CN114164874B - 一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，涉及建筑工程技术领域，本申请方法包括BIM建模、拟定破除边界、导出数据至全站仪、绘制分块破除图、拆除上部墙体、筏板切割和流水破除等步骤；本申请的方法的成功应用为同类结构改造工程的结构破除施工开创了一种全新的施工方法，利用BIM技术创造性的与结构破除作业相结合，通过模拟分割破除作业，为实际施工提供的指导，大大提高了原结构破作业的精准度，有力保障了需保留结构的完整性。

Description

一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法

技术领域

本申请涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法。

背景技术

对既有建筑、老旧建筑的改扩建工程将成为建筑行业的一大趋势，改扩建工程往往涉及上部荷载的改变，所以往往会对基础筏板结构进行改造，在对既有建筑、老旧建筑的基础筏板改造过程中往往涉及到对原结构的破除，结构改造过程中如何做到对原结构的精准破除，同时又能够有效的保护好需保留的结构成为施工过程中需要攻克的难题，而目前采用传统的破除方法无法满足需求，针对原结构的精准破除也未形成系统的方法。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供了一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，本申请针对上述问题进行有效改进，解决了原结构破除精度低，对需保留的结构伤害大，破除后的结构材料过大难以清运的问题。

本申请的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，所述方法实施步骤如下：

A.建立原结构单体模型，确定破除边界线；

B.确定破除边界线后，在模型内确定需破除的原结构破除区域，在原结构破除区域内进行破除模拟分块，确定最优分块尺寸；

C.根据绘制的破除分块图，先对筏板上部的墙体结构进行破除，竖向构件的墙体采用绳锯无损静力切割拆除；

D.筏板上部的原墙体结构切割破除后，根据已绘制的水钻钻孔分块图进行筏板的破除，筏板破除采用水钻钻孔分割破除；

E.校验复核；

F.清理验收。

进一步地，所述步骤A包括：在BIM(Building Information Modeling）软件中建立原结构单体模型，利用软件中的总图参照功能将坐标引入单体模型中，在模型中确定好破除边界线坐标，引出至全站仪，再利用全站仪在原结构现场测放出需破除结构与需保留结构的边界线。

通过采取上述技术方案：改变了传统在二维图纸上确定边界线的不够直观的问题，解决了无法模拟分析的弊端；另外通过现场与单体模型内的边界线对比，提升了精准度。

进一步地，所述步骤B包括：根据模型内所确定的破除区域，在破除区域内进行模拟水钻钻孔分块布设，对分块尺寸位置进行分析调整，直到确定最优分块尺寸，绘制筏板水钻钻孔分块图及筏板上部墙体绳锯切割分块图。

通过采取上述技术方案：确定最优分块尺寸为了便于结构吊运清理；绘制筏板水钻钻孔分块图及筏板上部墙体绳锯切割分块图为了便于后续指导水钻钻孔切割，破除原筏板结构施工。

进一步地，所述步骤C包括：根据绘制的墙体破除分块图，在筏板上需破除的原结构剪力墙上放出定位切割线，根据切割线划分的交点，用水钻钻孔，用于绳锯链条穿过；在每块混凝土的中心钻两个孔间距，用于穿钢丝绳吊运混凝土块；绳锯拆除为无损静力切割；在需保留的结构墙体侧采用型钢作背撑。

通过采取上述技术方案：采用无损静力切割的绳锯拆除，对结构扰动小，低噪音，无污染，少粉尘。

进一步地，所述步骤D包括：按照模型中拟定的水钻布孔图，以及现场已确定的原结构破除分界线，使用全站仪分放出水钻分块布孔中心线，按照中心线逐块进行切割；对传统水钻切割工具进行改进，在切割线两侧增设滑轨与水钻连接，控制水钻前进方向确保水钻钻孔能够沿切割线钻孔切割；使用水钻分块切割好筏板后，再采用挖掘机气锤对水钻切割好的筏板混凝土逐块进行破除，采用水钻钻孔导致边界施工缝表面光滑的部分予以凿毛处理。

通过采取上述技术方案：使传统人工控制水钻沿线切割过程可控，施工人员更加容易控制水钻钻头沿切割线切割，也解决了在大面积筏板切除作业中，由于切割量大造成的施工人员体力受限影响切割精度的问题。

综上所述，与现有施工技术相比，本申请提供的筏板结构改造中精准破除原结构的方法具有以下有益效果：

1.本申请的方法运用BIM建模与全站仪放样相结合，精准定位结构破除边界线，以及布设分块切割图，用于指导筏板原结构的破除施工，为在筏板改造中提高原结构破除精度，减少破除过程中对需保留结构的影响；并根据筏板结构特点综合运用破除工具水钻及绳锯，同时对水钻进行改进，达到精准破除，快速施工的效果。

