《静力切割与BIM结合的绿色施工技术在基坑支护拆除工程中的应用研究》-工学论文，工程论文-论文范文参考-科学狗论文网

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静力切割与BIM结合的绿色施工技术在基坑支护拆除工程中的应用研究

范文

王鑫　钟炜

摘要：城市新建建筑施工过程中往往面临基坑支护拆除工程，由于周边施工环境复杂，环保要求比较高，政治影响较大，具有施工工期紧、低噪声低扬尘、交通通行要求高等难点，传统的基坑支护拆除技术很难达到预期要求。为解决这一问题，以某项目基坑支护静力切割拆除工程为例，文章结合静力切割技术与BIM 技术，对现有的拆撑工艺进行研究、改进和优化，为实现绿色施工做出努力。实践证明，此两种技术的结合，在基坑支护的拆除工作中效果较为理想。

Abstract： In the process of construction of new urban buildings， they are often faced with excavation support demolition project. Due to the complex surrounding construction environment， high environmental protection requirements， great political influence， tight construction period， low noise， low dust and high traffic requirements， the traditional excavation support demolition technology is difficult to meet the expected requirements. In order to solve this problem， taking the static cutting demolition project of foundation pit support of a project as an example， this paper combines the static cutting technology and BIM technology to study， improve and optimize the existing support dismantling process， and make efforts to realize green construction. Practice has proved that the combination of these two technologies is effective in the demolition of foundation pit support.

關键词：静力切割;BIM;基坑支护拆除;绿色施工

Key words： static cutting;BIM;demolition of foundation pit support;green construction

中图分类号：U231.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2019）33-0255-03

0? 引言

在保证建筑诸如安全、舒适、经济等性能的基础上，在建筑的设计、施工等各个方面引入环境概念，是一个涉及多领域、多学科的复杂的系统工程[1]。伴随我国经济的发展，城市建设进程不断加快，新建建筑施工中越来越多的开始关注环境保护问题。因为建筑物的施工过程周期较长，消耗资源量和能源量大，并且产生废弃物多，提倡绿色施工，以节约能源、降低消耗、减少污染物的产生量和排放量为基本宗旨，这对于减少施工过程中对环境的影响具有重大意义。在工程建设中，绿色施工在保证质量、安全的前提下，以科学管理和技术进步，来节约资源并减少对环境的负面影响，实现四节一环保（节能、节地、节水、节材和环境保护）[2]。绿色施工的理念充分考虑并利用环境因素，施工过程中对环境的影响最少，符合现今的施工要求。本文以某项目基坑支护静力切割拆除工程为例，在拆撑过程中采取静力切割拆除方案，并引入BIM技术进行4D施工进度模拟，对拆撑工艺的优化设计进行了研究。

1? 静力切割技术与BIM技术

1.1 静力切割技术

在基坑支护拆除中，静力切割技术主要运用金刚石钢线切割机等绳锯切割设备对基坑支护结构进行分段切割，并保证切割后的基坑支护结构的钢筋混凝土仍然能够保持其完整性。在切割完成后，通过利用起重吊机起吊至拖车等运输设备，直接运离现场。

因为静力切割技术施工过程中无振动、噪声、粉尘，不对未拆除的结构物造成任何损伤，不对周围环境造成污染，完全符合绿色施工的要求[3]。

1.2 BIM技术

建筑信息模型（building information modeling，BIM）是对于项目进行设计、施工和运营维护管理的一种新型过程方法[4]。伴随着计算机技术的不断发展，以Revit，Navisworks，Lumion等软件为基础，使三维模型的绘制成为可能，BIM技术集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据，为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商乃至最终用户等各环节人员提供真实准确的模拟和分析[5]。

2? 静力切割与BIM 技术在基坑支护拆除工程的应用实例

2.1 工程概况

工程名称为某项目基坑支护静力切割拆除工程，工程位于城市市区，周边施工环境及环保要求比较高，政治影响较大。工程总建筑面积89500m2（其中地上建筑面积72500m2，地下建筑面积17000m2）;最高层数12层，最高高度64.18m;本项目共3个单体（综合楼1栋，宿舍楼2栋），最大单体建筑面积58300m2，最大单跨跨度30m;基坑深度约为9m，地下2层。本工程基坑共设置一道钢筋混凝土支撑，支撑底部设钢立柱，待整个基坑换撑板带浇筑达到100%强度后具备换撑条件拆除支撑梁，拆除支撑混凝土总方量约为1000m3。

混凝土支撑拆除自北向南，混凝土设计强度等级为C20，计划浇筑混凝土强度等级为C40，待混凝土养护5d达到混凝土强度的50%以上即可达到原拆除支撑的设计要求。1-7轴按照施工进度要求，需将混凝土强度提高至C40，养护3d，达到50%，地下室外墙防水及保护层、土方回填分三段施工，保护层为30mm厚挤塑聚苯板B1级，随铺随回填，外墙面积为4219m2，回填土为3：7灰土，分层夯实。土方回填总量约为7065m3。（图1）

2.2 工程难点

①本拆除区域地处市区，扬尘污染防治管理要求较高，基坑拆除的工程量很大，在机械拆除进行中要对建筑结构、钢筋成品采取保护措施，机械拆除后清理渣土工期长难度较大，故采用静力切割施工方式完成拆除工作。

