古建筑平移的施工技术及质量控制

本文介绍古建筑平移过程的施工技术及质量控制要点，为类似工程提供借鉴经验。

　　前 言
　　建筑物的整体平移是一项技术要求较高，风险性较大的工程，但具有显著的社会效益和经济效益，特别是一些古建筑，还具有一定的人文价值。我国20世纪90年代开始应用这项技术，至今已平移了上百栋建筑物，也制定了建筑物移位纠倾增层改造技术规范CECS 225：2007，但建筑物平移的设计和施工还较多地依靠经验，本文以某古建筑平移为例，介绍平移过程的施工技术和质量控制，为类似工程提供借鉴。
　　1.工程概况
　　位于江门市某单位大院内的一栋建筑物建于1904年，于2001年经过安全鉴定后进行了屋面维修，于2008年经广东省文化厅定为广东省文物保护建筑物。该建筑物为单层砖木结构、木屋架、平瓦屋面，檐口高约4.8米，钢筋混凝土地板面标高1.20米，半地下室底板面标高-0.30米，建筑物长约23.7米，宽约14.8米。设计要求将建筑物临时加固后，原位顶升600mm，然后纵向平移约42米，横向平移约6米。
　　2.建筑物平移的基本原理
　　通过在建筑物底部增设钢筋混凝土梁（带斜撑的结构），形成一个坚固的托盘结构体系，既托住上部的建筑物，又作为一个刚性整体与上部建筑物一起移动。另一方面，在托盘结构体系下及相邻的地基上设置供上部建筑物行走的下轨道梁（托盘结构体系下的部分下轨道梁在建筑物顶升后施工），将托盘结构体系及上部建筑物顶升后，在托盘结构体系下安装上轨道，在下轨道梁上安装下轨道，在上、下轨道间放入钢滚轴，将水平顶推力作用在托盘上，使建筑物沿下轨道缓缓移向目的地，再将建筑物与新基础连接固定。
　　3.质量控制要点
　　3.1建筑物的临时加固
　　拆除所以附着物后，以原有钢筋混凝土地板为基础，采用?48脚手架钢管按满堂红的形式搭设临时加固体系，墙体采用两边夹紧（局部开洞拉结）的形式加固，柱子采用加套箍的形式加固，屋架采用托与夹的形式加固，门、窗洞口采用上、下对顶的形式加固。临时加固体系与建筑物间采用木板分隔，避免对建筑物产生伤害。临时加固体系增设斜撑，部分钢管的下端锚入新建的底盘，使临时加固体系与底盘构成一个刚性整体，对建筑物起到加固作用。加固情况见图1：
　　3.2下轨道基础的施工及质量控制
　　下轨道基础的施工分三个部分：建筑物新址处的基础、建筑物新址和旧址间的基础、建筑物原位处的基础（在顶升后施工）。
　　1）建筑物新址处的基础施工
　　建筑物新址处的基础采用筏板基础，筏板下采用注浆钢管桩增加基础的承载力。注浆浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥按水灰比0.8制备，当注浆总量和注浆压力均达到设计要求时，才停止注浆；或当注浆总量达到设计值的75%，且注浆压力超过设计值时，才停止注浆。本工程因工期较紧，在浆液中加入早强剂（掺量按水泥重量比2.5%掺加），完成注浆15天后进行承载力检验。新建筏板基础的顶面标高0.30米，施工时重点控制其板厚、标高、平整度。
　　2）建筑物新址和旧址间的基础施工
　　建筑物新址和旧址间的基础分纵向和横向两部分，纵向基础按轴线位置设5道钢筋混凝土梁，近新基础的4米及横向部分基础为了减少沉降，利于与新基础的接顺，改为满铺200mm厚8%水泥稳定石屑层（压实），在轨道位横向满铺枋木100mm×100mm×2000mm，枋木上铺混凝土垫层。混凝土垫层和钢筋混凝土梁顶面用2m直尺检查，平整度偏差控制在±2mm以内，且整体高差不超过5mm；平直度按不超过10mm控制。
　　3.3托盘结构体系的施工及质量控制
　　1）置换墩安装
