绿色消费策划：推荐建筑物平移技术--昕龙春XLC  

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    近年来，建筑整体移位技术得到迅速发展，根据建筑物周围条件与规划要求，在一定范围内实施整体移位，使其得以保留，取得理想的效果，其经济效益十分明显。建筑物整体移位涉及地基基础、钢结构、混凝土结构、砖木结构等领域，它采用托换技术，将上部结构与基础分离，安装行走机构、施加动力后达到水平移位。安装顶升机构达到垂直移位并使倾斜得到调整。利用液压推进系统，提高了水平移位速度，提高了工效，为建筑物整体移位技术的推广应用提供了条件。
    1 特点
    （1）建（构）筑物不需拆除，保持其上部结构原状，保留或恢复其使用功能。
    （2）在整体水平移位中，应用组合式下走道板及活动反力支座能灵活拆装，重复利用；在需转向移位时，可进行局部换向操作，做到安全可靠，方便换向。
    （3）采用液压推进系统及组合式下走道板，可有效地提高工效，缩短工期，降低工程费用。
    2 适用范围
    适用于具有使用价值或保留价值，但因各种原因需全部或局部拆除；因平面位置不妥，需规划调整的建（构）筑物：（1）一般工业与发用建筑，其层数为多层，其结构形式可抱括钢结构、钢筋混凝土结构、砖木结构、石结构等；（2）其他构筑物；（3）古建筑与特殊建筑。
    3 工艺原理
    （1）利用先施工的托换梁作为一个托架，利用在托架与基础或平移轨道之间安置的行走机构，在外加动力推动下进行水平向移位；或利用在托架与基础之间安置的顶升机构进行垂直向移位。
    （2）托换梁将建筑物沿某一水平面切断，形成一个平面托架，将上部结构荷重转移至托架上，使上部结构与基础分离，形成一个可移位的整体。托换梁一般为钢筋混凝土结构，分段施工组成。
    （3）在托换梁与基础或平移轨道之间安置滚轴，当施加的外加动力克服阴力后，即可实施水平向移位。在建筑物与就位处之间设置临时平移轨道，在就位处建造永久性基础，使建筑物水平向移位至就位处。
    （4）在托换梁与基础之间安置千斤顶后，当顶升力大于建筑物总荷重时，即可实施垂直直向移位。
    （5）建筑物就位后进行可靠的连接处理。
    4 施工流程
    4.1 整体移位的总体工艺程序
    有关工程资料收集-整体移位可行性分析评估-整体移位方案设计-施工前期准备-平移轨道、建筑物托换、新建基础-整体移位-建筑物就位连接-建筑物修复验收。
    4.2 钢筋混凝土托换梁施工工艺程序
    水准测量-室内外土方开挖-施工放样控制标高-施工段划分-墙壁体开凿-基础梁找平、修补-预留顶升洞-铺设隔离层-绑扎焊接钢筋-支模、浇捣混凝土-混凝土养护、拆模。以上为后置行走机构、顶升机构的施工程序。当前置行走机构时，把程序中“预留顶升洞-铺设隔离层”换为：铺设下走道板-置入钢滚轴-铺设上走道板。
    4.3 建筑物水平向整体移位施工工艺程序
    整体移位准备-整体顶升-置入行走机构-整体下降-设置反力反支座-安装油压千斤顶-确定顶推力参数-平移推进（千斤顶推进、千斤顶回程、置入垫箱、安装反力座）-偏位监测-偏位调整-就位。
    4.4 建筑物垂直向整体移位施工工艺程序
    整体移位准备-切断上下连接处、设置顶升标尺、安装千斤顶、砌体材料就位-确定顶升量及顶分量-设置监测系统-整体顶升（千斤顶顶升、千斤顶回程、置入垫箱、砌筑墙体）-垂直度监测-就位-临时支撑。
    5 施工要点