2.本申请的方法的成功应用为同类结构改造工程的结构破除施工开创了一种全新的施工方法，利用BIM技术创造性的与结构破除作业相结合，通过模拟分割破除作业，为实际施工提供的指导，大大提高了原结构破作业的精准度，有力保障了需保留结构的完整性。

3.本申请的方法通过破除工具水钻附轨优化，及与绳锯/气锤结合破除的方法不仅提高了破除精度，同时降低了原结构破除的难度，提升了破除效率，加快施工速度，有效节约了工期，获得了业主及社会相关单位的高度评价。

4.本申请的方法适用于结构改造中筏板破除的施工，尤其适用于高层建筑大筏板改造的破除施工。

附图说明

图1是本发明方法的施工工艺流程图；

图2是利用单体模型坐标建站放出破除边界线图；

图3图2的局部放大图；

图4筏板水钻钻孔分块布设图；

图5筏板水钻钻孔示意图；

图6板上部墙体绳锯分块切割图。

附图标记说明：

1、破除边界线；2、水钻钻孔；3、绳锯孔；4、切割线；5、吊运孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请进行进一步的详细说明。参考图1-6，本申请公开了一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，该施工方法的主要操作要点如下：

1.结合BIM技术布设破除边界线1，首先通过revit将需要破除的原筏板结构单体模型建立出来，然后把总图外部参照进单体模型里，将总图与已建模的单体旋转对齐，保证角度一致XYZ向完全对齐，然后通过revit坐标获取功能，使已建模的单体从总图中获取自己的坐标，此时可以通过revit模型里的坐标结合全站仪将需要破除的原结构在现场精准定位出来，实现精准切割破除原结构，有效保护需保留部分。

1.1先在总图中用cad中标注出一个已知坐标点。

1.2使用revit链接CAD将总图外部参照进入已建模的单体中，注意链接时的单位，根据图纸这里选择mm为单位，同时在定位中选择中心对中心。

1.3将参照进revit的总图进行旋转缩放，确保总图与单体进行xyz向完全重合。

1.4利用revit高程坐标标注刚刚在CAD中标注的承台点坐标会发现不一致，需要利用revit中的获取坐标功能从总图中获取坐标，点击获取坐标，选择总图，此时显示单体上的坐标已发生改变，与在cad中的坐标一致。

1.5根据已建模好的单体坐标，在模型中模拟放出所有破除边界线1，如图2-3所示，然后将承台和剪力墙边界线向外偏移50mm，作为钻孔切割的中心线。

1.6将已在模型中确定的边界线坐标导出至全站仪，技术人员利用全站仪在施工现场进行测设，放出破除边界线1。

2.确定好破除边界线1后，在模型内确定好需破除的原结构区域，在原结构破除区域内进行破除模拟分块，确定最优分块尺寸；

2.1筏板破除水钻钻孔2的直径100mm，相邻孔口之间搭接10mm，孔中心间距80mm，使需要破除的底板和需要保留的承台筏板分离，再根据已有边界线拟出水钻布孔图，在布孔图上水钻布孔按1m×1m矩形分块布设，控制每块面积在1㎡左右，可根据具体工程特点调整，方便破除吊运，如图5-6所示。

2.2需破除筏板上的剪力墙要在筏板破除前破除，破除方法采用绳锯无损静力切割的方式进行结构的拆除，在切割前同样需在模型图中模拟分块切割，预先在剪力墙模型上定出1m×1m定位切割线4，而切割线4划分的交叉点为绳锯孔3，即绳锯链条穿过的点，另外在剪力墙分块切割图中，在每块混凝土的中心定出两个点，后期指导水钻钻孔2，方便穿绳吊运，如附图6所示。

3.根据绘制的破除分块图，先对筏板上部的墙体结构进行破除，采用绳锯无损静力切割拆除；

3.1根据绘制的破除分块图预先在剪力墙上放出1m×1m定位切割4，根据切割线4划分的交叉点，用水钻钻一Φ76的孔，用于绳锯链条穿过，另外在每块混凝土的中心钻两个Φ76，孔间距200mm，即为吊运孔5，用于穿钢丝绳吊运混凝土块。

3.2剪力墙切割前，对需保留的部分采用型钢背撑加固，防止原结构切割过程中导致需保留部分开裂。

3.3按绳锯机固定系统的规定及提前绘制的破除分块图打好顶爆螺钉孔位置、安装绳锯机。

3.4根据被切割物切割位置周长+绳锯机头与万向轮架的距离+绳锯机头最少绕绳（简配2.6米，全配3.2米）的和=金刚石绳的长度，测量好长度以后用手砂轮机把绳子切断，切的位置用接头对比下，刚好接头一半接近珠子位置，另一边也一样。