　　在建筑物标高-0.08至+0.27段墙体沿水平方向每隔1米放置一个置换墩，置换墩间隔施工，置换墩为?250钢管，内填充C25微膨胀混凝土，墩高330mm。通过测量放线，定出需拆除墙体的位置（400mm宽，350mm高），用电钻钻出边界，再拆除墙体，安放置换墩：置换墩下面用1：1水泥砂浆找平，置换墩顶面用环氧胶泥填满。安放时保证墩身垂直，上下位与墙体顶紧，使上下墙体间传力可靠。
　　2）钢筋混凝土置换梁的施工
　　安放好置换墩后，开始钢筋混凝土置换梁的施工。置换梁采取分段间隔跳开法施工，每段施工长度4米（不足的按实），拆除墙体时，密切关注上部墙体的情况，若出现裂缝，立刻停止拆墙，用预先准备在旁边的置换墩及钢板回顶，然后通知设计人员进行处理。当拆开一段墙体后，马上绑扎钢筋，安装模板，浇筑微膨胀细石混凝土。钢筋安装时，两端钢筋留出搭接位，用与邻段钢筋相接。模板安装时，一侧模板上口斜出墙体，高出梁顶面约5cm，浇筑C25微膨胀细石混凝土，混凝土面高出梁顶面5cm，以保证梁顶混凝土与墙体紧密接触。置换墩包裹在置换梁内，作为托盘结构的一部分。待混凝土强度达到1.2MPa后，拆除两侧模板，并将突出墙体的混凝土修凿平整。同时，加强混凝土的浇水养护，让混凝土膨胀，进一步保证梁顶混凝土与墙体的紧密接触。待混凝土强度达到13MPa后，开始拆除邻段墙体，进行邻段置换梁的施工。有斜梁相接时，斜梁同时施工，并加强控制节点纵筋锚固，箍筋加密等施工质量，保证顶升时托盘结构的整体牢固、稳定。置换梁的施工情况见图2：
　　3.4建筑物的顶升
　　1）顶升前的准备
　　待置换梁的混凝土强度达到设计值后，在千斤顶放置位置（见图3）的墙体上开凿400mm×400mm的洞口，放置千斤顶（其位置选择在避开门窗等地方）。千斤顶上下安放300mm×300mm×20mm钢板垫块，与置换梁顶牢后，在洞口间置换梁底凿一条缝，以期顶升时在该处断开。
　　千斤顶使用20～50T油压千斤顶，具体的额定功率视所放位置而定。千斤顶在使用前进行调试，保证顶升速度一致。调试后，贴上标签，同时标注两轴相交的位置，按标注位置进行安装使用。 　　在千斤顶侧20～30cm的下部墙体贴上一段刻度尺，在刻度尺侧的置换梁上划一刻度线，并标上刻度尺的对应读数，用以控制顶升速度。
　　顶升前成立顶升指挥部，设总指挥、技术指挥、安全指挥各一名，下设顶升技术组、顶升监测组、突发事件应急组、后勤组、顶升作业队、轨道维护队、钢管垫安拆队，分别负责技术交底和顶升速度的协调、顶升的位移和裂缝监测、突发事件应急、现场秩序维护、千斤顶的操作和维修、轨道的监测和维护、钢管垫的安装和拆除等，并聘请专家作顾问，增强技术力量。
　　2）试顶升
　　顶升前的准备工作完成并经检查后，开始试顶升。试顶升以1cm顶升高度为控制目标，分多次动作完成。每次动作后即时收集每一顶升点的顶升高度数据，汇总分析后分派指令，确定每一顶升点的动作幅度（有的需增大动作幅度，有的需减少动作幅度），如此循环，直到完成1cm顶升高度。每次顶升后，在千斤顶间的墙体与置换梁间的裂缝中塞放钢垫板，用锲形钢垫板和平的钢垫板配合使用，厚的和薄的钢垫板配合使用，确保在裂缝中塞紧。第一次顶升后，对分离处的开裂情况、置换梁及上部结构的情况进行检查，确认无异常情况后再顶升。同时，测量组开始对建筑物升高、倾斜情况进行监测，实施对顶升情况的双重监测。试顶升情况见图4
　　3）顶升
　　经过试顶升、情况检查、分析总结后，开始正式顶升。每次顶升1cm的顶升高度后，作阶段性检查、分析，确认无异常情况后再进行下一步顶升。顶升过程中，在图3所示置换墩位置加支顶，采用锲形钢垫板和平的钢垫板配合使用，厚的和薄的钢垫板配合使用，钢垫块和钢垫板配合使用等方法，确保将置换梁顶紧。顶升时也实行顶升处观察和远处测量双重监测。顶升到位后，在支顶的顶部用两块锲形钢垫板对向顶紧，并用电焊固定。