    建筑物整体移位前应进行可行性分析和综合经济评估。按国家现行有关规范和标准进行检测、复核和鉴定，经综合评估适宜整体移位的建筑物方可进行移位设计。
    建筑物整体移位设计应包括：托换、移位线路及轨道，顶升高度，临时加固支撑，新新基础，就位后连接等，建筑物位于地震区应按抗震鉴定标准进行鉴定，不满足时应进行抗震加固处理。
    5.1 托换梁的施工
    利用人工或机械在整体移位要求的某一水平面上将建梁底进行处理后，在单元梁段内绑扎钢筋，支撑，浇筑混凝土，完成一个单元梁段。各单元梁段之间相互连接，最终形成一道封闭的托换梁——托架。
    （1）托换染单元的划分 单元梁段越长，其连接处理越少，可降低工程造价，提高施工工效，并可提高托换染的整体墙壁体开凿长度不可能无限制增加，一般应根据建筑物层数、楼面结构、墙体承重的主次关系、砌体本身强度等因素综合考虑，将墙壁体划分为若干个单元，每个单元长度一般在1500-2000mm之间。交叉墙壁体处为一个独立单元，各单元梁段应间隔施工，相邻单元梁段混凝土强度达到砌体强度后才能施工。
    （2）单元梁段的连接 单元梁段之间主筋采用双面焊接，其施工缝的处理，应严格按相关施工规范执行，后浇单元梁段浇捣混凝土前，应清除施工缝表面的垃圾、水泥薄膜及表面松动的砂石和软弱的混凝土层，同时还要将表面凿毛，用水冲洗干净并充分浇水润湿，一般润湿时间不少于24h。在垂直移位时其千斤顶位置应避开施工缝位置，一般应设置在单元梁段中部。
    （3）单元梁段的混凝土浇捣 单元梁段梁顶面应保证与墙体密实连接。支模，应采用嗽叭口，并超灌200mm高混凝土。
    （4）框架柱的托换 框架柱托换施工时应间隔进行，为了保持原框架的柱网尺寸，应在切断柱子前，设置水平杆件定位。相邻柱不得同时托换。必要时应设置临时支撑措施，如采用砖柱或钢管支撑。由于框架柱主要传递上部结构荷载，其托换依靠后浇牛腿实现，因此，后浇牛腿应考虑新旧混凝土的协调工作，在钢筋布置、钢筋锚固或焊接长度方面加强处理措施。
    框架柱托换完成后，当后浇混凝土部分达到设计强度后即可实施切断，切断一般采用人工开凿，机械钻孔为辅，以防止产生大的振动。柱切断后应尺快进行移位施工，防止出现过大变形。
    （5）整体水平移位轨道基础的选择 根据现场工条件，地质勘察资料，建筑物总荷重、结构状况、重要等级等情况确定基础的材料。其材料可选用结构、钢筋混凝土结构、条石结构、木结构及各种组合结构。其要求是能满足结构承载能力，方便施工，可重复利用。根据整体移位方案设计，每隔一定距离在基础中应预埋Ф50mm管，用于固定行走机构。
    （6）整体水平移位轨道基础地基处理 在远距离移位过程中，对于轨道基础缺乏详细的地质勘察资料时，应在基础施工前作详细了解，并采用钎探等方法，查明是否存在孔洞、暗沟。软弱地基应经处理，并经现场荷载检测。
    （7）建筑物平移前的加固 混合结构中，对于有门窗洞采取横向刚度加强措施；框架结构中，可采用填充砖墙、砖柱，钢筋混凝土柱或钢管临时加固，以分解集中力。
    5.2 整体水平向移位（整体平移）
    （1）行走机构的安置 根据工序分前置式和后置式2种。前置式在托换梁施工时安置，随托换梁施工进行。后置式在托换梁施工完成，达到设计强度后，采用整体垂直移位，使托换梁与基础间有一定的空间，从而进行一次性整体安置。
    前置式行走机构施工时，托换梁单元梁段划分应考虑行走机构中行走道板长度，并保证走道板水平一致。后置式行走机构施工时，由于垂直移位需要，应预留机械千斤顶顶升洞并保证一定的洞口高度。其预留洞口数量应根据建筑物总荷重计算确定。
