《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》是中國華西企業有限公司、永升建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是王曉波、繆建國、崔苗、趙建雷、黎規梅，適用於無粘結預應力混凝土結構的改造拆除。
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》主要的工法特點是：工藝操作簡單、功效高、成本低；噪聲低，粉塵少，安全環保。
2011年9月，《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法
- 工法編號：GJEJGF055-2010
- 完成單位：中國華西企業有限公司、永升建設集團有限公司
- 主要完成人：王曉波、繆建國、崔苗、趙建雷、黎規梅
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著城市建設的日益完善，通過對既有建築的改造來滿足新的功能要求的工程實例日益增多。其中，無粘結預應力框架結構的改造一直是工程中的難點。這主要因為相對於其他結構體系，無粘結預應力混凝土框架結構主要通過無粘結預應力筋承載結構中的高預加應力。而無粘結預應力筋在框架中與混凝土之間沒有黏結作用，完全通過端部錨具承載的特性，導致框架中預應力具有全長傳遞的性能。無粘結預應力框架結構在改造中，為解決結構預應力整體失效以及預應力集中釋放產生的巨大衝擊可能導致的安全風險，必須在框架拆除前對框架中的預應力筋進行放張。
預應力筋放張前表層混凝土的剝離工作，因結構安全方面的限制，不能採取大型機械以破壞性的破碎方式實施；而人工剔除方式雖能保證對框架不產生大的損傷，但功效低，成本高，難以滿足大面積改造項目施工組織的工期要求和造價要求。施工單位通過在金福瑞購物廣場改造工程中，採用液壓劈裂法對暨有無粘結預應力混凝土結構預應力筋表層混凝土進行靜力破碎和剝離，圓滿完成施工任務並形成《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》。
工法特點
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的工法特點是：
1、採用切割機、鑽孔機、液壓劈裂機等設備對預定區域內的混凝土進行切割、鑽孔和液壓劈裂破碎，剝離預應力筋表層混凝土，工藝操作簡單、功效高、成本低。
2、該工法為靜力作業，不會對既有結構產生震動損傷，噪聲低，粉塵少，安全環保。
操作原理
適用範圍
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》適合於無粘結預應力混凝土結構的改造拆除。
工藝原理
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的工藝原理敘述如下：通過切割設備在構件表面選定區域，切斷非預應力鋼筋，解除鋼筋骨架對混凝土的約束，形成破碎區；在破碎區內鑽孔布點，將液壓劈裂機的槍頭放入孔內，利用液壓泵形成的超高壓，經分裂器放大後，使破碎區內的混凝土按預定方向劈裂破碎；採用小型空壓機剝離預應力筋表面已破碎的混凝土，使預應力筋充分暴露後切割。
施工工藝
- 工藝流程
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的施工工藝流程：
施工準備確定預應力筋斷筋點→確定切割位置及深度靜力切割非預應力筋→液壓劈裂破碎預應力筋表層混凝土→清除預應力筋表層混凝土。
- 操作要點
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的操作要點如下：
一、施工準備
1.編制液壓劈裂法破碎施工專項方案，並按程式審批。
2.編制搭設拆除構件的支撐架專項方案，並按程式審批。
3.對操作人員進行技術交底。
4.清理施工現場，保證操作空間。
5.操作設備就位和調試，保證設備運轉正常。
6.搭設拆除區域內構件的下部支撐。
二、確定預應力筋斷筋點
根據原結構施工圖及施工方案，確定無黏結預應力混凝土結構中預應力筋的斷筋點。
三、確定切割位置及深度
根據設計圖紙要求，確定無粘結預應力筋斷筋點的位置，從斷筋點起向破碎方向延伸800~1000毫米（一般為滿足設備操作空間的要求為宜）作為剝出鋼絞線的區域，區域端部作為切割線。查看圖紙，根據切割線下無粘結預應力筋表層混凝土的厚度確定切割深度，目的是將需剝出的鋼絞線上面非預應力筋全部切斷，使該區域形成可實施液壓劈裂的破碎槽。切割深度應比切割線下無黏結預應力筋表層混凝土厚度適當減少10~20毫米，避免切斷預應力筋損傷設備或引發其它事故。切割線設定如下圖所示。
