古建筑平移的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

本文介紹古建筑平移過程的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點，為類似工程提供借鑒經(jīng)驗。

　　前 言
　　建筑物的整體平移是一項技術(shù)要求較高，風險性較大的工程，但具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，特別是一些古建筑，還具有一定的人文價值。我國20世紀90年代開始應(yīng)用這項技術(shù)，至今已平移了上百棟建筑物，也制定了建筑物移位糾傾增層改造技術(shù)規(guī)范CECS 225：2007，但建筑物平移的設(shè)計和施工還較多地依靠經(jīng)驗，本文以某古建筑平移為例，介紹平移過程的施工技術(shù)和質(zhì)量控制，為類似工程提供借鑒。
　　1.工程概況
　　位于江門市某單位大院內(nèi)的一棟建筑物建于1904年，于2001年經(jīng)過安全鑒定后進行了屋面維修，于2008年經(jīng)廣東省文化廳定為廣東省文物保護建筑物。該建筑物為單層磚木結(jié)構(gòu)、木屋架、平瓦屋面，檐口高約4.8米，鋼筋混凝土地板面標高1.20米，半地下室底板面標高-0.30米，建筑物長約23.7米，寬約14.8米。設(shè)計要求將建筑物臨時加固后，原位頂升600mm，然后縱向平移約42米，橫向平移約6米。
　　2.建筑物平移的基本原理
　　通過在建筑物底部增設(shè)鋼筋混凝土梁（帶斜撐的結(jié)構(gòu)），形成一個堅固的托盤結(jié)構(gòu)體系，既托住上部的建筑物，又作為一個剛性整體與上部建筑物一起移動。另一方面，在托盤結(jié)構(gòu)體系下及相鄰的地基上設(shè)置供上部建筑物行走的下軌道梁（托盤結(jié)構(gòu)體系下的部分下軌道梁在建筑物頂升后施工），將托盤結(jié)構(gòu)體系及上部建筑物頂升后，在托盤結(jié)構(gòu)體系下安裝上軌道，在下軌道梁上安裝下軌道，在上、下軌道間放入鋼滾軸，將水平頂推力作用在托盤上，使建筑物沿下軌道緩緩移向目的地，再將建筑物與新基礎(chǔ)連接固定。
　　3.質(zhì)量控制要點
　　3.1建筑物的臨時加固
　　拆除所以附著物后，以原有鋼筋混凝土地板為基礎(chǔ)，采用?48腳手架鋼管按滿堂紅的形式搭設(shè)臨時加固體系，墻體采用兩邊夾緊（局部開洞拉結(jié)）的形式加固，柱子采用加套箍的形式加固，屋架采用托與夾的形式加固，門、窗洞口采用上、下對頂?shù)男问郊庸獭ＥR時加固體系與建筑物間采用木板分隔，避免對建筑物產(chǎn)生傷害。臨時加固體系增設(shè)斜撐，部分鋼管的下端錨入新建的底盤，使臨時加固體系與底盤構(gòu)成一個剛性整體，對建筑物起到加固作用。加固情況見圖1：
　　3.2下軌道基礎(chǔ)的施工及質(zhì)量控制
　　下軌道基礎(chǔ)的施工分三個部分：建筑物新址處的基礎(chǔ)、建筑物新址和舊址間的基礎(chǔ)、建筑物原位處的基礎(chǔ)（在頂升后施工）。
　　1）建筑物新址處的基礎(chǔ)施工