    行走机构中的滚轴需承受上部全部荷重，其根数与间距应根据建筑物荷重确定，滚轴材料考虑远距离移位或多次重复使用，一般选用实心钢滚轴。后置式行走机构施工时，行走机构安装完成后建筑物需进行整体下降处理，其千斤顶操作应统一均衡，防止局部千斤顶超载发生破坏。
    （2）外加动力施加 应优先采用液压千斤顶系统，对千斤顶与压力表进行的配套校验。外加动力按实际作用点分配，其分配原则为：施加在各作用点的外国动力必须与建筑物上部结构传至托换梁的重力成正比。外加动力作用点必须尽可能与建筑物各轴线重合，全用点分布应根据托换梁布置综合考虑，以对称均匀为原则。
    （3）上下走道板间水平误码率差及处理措施 建筑物在托换时一般分成几十个单元进行施工，必定存在一定的累计误差。实际施工误差最大值可达20mm。其处理措施主要是加强水准测量，反复校核，多点校准。对于远距离水平移位，在条件许可时，优先采用后置行走机构，其水平误码率差可在安置行走机构时利用垫层调整。
    （4）整体移位偏位及矫正 由于上下走道板之间局部存在不平行，产生滚轴受力不均，在移位时引起滚轴与轨道板轴线不垂直，其结果导致建筑物在移痊时偏位。出现偏位后，应根据偏位方向统一利用滚轴进行矫正。移位时应进行监测，及时矫正偏差，防止偏位过大。
    （5）转向时行走机构置换 需要在整体水平移位中进行方向转换时，可采用置换行走机构方法完成。平移轨道在换向区应顾留千斤顶孔洞，建筑物到位后可采用机械式千斤顶进行局部或整体顶升，对行走机构采取局部换向置换，当行走机构换向完成后，可采用局部或整体下降方法，卸除千斤顶荷载，使托换梁支承在行走机构上。
    （6）移位时的监测 整体水平移位时，应对外加动力各作用点实际施加力进行观测记录，根据外加动力变化判断移位时的异常情况。同时采用直尺、经纬仪，对移位过程中的建筑物偏位进行监测，利用水准观测监控平移轨道基础沉降。同时应加强上部结构观测，及时发现安全隐患。
    5.3 整体垂直移位（整体顶升）
    （1）顶升机构 顶升机构由机械式螺旋千斤顶与支承垫箱、铁板等组成，局部可采用液压千斤顶辅助操作。
    （2）顶升点布置原则 可根据线荷载分布或集中力位置来布置，在混合结构中一般千斤顶间距为1.5-1.7m，沿墙壁体分布，墙体洞口处应避开，荷载相对集中处可适当加密或换用工作荷载大的千斤顶，在框架结构中千斤顶布置主要集中在柱周围，在条件允许时，可在柱底布置千斤顶。
    （3）顶升操作 应保证千斤顶同步顶升和支垫稳固。当累计顶升高度超过千斤顶行程时，应对千斤顶进行回程，回程时应注意相邻千斤顶不得同步进行，回程前应先用楔块进行支撑垫保护，并保证受力平稳。顶升累计在设计高度后，应立即在主要受力部位用垫块支承，并迅速进行结构连接处理。待结构连接完成，并达到一定强度后才能分批除千斤顶。
    （4）顶升监测 各个顶升点应设置顶升分量标尺，其最大分量不超过10mm，顶升时统一指挥，每次各顶升点应达到所村求的顶升分量值，以防产生误差，导致上部结构变形。顶升时设置水准仪和经纬仪进行观测，以控制建筑物倾斜。
    5.4 整体移位后的连接处理
    （1）承重墙壁体的连接 应采用不低于原墙壁体要求的砌体材料，新砌墙壁体顶部与托换梁底之间砌筑砂浆应饱满，如间隔小于或等于砖厚度时，应采用细石混凝土灌填密实。
    （2）在整体垂直移位中，由于顶升到位后千斤顶不可能一次性拆除，墙体砌筑不可能一次砌筑完成，一般需分2-3次砌筑，相邻墙体搭接砌筑质量无法保证时，可采用浇捣素混凝土，以保证墙壁体整体性。