切割線設定示意圖
四、靜力切割非預應力筋
根據放好的切割線，確定切割設備安裝就位後，啟動切割設備，沿切割線的一端開始切割，當達到設計要求的切割深度時，設定切割設備進行水平切割，以保證切割線下的切割深度保持一致，當切割完成，並確定結構中非預應力筋均被切斷，達到形成破碎槽的目的後，拆下切割設備，為下一道工序做準備。
五、靜力破碎
1.在破碎槽內開孔：安裝好鑽孔機，根據施工方案中的設計孔位布置圖（見下圖），在破碎區域內進行開孔，孔的深度比計算的切割深度適當加深100毫米，孔徑不應小於46毫米。
構件中孔位布置及與預應力筋關係圖
2.清孔並安裝劈裂裝置：當一處破碎區域內的破碎孔布置完成後，清理破碎孔。按照液壓劈裂設備的使用要求，按設計預定的破碎方向，將分裂頭放入破碎孔內，連線液壓劈裂裝置。見下圖。
劈裂機就位工作圖片
3.液壓劈裂破碎：檢查各連線是否到位，確定無誤後，啟動液壓系統，慢慢加壓直至混凝土開裂破碎。由於破碎前非預應力筋已經切斷，因此液壓劈裂設備加壓不應超過40兆帕，如超壓應立即停機檢查原因。見下圖。
液壓劈裂機劈裂破碎混凝土效果實景
六、清除預應力筋表面混凝土
液壓劈裂破碎後，對預應力筋表面的破碎混凝土進行清理，剝離混凝土碎塊及鋼筋，露出鋼絞線。見下圖。
混凝土清理現場
七、勞動力組織
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的勞動力組織以一套液壓劈裂設備為例配置勞動力，見下表。
序號 | 崗位 | 數量 | 職責 |
1 | 液壓切割機操作工 | 2 | 負責操作切斷非預應力鋼筋 |
2 | 鑽孔操作工 | 1 | 破碎區域鑽孔 |
3 | 液壓劈裂機操作工 | 3 | 操作液壓劈裂機，其中1人操作液壓劈裂泵，2人操作液壓劈裂槍頭 |
4 | 混凝土清理操作工 | 2 | 操作小型空壓機剔除和清理劈裂破碎後的混凝土 |
5 | 合計 | 8 | / |
材料設備
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》所用的主要機具設備見下表，具體實物見下圖1、下圖2。
序號 | 名稱 | 規格型號 | 數量 | 備註 |
1 | 液壓劈裂機 | QL-PT10 | 1台 | 用於液壓劈裂混凝土，配2個槍頭 |
2 | 液壓切割機 | 液壓牆鋸切割系統HILTI-D-LP32/TS32 | 1台 | 用於切斷非預應力鋼筋 |
3 | 鑽孔機 | HILTI-DD160 | 1台 | 鑽孔 |
4 | 空氣壓縮機 | KA15型活塞式 | 1台 | 破碎清除混凝土 |
質量控制
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的質量控制要求如下：
一、質量標準
1、預應力混凝土結構改造應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204。
2、預應力混凝土結構施工應符合《建築工程預應力施工規程》CECS180。
二、質量控制措施
1、靜力切割非預應力筋質量控制
（1）現場施工必須嚴格按施工方案畫出切割線。
（2）嚴格控制切割深度，確保區域內非預應力筋均被切斷。
（3）靜力切割前，需檢查切割設備是否安裝牢固，控制系統是否靈敏。
2、液壓劈裂破碎質量保證
（1）按施工方案中各類結構的設計孔位布置要求進行測量布孔，嚴格控制孔深、角度等技術參數。
（2）劈裂塊的安裝位置和方向必須符合設計要求。
（3）液壓劈裂前，需檢查設備控制系統的可靠性。
三、管理措施
1、進行專題技術交底，各工序分工明確，責任落實到人。
2、混凝土液壓破碎的過程控制，各分裂槍頭及高壓油泵操作人員需配合緊密、各劈裂槍頭應同時啟動，避免出現操作不一致，造成混凝土破碎不徹底。
3、設備需定期維護保養、調試，確保在施工過程中運行正常。
安全措施
採用《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、建立健全項目部各級人員的安全生產責任制，項目經理部建立定期安全檢查制度，配備專職安全員，負責施工現場的安全管理工作。
2、結構拆除施工應符合《建築拆除工程安全技術規範》JGJ 147。
3、建築施工、安裝所使用的機械要按技術性能要求正確使用，缺少安全裝置或安全裝置已失效的機械設備不得使用。
4、機械操作人員和配合操作人員，都必須按規定穿戴勞動保護用品，長發不得外露。高空和臨邊作業必須系安全帶，不得穿硬底鞋和拖鞋。
5、施工現場施工的各類施工機械，必須一機一閘一漏電，做好接零保護。處在運行和運轉中的機械嚴禁進行維修、保養或調整等作業。
