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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。

古建筑平移的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

古建筑平移的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

古建筑平移的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

  前 言
  建筑物的整體平移是一項技術(shù)要求較高,風(fēng)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(jì)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(biāo)高1.20米,半地下室底板面標(biāo)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?。臨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(dāng)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(dāng)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(biāo)高0.30米,施工時重點控制其板厚、標(biāo)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?;炷翂|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(biāo)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(zhǔn)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(dāng)拆開一段墻體后,馬上綁扎鋼筋,安裝模板,澆筑微膨脹細(xì)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(xì)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(zhǔn)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(biāo)簽,同時標(biāo)注兩軸相交的位置,按標(biāo)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(biāo)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(fù)責(zé)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(zhǔn)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(biāo),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(rèn)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(rèn)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(yuǎn)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(biāo)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(biāo)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??ňo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(biāo)高情況,調(diào)整到軸線偏差小于30mm,標(biāo)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(xì)交底,規(guī)范操作,突出重點進行管理,順利完成了平移施工。

古建筑平移的施工技術(shù)及質(zhì)量控制

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來源:南方古建筑設(shè)計院

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