　　建筑物新址處的基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，筏板下采用注漿鋼管樁增加基礎(chǔ)的承載力。注漿漿液采用42.5R普通硅酸鹽水泥按水灰比0.8制備，當注漿總量和注漿壓力均達到設(shè)計要求時，才停止注漿；或當注漿總量達到設(shè)計值的75%，且注漿壓力超過設(shè)計值時，才停止注漿。本工程因工期較緊，在漿液中加入早強劑（摻量按水泥重量比2.5%摻加），完成注漿15天后進行承載力檢驗。新建筏板基礎(chǔ)的頂面標高0.30米，施工時重點控制其板厚、標高、平整度。
　　2）建筑物新址和舊址間的基礎(chǔ)施工
　　建筑物新址和舊址間的基礎(chǔ)分縱向和橫向兩部分，縱向基礎(chǔ)按軸線位置設(shè)5道鋼筋混凝土梁，近新基礎(chǔ)的4米及橫向部分基礎(chǔ)為了減少沉降，利于與新基礎(chǔ)的接順，改為滿鋪200mm厚8%水泥穩(wěn)定石屑層（壓實），在軌道位橫向滿鋪枋木100mm×100mm×2000mm，枋木上鋪混凝土墊層。混凝土墊層和鋼筋混凝土梁頂面用2m直尺檢查，平整度偏差控制在±2mm以內(nèi)，且整體高差不超過5mm；平直度按不超過10mm控制。
　　3.3托盤結(jié)構(gòu)體系的施工及質(zhì)量控制
　　1）置換墩安裝
　　在建筑物標高-0.08至+0.27段墻體沿水平方向每隔1米放置一個置換墩，置換墩間隔施工，置換墩為?250鋼管，內(nèi)填充C25微膨脹混凝土，墩高330mm。通過測量放線，定出需拆除墻體的位置（400mm寬，350mm高），用電鉆鉆出邊界，再拆除墻體，安放置換墩：置換墩下面用1：1水泥砂漿找平，置換墩頂面用環(huán)氧膠泥填滿。安放時保證墩身垂直，上下位與墻體頂緊，使上下墻體間傳力可靠。
　　2）鋼筋混凝土置換梁的施工
　　安放好置換墩后，開始鋼筋混凝土置換梁的施工。置換梁采取分段間隔跳開法施工，每段施工長度4米（不足的按實），拆除墻體時，密切關(guān)注上部墻體的情況，若出現(xiàn)裂縫，立刻停止拆墻，用預(yù)先準備在旁邊的置換墩及鋼板回頂，然后通知設(shè)計人員進行處理。當拆開一段墻體后，馬上綁扎鋼筋，安裝模板，澆筑微膨脹細石混凝土。鋼筋安裝時，兩端鋼筋留出搭接位，用與鄰段鋼筋相接。模板安裝時，一側(cè)模板上口斜出墻體，高出梁頂面約5cm，澆筑C25微膨脹細石混凝土，混凝土面高出梁頂面5cm，以保證梁頂混凝土與墻體緊密接觸。置換墩包裹在置換梁內(nèi)，作為托盤結(jié)構(gòu)的一部分。待混凝土強度達到1.2MPa后，拆除兩側(cè)模板，并將突出墻體的混凝土修鑿平整。同時，加強混凝土的澆水養(yǎng)護，讓混凝土膨脹，進一步保證梁頂混凝土與墻體的緊密接觸。待混凝土強度達到13MPa后，開始拆除鄰段墻體，進行鄰段置換梁的施工。有斜梁相接時，斜梁同時施工，并加強控制節(jié)點縱筋錨固，箍筋加密等施工質(zhì)量，保證頂升時托盤結(jié)構(gòu)的整體牢固、穩(wěn)定。置換梁的施工情況見圖2：
　　3.4建筑物的頂升
　　1）頂升前的準備
　　待置換梁的混凝土強度達到設(shè)計值后，在千斤頂放置位置（見圖3）的墻體上開鑿400mm×400mm的洞口，放置千斤頂（其位置選擇在避開門窗等地方）。千斤頂上下安放300mm×300mm×20mm鋼板墊塊，與置換梁頂牢后，在洞口間置換梁底鑿一條縫，以期頂升時在該處斷開。