6、有HILTI-D液壓電動切割系統、QL-PT10靜力破碎液壓劈裂設備、DD160鑽石鑽孔機等的操作步驟，以及操作時安全注意事項，除按上述幾點操作外，並需依據原廠技術手冊指示說明進行安全操作。
7、按照專項方案搭設拆除構件的支撐架並經驗收合格，施工區域應設定分割圍欄，避免上下交叉作業。
環保措施
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的環保措施如下：
1、採用靜力施工設備進行施工，使切割、鑽孔到破碎分離混凝土，均為靜態施工過程，震動、衝擊、噪聲、粉塵、飛屑較少，對周圍環境影響小。
2、選擇噪聲較小的切割、鑽孔設備。
3、清理樑上混凝土碎塊時，在拆除區域噴水，降低粉塵污染。
4、剝離後的混凝土及時清理到指定地點收集裝運。
效益分析
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的效益分析如下：以金福瑞購物廣場拆除改造工程為例，實施255處混凝土破碎對比傳統人工破碎法的直接經濟效益分析見下表。
序號 | 項目 | 人工破碎法 | 液壓劈裂法 | 備註 |
1 | 人工費 | 100元/天·人x4人x4天=1600元 | 100元/天·人x2人x0.25天=50元 | 指每處混凝土破碎 |
2 | 設備攤銷 | 工具攤銷10元 | 液壓劈裂機：220元切割機：360元電錘：5元 | |
3 | 電費 | / | 4千瓦x2小時x1元=8元 | |
4 | 措施費 | 50元 | 10元 | |
5 | 小計（1+2+3+4） | 1660 | 653元 | |
6 | 造價 | 1660x255=423300元 | 653x255=166515元 | 共255處破碎點 |
7 | 節約 | 423300-166515=256785（元） | / | |
從以上分析表中可以看出，在金瑞福購物廣場工程中，採用液壓劈裂法相比人工破碎法節約直接成本256785元，成本降低率達到60.66%，直接經濟效益非常可觀。同時採用該工法大大減少人工數量，顯著縮短施工工期，減少管理費用開支和措施費用開支，經測算採用該工法和傳統人工破碎法相比，節約工期約90天，工期節約超過70%，間接經濟效益同樣非常可觀，進一步提高了該工法的綜合經濟效益。
另一方面，採用該工法施工顯著降低了施工現場的灰塵和噪聲污染，施工設備僅需常規電力供應即可運轉，減少人工臨邊作業，安全、環保、節能，具有良好的社會效益。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》的套用實例如下：
一、金福瑞購物廣場拆除改造工程
金福瑞購物廣場拆除改造工程位於廣東省深圳市南山區南山圖書館對面，該工程建築面積32667.68平方米，6層框架結構，地下一層至屋面層結構平面的主次梁均為無黏結預應力梁，設計拆除並重建結構面積約6100平方米，需放張（切斷）的預應力筋2500餘根，需靜力破碎剝離的預應力筋表層混凝土約200立方米，改造工程施工開工時間為2009年1月，竣工時間為2009年8月。施工單位在施工中採用液壓劈裂法對預應力筋表層混凝土進行破碎剝離，不但大幅度節約了施工直接成本，降低了工程造價，同時安全、優質、快速地完成了既定拆除任務，為該工程更安全、更環保、更快速地拆除無粘結預應力混凝土結構積累了豐富的施工經驗。見下圖1、下圖2。
二、花園城百安居改造工程
花園城百安居改造工程位於廣東省深圳市南山區蛇口南海大道東、工業八路以北，該工程為框架結構，設計拆除並重建結構面積約5200米，地下二層至地上三層結構平面的部分主梁為無粘結預應力梁，需靜力破碎剝離的預應力筋表層混凝土約337.82立方米，改造工程開工時間為2009年1月，竣工時間為2009年5月。施工單位在施工中採用液壓劈裂法對預應力筋表層混凝土進行破碎剝離，不但大幅度節約了施工直接成本，降低了工程造價，同時安全、優質、快速地完成了既定拆除任務。
三、萬象城PRADA改造工程
萬象城PRADA改造工程位於廣東省深圳市羅湖區南山圖書館對面萬象城內，該工程為框架結構，結構改造面積約625平方米，局部無粘結預應力梁需靜力破碎，靜力破碎剝離的預應力筋表層混凝土約30立方米，改造工程開工時間為2009年5月，竣工時間為2009年7月。施工單位在施工中採用液壓劈裂法對預應力筋表層混凝土進行破碎剝離，不但大幅度節約了施工直接成本，降低了工程造價，同時安全、優質、快速地完成了既定拆除任務。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《液壓劈裂剝離無粘結預應力筋表層混凝土施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