3.5将金刚石绳的两端弹簧用钳子拉掉，并用小刀清理干净钢丝上的胶。

3.6两人各持金刚石绳一端，将金刚石绳顺着钢丝绳捻制方向扭转。一般金刚石绳的扭转量为2圈/米，具体金刚石绳扭转圈数由金刚石绳供应商提供，例如10米绳子需要扭20圈，以后每切完一刀再次接绳时，需要把总圈数增加绕一圈。如果扭转圈数不够，易导致绳锯偏磨。偏磨指绳锯使用过程中，串珠没有沿圆周面均匀磨损，而是仅磨损串珠某一面，导致串珠某一面磨损严重甚至磨至钢丝绳，而另一面则有较厚的工作层，从而导致金刚石绳寿命大大缩短，提前报废。

3.7采用专用液压钳Ф16的压头对接头进行扣压。扣压时，应先扣压接头一端，一端必须压两次，第二次压时要错位压紧，然后在压接头另一端两次，确保扣紧对接的金刚石绳。当出现接头扣压不紧时，应检查液压钳压头是否磨损或者钢丝绳上异物未去除干净。如液压钳压头磨损，应更换压头。

3.8用手持砂轮机或其它工具，将扣压后接头毛刺去除，保持接头光滑、圆整而不伤手，并且圆周最长处没有超过弹簧直径。

3.9将对接后的绳锯挂入绳锯机的胶轮槽内，注意按绳子上的箭头方向进行绳锯机旋转切割，绳锯机驱动轮要与金刚石绳箭头旋转方向一致。

3.10为了起锯容易不打滑，松紧要适度，用手拉一拉，金刚石绳不能蹦太紧。太紧会起锯困难，太松容易脱绳。

3.11清除金刚石绳过被切割物直角角度，让拐角圆滑些不卡住绳子，使绳子能顺利启锯。如果碰上有钢筋裸露在混凝土外而又是松动的，这种情况一定要先用手砂轮机或者氧焊切掉钢筋，否则切断时会卡住绳子而使绳子断掉。

3.12金刚石工作时需要充分冷却。使用过程中切勿断水，否则会烧坏串珠、钢丝绳及橡胶。切割过程中，需要时刻监控冷却水。随着切割位置的不变变化，需要不断调整冷却水供给的位置。冷却水量要充足，过少的水量会烧毁绳锯的橡胶层。在锯切时应保持无粉尘喷出，喷出的水呈雾状和水汽为最为合适。

3.13新金刚石绳在切割前几刀时，由于金刚石绳未出刃，切割速度会有点慢，当金刚石绳完全切出刃时，切割速度会达到正常状态。

3.14胶轮磨损会使金刚石绳与胶轮吻合度下降，增加打滑和摆动风险，影响绳锯线速度进而影响切割效率，必要时需要及时更换。

3.15剪力墙切除后，后期剪力墙恢复时在采用风镐将剪力墙端面凿除500mm长，露出钢筋与新增剪力墙钢筋焊接，梁底采用植筋与新增剪力墙竖向钢筋错开搭接。

4.筏板上部的原结构墙体切割破除后，再根据已绘制的水钻钻孔2的分块图进行筏板的破除，筏板破除采用水钻钻孔2分割破除；

4.1按照模型中拟定的水钻布孔图，以及现场已确定的原结构破除分界线，使用全站仪测放出水钻分块布孔中心线。

4.2在中心线两侧安装好附轨，附轨间距根据水钻机身确定，要保证水钻钻头中心点投影处于测设出来的钻孔中心线上。

4.3根据水钻布孔图，水钻钻孔2的直径100mm，孔位与孔位间搭接10mm，孔中心间距80mm，先沿破除边界线1打孔切割，使需要破除的底板和需要保留的承台筏板分离。

4.4边界切割分离后，再根据水钻布孔图的策划，水钻布孔在所需破除的筏板区域按1m×1m矩形分块布设，控制每块面积在1㎡左右，方便破除吊运。

4.5利用水钻分隔切割后，在使用挖掘机气锤逐块进行破除，有效降低破除难度，提升破除精准度。挖掘机破除遵循“由里及外，由两侧往中间”破除、开挖的原则，确保两条流水线的人、机、料正常运转，筏板破除产生的砼渣以及开挖至承台底的泥土通过车道口外运，正常施工前需保证照明、施工过程中时刻观测原结构的稳定性，包括结构的整体位移，梁、柱、墙、板等受力构件的形变及裂缝。