    （3）框架柱的连接 整体水平移位就位后，当柱底与基础面间隙较小时，可采用预埋钢筋焊接，间距较大有一定高度时，可采用钢筋混凝土连接；整体垂直移位后，其连接一般采用钢筋混凝土现浇处理。当柱主筋每边不多于4根时，其连接采用主筋上下焊接、连接区箍筋加密、提高混凝土强度等级；当柱主筋每边多于4根时，除上述处理外，应对该段柱进行局部加固处理，可采用加大截面法或外包钢加固法。应注意混凝土浇捣质量，防止新旧混凝土之间产生隔缝。
    6 主要机具设备
    （1）土方开挖 挖土机、装载机、正卸汽车。
    （2）托换梁 混凝土切割机，空心压缩机，风锤、电焊机、钢筋切割机、混凝土振动器、混凝土搅拌机、砂浆搅拌机。
    （3）液压推进系统 电动高压油泵站、液压千斤顶、电控箱、机械式千斤顶。
    （4）行走机构系统 组合式下走道板、钢滚轴、拆装式反力支座、垫箱、后反力架等。
    （5）顶升机构系统 机械式螺旋千斤顶，垫箱等。
    （6）监测系统 水准仪、经纬仪、测力仪表、直尺、对讲机、播音设备。
    7 劳动组织
    （1）建筑物整体移位涉及的工种 水泥工、钢筋工、水电工、电焊工、机修工、测量工、电气操作工、辅助工、专业技术人员。
    （2）整体水平面移位时一线作业班组 土方开挖、托换加固、测量控制、顶推移位、偏位矫正、设备搬运，设备维修、中央控制。
    （3）整体垂直移位时一线作业班组 托换加固、测量控制、顶升操作、墙壁体砌筑、设备维修、中央控制、辅助用工。
    8 质量标准
    （1）严格按GBJ202-83《地基与基础工程施工及验收规定》，GBJ50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》，GBJ50205-95《钢结构工程施工及验收规范》，GBJ203-83《砖石工程施工及验收规范》及有关规范标准施工。
    （2）托换梁底标高应严格控制，整体水平移位时水平误差应控制在5-10mm；整体垂直移位时可适当放宽限值。
    （3）水平移位时，其平移轨道及新建基础面标高水平误差<=5mm；水平移位过程中轴线偏差应控制在1/2托换梁宽，就位时轴线偏差<=20mm。
    （4）外加动力施工加值应控制在设计计算值10%左右内。
    （5）建筑物就位后，除需对原有垂直度进行调整外，其垂直度不得超出原有垂直度千万之一。如需对原垂直度进行调整，其调整后最终垂直度应符合验收要求。
    （6）建筑物就位后，应使上部结构与基础重新连接，并保证建筑物具有良好的整体性能和抗震性能，连接构造传力路线明确，构造简单，其承载力不低于原有结构。
    （7）建筑物整体移位应保证主要受力构件不出现裂损，次要构件不破坏，附属构件可修复。
    9 安全措施（略）
    10 技术经济效益分析
    （1）节省能源、成本低、省工省时 据统计，建筑物整体移位所需旨用约点拆除重建费用的20%-60%,整体垂直移位一般在20%，整体水平移位一般在40%。节省建筑用材，减少拆除引起的环境污染。整体移位所需时间一般为60-90d。
    （2）建筑物整体移位应用于古建筑等方面，可保持其原貌与结构构造完整。
    （3）整体移位过程对建筑物本身结构影响较小，对邻近建筑物及周围环境无影响。
    （4）托换梁、移位基础、新建基础可同时组织施工，在掺加外加剂等措施后，可进一步缩短工期，满足各方要求。
    （5）采用液压推进系统，其平移速度比传统机械千斤顶提高约30倍。
    （6）整体垂直移位可对建筑物倾斜进行处理，恢复其使用功能。

