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(guò)程的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn),為類似工程提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
前 言
建筑物的整體平移是一項(xiàng)技術(shù)要求較高,風(fēng)險(xiǎn)性較大的工程,但具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,特別是一些古建筑,還具有一定的人文價(jià)值。我國(guó)20世紀(jì)90年代開(kāi)始應(yīng)用這項(xiàng)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(jì)和施工還較多地依靠經(jīng)驗(yàn),本文以某古建筑平移為例,介紹平移過(guò)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(mén)市某單位大院內(nèi)的一棟建筑物建于1904年,于2001年經(jīng)過(guò)安全鑒定后進(jìn)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(hù)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(zhǎng)約23.7米,寬約14.8米。設(shè)計(jì)要求將建筑物臨時(shí)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(guò)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(gè)堅(jiān)固的托盤(pán)結(jié)構(gòu)體系,既托住上部的建筑物,又作為一個(gè)剛性整體與上部建筑物一起移動(dòng)。另一方面,在托盤(pán)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(pán)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(pán)結(jié)構(gòu)體系及上部建筑物頂升后,在托盤(pán)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(pán)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(diǎn)
3.1建筑物的臨時(shí)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(shí)加固體系,墻體采用兩邊夾緊(局部開(kāi)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(mén)、窗洞口采用上、下對(duì)頂?shù)男问郊庸獭ER時(shí)加固體系與建筑物間采用木板分隔,避免對(duì)建筑物產(chǎn)生傷害。臨時(shí)加固體系增設(shè)斜撐,部分鋼管的下端錨入新建的底盤(pán),使臨時(shí)加固體系與底盤(pán)構(gòu)成一個(gè)剛性整體,對(duì)建筑物起到加固作用。加固情況見(jiàn)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(gè)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(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),才停止注漿;或當(dāng)注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%,且注漿壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí),才停止注漿。本工程因工期較緊,在漿液中加入早強(qiáng)劑(摻量按水泥重量比2.5%摻加),完成注漿15天后進(jìn)行承載力檢驗(yàn)。新建筏板基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高0.30米,施工時(shí)重點(diǎn)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(shí)),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(guò)5mm;平直度按不超過(guò)10mm控制。
3.3托盤(pán)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(gè)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(guò)測(cè)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(shí)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(kāi)始鋼筋混凝土置換梁的施工。置換梁采取分段間隔跳開(kāi)法施工,每段施工長(zhǎng)度4米(不足的按實(shí)),拆除墻體時(shí),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(jì)人員進(jìn)行處理。當(dāng)拆開(kāi)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(shí),兩端鋼筋留出搭接位,用與鄰段鋼筋相接。模板安裝時(shí),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(pán)結(jié)構(gòu)的一部分。待混凝土強(qiáng)度達(dá)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(shí),加強(qiáng)混凝土的澆水養(yǎng)護(hù),讓混凝土膨脹,進(jìn)一步保證梁頂混凝土與墻體的緊密接觸。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到13MPa后,開(kāi)始拆除鄰段墻體,進(jìn)行鄰段置換梁的施工。有斜梁相接時(shí),斜梁同時(shí)施工,并加強(qiáng)控制節(jié)點(diǎn)縱筋錨固,箍筋加密等施工質(zhì)量,保證頂升時(shí)托盤(pán)結(jié)構(gòu)的整體牢固、穩(wěn)定。置換梁的施工情況見(jiàn)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后,在千斤頂放置位置(見(jiàn)圖3)的墻體上開(kāi)鑿400mm×400mm的洞口,放置千斤頂(其位置選擇在避開(kāi)門(mén)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(shí)在該處斷開(kāi)。