4.6采用水钻钻孔2，会导致新旧结构交界处的施工缝表面光滑，应在交界面予以凿毛保证后期新增筏板浇筑接缝严密。

5校验复核；

对切割破除后的原结构与模型图纸复核，校验破除后的结构边界，确认破除无误后方可进行下一步施工。

6清理验收；

对破除完成校验复核无误的部位进行清理验收，并做好成品保护。

本申请的工作原理为：在传统筏板结构破除的基础上建立了一套系统的原结构破除方法，革新了原结构破除的施工方法，实现了在结构改造中对原结构的精准破除；该方法利用BIM软件建立原结构的单体模型，利用revit软件中的总图参照功能，实现单体模型内的空间放样，在原结构单体模型中精准定出原结构破除边界线1的坐标，再将原结构破除边界线坐标导入全站仪，实现从软件模型内到实际施工的原结构破除精准定位转换，可以通过现场实际与单体模型内的原结构破除边界对比，提高了破除的精准度。利用BIM软件中建立的单体模型，将所需破除的原结构预分块，通过对比找出最优的结构破除分块数量，以便于拆除后结构的吊运清理。在结构破除中，对传统破除工具水钻进行附轨改进再结合绳锯无损静力切割，通过对原结构破除工具的改进及相互结合，进一步提升原结构破除中的精准度及可控性，确保施工质量，提高施工效率。

以上为本申请的较佳实施例，本申请不限于上述实施的结构，可以有多种变形，也不限于上述的应用领域，可以在更多相似的领域应用，总之，在不脱离本申请的设计思路、机械结构形式、智能驱动控制方式的所有改进和变化，均属于本申请的范围内。

Claims (5)

1.一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，其特征在于，所述方法实施步骤如下：

A.建立原结构单体模型，确定破除边界线，根据已建模好的单体坐标，在模型中模拟放出所有破除边界线(1)，然后将承台和剪力墙边界线向外偏移，作为钻孔切割的中心线；

B.确定破除边界线后，在模型内确定需破除的原结构破除区域，在原结构破除区域内进行破除模拟分块，确定最优分块尺寸；

C.根据绘制的破除分块图，先对筏板上部的墙体结构进行破除，竖向构件的墙体采用绳锯无损静力切割拆除，剪力墙切割前，对需保留的部分采用型钢背撑加固，防止原结构切割过程中导致需保留部分开裂；

D.筏板上部的原墙体结构切割破除后，根据已绘制的水钻钻孔分块图进行筏板的破除，筏板破除采用水钻钻孔分割破除，在中心线两侧安装好附轨，附轨间距根据水钻机身确定，要保证水钻钻头中心点投影处于测设出来的钻孔中心线上，利用水钻分隔切割后，再使用挖掘机气锤逐块进行破除；

E.校验复核；

F.清理验收。

2.根据权利要求1所述的一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，其特征在于：所述步骤A包括：在BIM软件中建立原结构单体模型，利用软件中的总图参照功能将坐标引入单体模型中，在单体模型中确定好破除边界线坐标，引出至全站仪，再利用全站仪在原结构现场测放出需破除结构与需保留结构的边界线。

3.根据权利要求1所述的一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，其特征在于：所述步骤B包括：根据单体模型内所确定的原结构破除区域，在原结构破除区域内进行模拟水钻钻孔分块布设，对分块尺寸位置进行分析调整，直到确定最优分块尺寸，绘制筏板水钻钻孔分块图及筏板上部的墙体绳锯切割分块图。

4.根据权利要求1所述的一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，其特征在于：所述步骤C包括：根据绘制的墙体破除分块图，在筏板上需破除的原结构剪力墙上放出定位切割线，根据切割线划分的交点，用水钻钻孔，用于绳锯链条穿过；在每块混凝土的中心钻两个孔间距，用于穿钢丝绳吊运混凝土块；绳锯拆除为无损静力切割；在需保留的结构墙体侧采用型钢作背撑。

5.根据权利要求1所述的一种筏板结构改造中精准破除原结构的方法，其特征在于：所述步骤D包括：按照单体模型中拟定的水钻布孔图，以及现场已确定的原结构破除分界线，使用全站仪分放出水钻分块布孔中心线，按照中心线逐块进行切割；对传统水钻切割工具进行改进，在切割线两侧增设滑轨与水钻连接，控制水钻前进方向确保水钻钻孔能够沿切割线钻孔切割；采用水钻钻孔导致边界施工缝表面光滑的部分予以凿毛处理。

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