钢筋混凝土分荷结构在房屋平移中的应用

www.xlc.cn  作者：蒋岩峰 时间 2006-11-12

1.工程概况1.1建筑概况
　　天津众美制衣综合楼原为津东农工商营业楼，建于1992年。为6层钢筋混凝土框架结构（见图一），北侧后门正中有运货电梯一座，东西两侧各有一道人行楼梯。建筑物东西长43.08m，南北长27.65m。除一楼层高为5.4米，6楼层高3.9米外，其余各层的层高均为4.5米，大楼总高27.9米，建筑总面积约5200平方米。根据规划需要，大楼整体向北平移35m，迁移总重量约为10346吨。（图二）

图一  房屋原貌

 
　 图二  平移示意图

1.2基础概况　　原大楼A轴为一层裙房，A轴柱下为条形基础，采用倒T形断面，梁高0.8m，板厚0.3m，梁宽0.5m，板宽1.5m。

　　B～F轴采用C30钢筋混凝土梁板式筏板基础，主梁断面高1.4m，宽0.8m，梁底相对标高-2.100m。次梁断面高1.3m，宽0.7m，梁底相对标高-2.100m，筏板厚0.4m，板底相对标高-1.700m，筏板在基础周边还伸出轴线外2.5m。基础梁板下均设0.1m厚的C10素混凝土垫层。（图三）

 

   图三  基础平面示意图 基础断面示意图

1.3地质情况　　根据地勘报告，地质情况如下：层底标高0.1～1.89m为人工填土层；0.47～1.33m由坑底淤泥组成；-1.40～-2.12m由粘土和亚粘土组成，可做建筑物的持力层；-11.01～-11.82m主要由灰色亚粘土、轻亚粘土组成。

　　本场区地基土的容许承载力［R］值，在标高-1.63m以上天然土（不包括坑底淤泥）［R］=120KPa；在标高-1.63～－7.13m，［R］=100KPa；在标高-7.13～－11.82m，［R］=120KPa；在标高-11.82～－13.72m，［R］=140Kpa。

2.分荷结构　　要使房屋移动，必须将其由原基础托换到可移动的上轨道结构体系上。 在上轨道结构体系设计中，将框架柱的集中荷载转换为上轨道梁对下轨道梁的分布荷载，这对于柱荷载较大、地基承载力较低、移动距离较远的下轨道结构体系及其基础的设计是经济的、合理的。若仅依靠上轨道梁自身进行此荷载的转换，不但需加大上轨道梁的截面，而且还因梁的变形使荷载分布不均，柱下荷载偏大，跨中荷载偏小，荷载转换的效果不甚理想。因此合理的选择是采用分荷结构，将柱荷载经分荷结构传至上轨道梁，然后近似转换为均布荷载，通过移动装置作用于下轨道梁上。

　　天津津东农工商营业楼平移工程中，由于柱荷载较大，个别荷载达到4500KN，φ73mm滚轴需按20cm的间距密布，而上轨道梁受室内地坪至主梁顶的高差限制，梁高只有500mm，

　　必须设置分荷系统，才能满足承载要求。经过多方案的比选，放弃了传统的钢结构分荷形式，开发应用了“钢筋混凝土分荷结构”。（见图四）

　　“钢筋混凝土分荷结构”是由框架柱前后侧对称设置的钢筋混凝土分荷斜柱和斜柱上部的钢筋混凝土抱柱箍组成，并与框架柱及上轨道梁连成完整的一体，提高了分荷结构的节点刚度和传力的可靠性。斜柱底部将上轨道梁三等分，缩短了上轨道梁的跨度，有效减少了上轨道梁的内力。斜柱顶部不像传统的分荷方法支于一层楼板框架梁的底部，而是通过抱柱箍作用于框架柱的中下部，减少斜柱长度，既提高斜柱受压稳定的性能，同时也增加了上轨道梁的侧向刚度和抗扭刚度。由于整个结构高度较低，方便了施工和平移过程中的监测。

3.方案设计3.1新址基础设计 　　新址地质勘察报告所揭示的地层，与原大楼地基地质勘察报告所揭示的基本相似，新址报告中所示该场地地基土基本值与原报告中地基土的容许承载力基本一致，原大楼采用片筏基础，故在新址仍采用片筏基础应能满足建筑物的承载要求。

　　新址片筏基础主次梁的布置仍与原址基础一致。XB～XE轴的主梁断面尺寸和配筋与原址基础B～E轴的主梁完全一致。新址柱间次梁及筏板的断面尺寸和配筋与原址的柱间次梁及筏板相同，而新址柱下次梁按原址柱下次梁的承载能力并结合下轨道梁的构造和承载要求重新设计。

3.2下轨道梁的设计　　下轨道梁采用钢筋混凝土结构，下轨道梁一方面作为整个房屋平移及托换体系的基础，同时顶推时为千斤顶提供反力。在①至⑧轴上共设8条下轨道梁，下轨道梁从新址基础延伸至反力后背处。原址片筏基础的轨道梁，贴在片筏基础次梁两侧。新址下轨道梁兼作新址片筏基础次梁，新址每条下轨道梁也由两片轨道梁组成。在新旧基础上采用同一类型的下轨道梁对平移的安全性是有好处的。