②拆除工程施工工期紧张，由于受场地条件限制，吊装设备起重重量小，支撑梁起吊困难，混凝土的分块小，切割工程量很大，出于提高施工进度的需求，投入的切割机械和吊装机械及人员量大。

③考虑到基坑占地面积大，且结构底板不能在支撑切割拆除过程中受损，因此支撑梁的吊装存在一定困难，为保证吊装过程的安全，采用吊车吊装。

④工程用电量大，要求总包单位提供100kVa以上的箱变，使其能满足这些机械的供电量，现场二级配电箱至少需要5台配置。

2.3 静力切割及吊装运输

本工程支撑拆除主要采用静力切割方式，切割机械主要为金刚石钢线切割机。切割下的支撑梁由汽车吊吊出基坑外，根据工期要求，拆除时由外而里进行，支撑梁拆除顺序为先切割支撑梁，后切联系梁。

总体吊装思路：本工程吊具使用200吨汽车吊，最大起吊半径≤30m，15m内起吊重量控制在22吨，15-30m起吊重量控制在7吨。260吨汽车吊，最大起吊半径≤40，15m内起吊重量控制在40吨，15-30m起吊重量控制在13吨，30-40m起吊重量控制在5吨。起吊半径15米以内的区域，支撑拆除混凝土块体重量控制在15吨内（即以对撑主截面1000*700为例，切割长度8.5米以内），起吊半径15米以外的区域，支撑拆除混凝土块体重量按实际情况及吊装能力合理安排。

支撑梁切割：根据以上吊装条件和理论数据，提前计算好混凝土块重量并用红漆做好切割标记，考虑支撑卸力后轻微位移发生变化，切割刀口要求成倒八字这样利于后期吊装。本工程绳锯机械配置8-12台，切割路线布置由绳锯从基坑边30m内区域由外向内断开对撑梁、支撑联系梁、环梁，直接用吊车吊出混凝土块，大概顺序先断支撑梁，后断主撑主要考虑水平撑卸力。排架允许承载力应大于切割后的钢筋混凝土块重量，保证在吊离前的混凝土块体安全。为保证已施工结构的安全完整性，拆除支撑梁时，地下室换撑板带必须达到设计值100%后方可进行拆除。计划采用环撑板带的混凝土强度等级为C40，按照混凝土龄期曲线，3d后达到50%。

钢筋混凝土块体在吊离过程中应稳定可靠。其大小应考虑吊车的选型及吊车起重稳定力矩且需满足装车要求，使其保证运输过程的安全。大环梁与电梯井洞口及楼梯洞口重叠区域采取机械破碎方式，考虑其底部孔洞较大，整体切断无法吊装，需更换大吨位吊车吊运。（图2）

2.4 BIM 技术在工程中的应用

在建筑项目施工过程中，BIM技术可以帮助我们进行4D施工进度模拟工作，实现建筑施工的全过程可视化，使施工人员能够更加直观地看到在施工过程中可能出现的问题，从而提前加以纠正，优化施工方案。

在BIM可视化功能的基础上，模型信息与进度计划可以被有效地连接起来，在关键线路中，四维仿真模拟能够直观的反应施工可能发生的情况，对于非关键路线，提前检查的过程也能够更大程度上的保证施工安全，一旦发现可能会出现的问题，应当积极采取相关解决措施[6]。

在项目进行中，可以按以下方式实现4D 施工进度模拟工作，首先结合施工进度表，把在Revit软件中绘制的三维模型加入时间维度，BIM 技术在施工层次的4D模拟就完成了。通过对施工现场中起吊设备和运输设备运动的模拟，场地狭小带来的施工不便问题因而在施工前更好的得到了解决。当施工进度全部用计算机进行事先模拟，施工人员就能对支撑拆除的施工阶段有更加直观的了解，为施工方案的编制提供技术支持，保证了施工的安全和效率。

3? 结语

此基坑支护静力切割拆除工程应用了BIM 技术和静力切割结合的施工方法，相比于传统施工方式，此方式更能保证施工进度，缩短施工工期;在拆除过程没有污染和噪声，使得拆除施工给工程项目周边环境的不利影响降到最低。BIM 技术在基坑支护拆除施工中的应用，很大程度上降低了静力切割后产生的混凝土块向场地外运输的难度，为现场施工方案的设计与实施提供了技术支持与保障。通过此次工程的实际应用表明，优化后的BIM和静力切割技术在基坑支护静力切割拆除工程的拆除施工发挥了积极作用，具有良好的社会效益与经济效益。

参考文献：

[1]中建建筑承包公司.绿色建筑概论.建筑学报，2002，7.

[2]绿色施工导则[J].施工技术，2007（11）.

[3]张志军，肖列，姜早龙，吴晗，冯晓哲，李康.新型绿色静力切割技术在城市核心区高架桥拆除工程中的应用研究[J].施工技术，1002-8498（2019）：04-0119-06.

[4]EASTMAN C. BIM Handbook： a guide to building information modeling for owners， managers， designers， engineers and contractors [M]. Hoboken： Wiley， 2011： 1.

[5]梁学艳.BIM 技术在沈阳地铁车站设计中的应用研究[J]. 北方交通，1673 - 6052（2015）07 - 0107 - 04.

[6]刘阳.基于BIM的绿色施工技术在贵港某项目的应用[J].土木科建筑工程信息技術，1674 - 7461（2019）04 - 0088 - 08.

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