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(jìn)行調(diào)試,保證頂升速度一致。調(diào)試后,貼上標(biāo)簽,同時(shí)標(biāo)注兩軸相交的位置,按標(biāo)注位置進(jìn)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(duì)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(cè)組、突發(fā)事件應(yīng)急組、后勤組、頂升作業(yè)隊(duì)、軌道維護(hù)隊(duì)、鋼管墊安拆隊(duì),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(cè)、突發(fā)事件應(yīng)急、現(xiàn)場(chǎng)秩序維護(hù)、千斤頂?shù)牟僮骱途S修、軌道的監(jiān)測(cè)和維護(hù)、鋼管墊的安裝和拆除等,并聘請(qǐng)專家作顧問(wèn),增強(qiáng)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(kāi)始試頂升。試頂升以1cm頂升高度為控制目標(biāo),分多次動(dòng)作完成。每次動(dòng)作后即時(shí)收集每一頂升點(diǎn)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(diǎn)的動(dòng)作幅度(有的需增大動(dòng)作幅度,有的需減少動(dòng)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(duì)分離處的開(kāi)裂情況、置換梁及上部結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行檢查,確認(rèn)無(wú)異常情況后再頂升。同時(shí),測(cè)量組開(kāi)始對(duì)建筑物升高、傾斜情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)施對(duì)頂升情況的雙重監(jiān)測(cè)。試頂升情況見(jiàn)圖4
3)頂升
經(jīng)過(guò)試頂升、情況檢查、分析總結(jié)后,開(kāi)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(wú)異常情況后再進(jìn)行下一步頂升。頂升過(guò)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(shí)也實(shí)行頂升處觀察和遠(yuǎn)處測(cè)量雙重監(jiān)測(cè)。頂升到位后,在支頂?shù)捻敳坑脙蓧K鍥形鋼墊板對(duì)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(jìn)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(guò)5mm;平直度按不超過(guò)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(hù)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(shí),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(xiāo)板,兩側(cè)銷(xiāo)板的受力端面應(yīng)平整、對(duì)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(jiàn)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(shí),采用單側(cè)滿焊焊接連接。上、下軌道的標(biāo)高控制見(jiàn)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(jìn)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(tái)100T的電動(dòng)油壓千斤頂,使用前先調(diào)試,保證移動(dòng)速度一致。千斤頂安裝軸線與下軌道軸線重合,誤差不超過(guò)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(diǎn)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(jìn)行試移,每級(jí)試移時(shí),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(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平移速度,對(duì)每一千斤頂?shù)脑囈茐毫推揭扑俣冗M(jìn)行調(diào)整,逐步達(dá)到整體的協(xié)調(diào)工作,為平移提供實(shí)際的操作數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。
3.8平移
試平移后,按所得經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行平移,并控制平移速度不超過(guò)60mm/min。平移過(guò)程中,實(shí)施多種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),防止建筑物發(fā)生扭轉(zhuǎn)或沿移動(dòng)方向的軸線間產(chǎn)生位移差,按移動(dòng)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(jìn)行控制。在出現(xiàn)偏差時(shí),通過(guò)調(diào)整鋼滾軸的方向來(lái)減少偏差。平移時(shí)通過(guò)在千斤頂后放置鋼墊板、鋼墊塊,實(shí)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(dòng)反力架、千斤頂,在前一個(gè)銷(xiāo)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(shí)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(jiàn)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(shí),24小時(shí)后拆除側(cè)模,澆水養(yǎng)護(hù)14天,使混凝土膨脹,與置換梁連接緊密。
4.修復(fù)驗(yàn)收
建筑物連接固定后,進(jìn)行全面檢查,未出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全的裂縫。對(duì)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(jìn)行驗(yàn)收。
5.結(jié)語(yǔ)
本工程通過(guò)對(duì)平移施工的每一工序進(jìn)行精心計(jì)劃,詳細(xì)交底,規(guī)范操作,突出重點(diǎn)進(jìn)行管理,順利完成了平移施工。
來(lái)源:南方古建筑設(shè)計(jì)院
本文標(biāo)簽:古建筑平移 古建筑施工 古建筑質(zhì)量 施工技術(shù) 質(zhì)量控制