量大，采用钢丝绳吊装，为保证屋架的完整性，钢丝绳与屋架的接触部位应增设钢垫板。

4.3 厂房柱拆除

在厂房柱拆除施工前，需破碎厂房柱四周3 m×3 m范围内的地坪，随后向下开挖约2 m，即挖至厂房柱底标高以下，并采用泥浆泵将地下水排干，使厂房柱基础裸露（图6）。在采用吊机吊牢厂房柱后，采用绳锯沿基础杯口切断厂房柱，即可对厂房柱进行吊装，并短驳至堆场。

图6 厂房柱拆除方法

4.4 构件保护性运输和堆放

由于构件长度较长，最长达30 m，为保证构件的完整性，采用大型二段式挂车短驳，将构件垂直放入挂车上的钢架内即可。将构件运至堆场时，应保证行驶平稳，无过度颠簸，同时，堆场应采用硬化地坪。构件应按编号顺序置于堆架上，构件放置时，应采用方木垫隔开。

5 结语

本文以上海彭浦机器厂改造工程为依托，总结了既有预制装配式混凝土厂房拆除的施工顺序、拆除时的临时加固措施和拆除方法、拆除后保护性运输及堆放的保护性拆除施工全过程。经工程实际验证，拆除施工过程顺利，混凝土预制构件拆除后几乎无损伤，该施工过程可为类似工程的施工提供参考。