　　3.5建筑物内下轨道基础梁施工
　　建筑物顶升到位后，立即进行建筑物内下轨道基础梁（C25）的施工，下轨道基础梁的顶面标高按+0.30米控制，梁宽同墙厚，梁高600mm，梁顶面用2m直尺检查，平整度偏差控制在±2mm以内，且整体高差不超过5mm；平直度按不超过10mm控制。
　　3.6上、下轨道和钢滚轴的安装
　　上、下轨道采用[28a槽钢安装，槽钢经复核平直度后（不平直的调直后再用），在槽钢内塞满1：2干硬性水泥砂浆，下轨道待钢筋混凝土梁或8%水泥稳定石屑层养护7天后安装，用1：1水泥砂浆找平、粘合，顶面高差控制在3mm内。下轨道槽钢每侧用短钢筋焊接连接，纵横轨道槽钢交接时，采用单侧满焊焊接连接，但焊缝不能突出顶面。完成下轨道槽钢安装后，按平移反力装置要求在下轨道槽钢上焊销板，两侧销板的受力端面应平整、对齐，且垂直下轨道轴线。上轨道在建筑物顶升到位后立即安装，安装位置见图3的A～E轴和1～9轴（按轴线安装，仅5轴不安装），纵横轨道槽钢交接时，采用单侧满焊焊接连接。上、下轨道的标高控制见下表：
　　下轨道槽钢安装完成后，在A～E轴摆放钢滚轴，间距为30～40cm，钢滚轴的轴向垂直前进的轴向。
　　3.7试平移
　　在摆放钢滚轴后，在A～E轴安装反力架，安放千斤顶。千斤顶使用5台100T的电动油压千斤顶，使用前先调试，保证移动速度一致。千斤顶安装轴线与下轨道轴线重合，误差不超过2mm。另一方面，保证千斤顶安装在同一水平面上。安装后，给千斤顶稍微加一点力顶紧，避免出现偏位。人员就位后，按试移参数表的参数进行试移，每级试移时，先加50%的理论油压，然后以10%的步幅缓慢增加，在逐渐加压的过程中，实时监测平移速度，对每一千斤顶的试移压力和平移速度进行调整，逐步达到整体的协调工作，为平移提供实际的操作数据和经验。
　　3.8平移
　　试平移后，按所得经验进行平移，并控制平移速度不超过60mm/min。平移过程中，实施多种实时监测，防止建筑物发生扭转或沿移动方向的轴线间产生位移差，按移动最大行程差小于50mm、扭转角小于1/1000、轴线偏差小于轨道宽度1/3进行控制。在出现偏差时，通过调整钢滚轴的方向来减少偏差。平移时通过在千斤顶后放置钢垫板、钢垫块，实现持续位移。每平移1.2m后，需暂停，并将钢滚轴卡紧，移动反力架、千斤顶，在前一个销板位安装，再平移，如此重复，直至建筑物的横向轴线与新基础的横向轴线偏差小于30mm。卡紧钢滚轴，在1～9轴摆放钢滚轴后，取出A～E轴钢滚轴，在2、3、7、8轴安装反力架、千斤顶，按试平移、平移的步骤实施横向平移，直至建筑物的轴线与新基础的轴线偏差小于30mm。平移情况见图5。
　　3.9连接
　　建筑物平移到位后，复核其轴线、标高情况，调整到轴线偏差小于30mm，标高偏差小于30mm，在置换梁下加入预制的混凝土垫块，并用薄钢板垫紧，卸下滚轴，在承重的置换梁下两侧支模，外立面置换梁的外侧模板取齐外立面，内侧模板在置换梁外侧100mm，室内部分置换梁的两侧模板在置换梁外侧50mm，浇筑C25微膨胀混凝土，混凝土面高出置换梁底100mm，振捣密实，24小时后拆除侧模，浇水养护14天，使混凝土膨胀，与置换梁连接紧密。
　　4.修复验收
　　建筑物连接固定后，进行全面检查，未出现影响结构安全的裂缝。对建筑物原有较深的裂缝用灌浆法修复，较浅的裂缝在抹灰层修复。全面恢复后，进行验收。
　　5.结语
　　本工程通过对平移施工的每一工序进行精心计划，详细交底，规范操作，突出重点进行管理，顺利完成了平移施工。