　　千斤頂使用20～50T油壓千斤頂，具體的額定功率視所放位置而定。千斤頂在使用前進行調(diào)試，保證頂升速度一致。調(diào)試后，貼上標簽，同時標注兩軸相交的位置，按標注位置進行安裝使用。 　　在千斤頂側(cè)20～30cm的下部墻體貼上一段刻度尺，在刻度尺側(cè)的置換梁上劃一刻度線，并標上刻度尺的對應(yīng)讀數(shù)，用以控制頂升速度。
　　頂升前成立頂升指揮部，設(shè)總指揮、技術(shù)指揮、安全指揮各一名，下設(shè)頂升技術(shù)組、頂升監(jiān)測組、突發(fā)事件應(yīng)急組、后勤組、頂升作業(yè)隊、軌道維護隊、鋼管墊安拆隊，分別負責技術(shù)交底和頂升速度的協(xié)調(diào)、頂升的位移和裂縫監(jiān)測、突發(fā)事件應(yīng)急、現(xiàn)場秩序維護、千斤頂?shù)牟僮骱途S修、軌道的監(jiān)測和維護、鋼管墊的安裝和拆除等，并聘請專家作顧問，增強技術(shù)力量。
　　2）試頂升
　　頂升前的準備工作完成并經(jīng)檢查后，開始試頂升。試頂升以1cm頂升高度為控制目標，分多次動作完成。每次動作后即時收集每一頂升點的頂升高度數(shù)據(jù)，匯總分析后分派指令，確定每一頂升點的動作幅度（有的需增大動作幅度，有的需減少動作幅度），如此循環(huán)，直到完成1cm頂升高度。每次頂升后，在千斤頂間的墻體與置換梁間的裂縫中塞放鋼墊板，用鍥形鋼墊板和平的鋼墊板配合使用，厚的和薄的鋼墊板配合使用，確保在裂縫中塞緊。第一次頂升后，對分離處的開裂情況、置換梁及上部結(jié)構(gòu)的情況進行檢查，確認無異常情況后再頂升。同時，測量組開始對建筑物升高、傾斜情況進行監(jiān)測，實施對頂升情況的雙重監(jiān)測。試頂升情況見圖4
　　3）頂升
　　經(jīng)過試頂升、情況檢查、分析總結(jié)后，開始正式頂升。每次頂升1cm的頂升高度后，作階段性檢查、分析，確認無異常情況后再進行下一步頂升。頂升過程中，在圖3所示置換墩位置加支頂，采用鍥形鋼墊板和平的鋼墊板配合使用，厚的和薄的鋼墊板配合使用，鋼墊塊和鋼墊板配合使用等方法，確保將置換梁頂緊。頂升時也實行頂升處觀察和遠處測量雙重監(jiān)測。頂升到位后，在支頂?shù)捻敳坑脙蓧K鍥形鋼墊板對向頂緊，并用電焊固定。
　　3.5建筑物內(nèi)下軌道基礎(chǔ)梁施工
　　建筑物頂升到位后，立即進行建筑物內(nèi)下軌道基礎(chǔ)梁（C25）的施工，下軌道基礎(chǔ)梁的頂面標高按+0.30米控制，梁寬同墻厚，梁高600mm，梁頂面用2m直尺檢查，平整度偏差控制在±2mm以內(nèi)，且整體高差不超過5mm；平直度按不超過10mm控制。
　　3.6上、下軌道和鋼滾軸的安裝
　　上、下軌道采用[28a槽鋼安裝，槽鋼經(jīng)復(fù)核平直度后（不平直的調(diào)直后再用），在槽鋼內(nèi)塞滿1：2干硬性水泥砂漿，下軌道待鋼筋混凝土梁或8%水泥穩(wěn)定石屑層養(yǎng)護7天后安裝，用1：1水泥砂漿找平、粘合，頂面高差控制在3mm內(nèi)。下軌道槽鋼每側(cè)用短鋼筋焊接連接，縱橫軌道槽鋼交接時，采用單側(cè)滿焊焊接連接，但焊縫不能突出頂面。完成下軌道槽鋼安裝后，按平移反力裝置要求在下軌道槽鋼上焊銷板，兩側(cè)銷板的受力端面應(yīng)平整、對齊，且垂直下軌道軸線。上軌道在建筑物頂升到位后立即安裝，安裝位置見圖3的A～E軸和1～9軸（按軸線安裝，僅5軸不安裝），縱橫軌道槽鋼交接時，采用單側(cè)滿焊焊接連接。上、下軌道的標高控制見下表：