3.3上轨道结构体系设计　　上轨道结构体系为钢筋混凝土结构，由上轨道梁、抱柱梁、夹墙梁、分荷结构及连系梁等组成。上轨道结构体系用于承受移动部分的全部荷载，因此它应具有足够的强度、刚度及稳定性。

3.3.1上轨道梁设计　　上轨道梁采用双侧抱柱梁，采用槽钢与混凝土组合梁结构。与下轨道梁对应，共设8条上轨道梁。上轨道梁兼作一个方向的抱柱梁，按最不利荷载组合、多跨连续梁设计，同时考虑分荷斜梁的水平分力和平移推力引起的轴向力，每条上轨道梁为由双肢组成，梁底设［25槽钢部分代替梁底部钢筋兼作平移滑动面，箍筋与槽钢焊接。上轨道梁断面尺寸为250×500mm，顶面标高为－0.011m。

3.3.2抱柱梁设计　　设计时考虑正截面的的受弯承载力，局部抗压强度及周边的抗剪切强度。直接或通过连系梁与上轨道梁浇筑成整体。经过大量实践及实验证明，采用钢筋砼抱柱梁是进行柱托换的一种较为可靠、安全的形式。

3.3.3夹墙梁设计　　夹墙梁布置在墙两侧，相互之间通过小系梁连接，确保墙体切断之后承托墙体重量。

3.3.4分荷结构设计　　在本工程中开发应用“钢筋混凝土分荷结构”来解决柱荷载集中的问题。这种结构相比钢结构更能确保支点的受力可靠性，而且有很好的经济性与施工的便捷性。分荷结构的上部抱柱箍与上轨道梁的抱柱梁同时受力，对柱进行托换，抱柱箍按抱柱梁设计考虑。斜柱按45°设置进行分荷（见图五），按受压杆件考虑，钢筋按构造配筋设计。两侧斜柱间在上轨道梁处通过系梁连结，以增强整体性。“钢筋混凝土分荷结构”的工程成本较钢结构大大减少，但分荷效果较好。

3.4滑动面设计 　　本工程采用滚动摩擦，滑动面为滚轴对钢板。滚轴采用φ73钢管，管内灌高标号细石膨胀性混凝土，两端钢板焊接封盖。采用钢管砼的优点是受压后有微小的变形，可部分消除因施工精度不足造成的上下轨道梁不平整，保证上滑梁受力较均匀，减少对房屋结构产生不利影响。 3.5顶推设计　　要使房屋移动，目前有牵引法和顶推法两种。本工程采用顶推法，利用液压千斤顶作为顶推设备，采用目前我公司先进的PLC同步控制系统，使各千斤顶的同步顶推精度控制在2mm以内。因本工程平移距离较远，而千斤顶行程较小，仅为1.2m。所以顶推反力支座采用钢筋混凝土固定支座和钢结构活动反力支座两种形式。平移6.6米距离内采用更换顶铁的方法，每平移6.6米后倒用钢结构活动反力支座。

　　房屋移动启动时的滚动摩擦系数按0.1考虑，根据各轴线的荷载计算，本工程共采用100t千斤顶6台，320t千斤顶2台。

4.平移效果　　本工程于2004年7 月26 日开始平移，于2004年7月31日平移到位。开始启动时采用分级加载的方法。按照各轴线的荷载，分别按摩擦系数为0.02、0.03、0.04直至0.1取值计算出理论推力，然后由控制系统确定应提供的油源压力值。这种方法可以很好的保护房屋结构，避免突然的启动产生较大的加速度。实际顶推时，摩擦系数为0.04。顶推速度平均为2cm/Min，房屋一天平均移动约8米。就位横向偏差为3mm。

　　平移过程中“钢筋混凝土分荷结构”达到均布柱荷载的设计效果。截面为250×500mm的上轨道梁，除前端由分荷斜柱引起的水平拉力，按拉弯结构设计的部分出现受拉裂缝外，其它上轨道梁部分均完好无损。