　　下軌道槽鋼安裝完成后，在A～E軸擺放鋼滾軸，間距為30～40cm，鋼滾軸的軸向垂直前進的軸向。
　　3.7試平移
　　在擺放鋼滾軸后，在A～E軸安裝反力架，安放千斤頂。千斤頂使用5臺100T的電動油壓千斤頂，使用前先調(diào)試，保證移動速度一致。千斤頂安裝軸線與下軌道軸線重合，誤差不超過2mm。另一方面，保證千斤頂安裝在同一水平面上。安裝后，給千斤頂稍微加一點力頂緊，避免出現(xiàn)偏位。人員就位后，按試移參數(shù)表的參數(shù)進行試移，每級試移時，先加50%的理論油壓，然后以10%的步幅緩慢增加，在逐漸加壓的過程中，實時監(jiān)測平移速度，對每一千斤頂?shù)脑囈茐毫推揭扑俣冗M行調(diào)整，逐步達到整體的協(xié)調(diào)工作，為平移提供實際的操作數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
　　3.8平移
　　試平移后，按所得經(jīng)驗進行平移，并控制平移速度不超過60mm/min。平移過程中，實施多種實時監(jiān)測，防止建筑物發(fā)生扭轉(zhuǎn)或沿移動方向的軸線間產(chǎn)生位移差，按移動最大行程差小于50mm、扭轉(zhuǎn)角小于1/1000、軸線偏差小于軌道寬度1/3進行控制。在出現(xiàn)偏差時，通過調(diào)整鋼滾軸的方向來減少偏差。平移時通過在千斤頂后放置鋼墊板、鋼墊塊，實現(xiàn)持續(xù)位移。每平移1.2m后，需暫停，并將鋼滾軸卡緊，移動反力架、千斤頂，在前一個銷板位安裝，再平移，如此重復(fù)，直至建筑物的橫向軸線與新基礎(chǔ)的橫向軸線偏差小于30mm。卡緊鋼滾軸，在1～9軸擺放鋼滾軸后，取出A～E軸鋼滾軸，在2、3、7、8軸安裝反力架、千斤頂，按試平移、平移的步驟實施橫向平移，直至建筑物的軸線與新基礎(chǔ)的軸線偏差小于30mm。平移情況見圖5。
　　3.9連接
　　建筑物平移到位后，復(fù)核其軸線、標高情況，調(diào)整到軸線偏差小于30mm，標高偏差小于30mm，在置換梁下加入預(yù)制的混凝土墊塊，并用薄鋼板墊緊，卸下滾軸，在承重的置換梁下兩側(cè)支模，外立面置換梁的外側(cè)模板取齊外立面，內(nèi)側(cè)模板在置換梁外側(cè)100mm，室內(nèi)部分置換梁的兩側(cè)模板在置換梁外側(cè)50mm，澆筑C25微膨脹混凝土，混凝土面高出置換梁底100mm，振搗密實，24小時后拆除側(cè)模，澆水養(yǎng)護14天，使混凝土膨脹，與置換梁連接緊密。
　　4.修復(fù)驗收
　　建筑物連接固定后，進行全面檢查，未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫。對建筑物原有較深的裂縫用灌漿法修復(fù)，較淺的裂縫在抹灰層修復(fù)。全面恢復(fù)后，進行驗收。
　　5.結(jié)語
　　本工程通過對平移施工的每一工序進行精心計劃，詳細交底，規(guī)范操作，突出重點進行管理，順利完成了平移施工。