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    建筑物整體平移技術

    隨著經濟建設的需要, 城市規劃在逐步完善, 道路在不斷拓寬, 一些已建成的建筑物要用整體平移技術保留??傮w思路是: 在擬移動房屋的基礎標高的位置設計、建造 1 條特殊的軌道, 使擬移動房屋可以沿該軌道移動到新位置, 該軌道被稱為"下軌道梁"。再設計1列能在"下軌道梁"上移動的"列車", 該"列車"的底盤由"上軌道梁"構成。"上軌道梁"與"下軌道梁"平面位置對應。上下軌道梁之間可以設置滑動裝置或滾動裝置, 就成為"列車"的輪子。然后, 將房屋結構與"上軌道梁"相連。連好后, 在"上軌道梁"下部將房屋與原基礎切斷。此時, 整個房屋就支承在 "上軌道梁"上了,即整個房屋就放在" 列車"的底盤上了。這時給"列車"一個動力( 推或拉) , "列車"就可載著整個房屋移動了。移到新基礎位置, 將房屋結構與新基礎固定。至此, 房屋的整體平移就完成了。

    這項技術主要包括: 平移軌道的設置; 建筑物的上部結構與原有基礎的切斷; 牽引建筑物在軌道上移動; 將建筑物固定在新基礎上。根據建筑物整平移的工程經驗,所使用的方法也略有不同。

    1 南京加固公司平移軌道的設置方法

    建筑物整體平移過程是在平移軌道上進行的。軌的構造通常有滑動機構和滾動機構 2 種?;瑒訖C構的牽引過程比較穩定, 但目前尚未找到一種理想的強度高、硬度大、摩擦系數小的材料。滾動機構是由上軌道梁、下軌道梁及位于其間的許多個滾軸構成。軌道梁在建筑物平移過程中承擔著上部建筑物傳來的恒載和活載( 建筑物在平移時, 2 層以上可照常生活和工作)。因此, 軌道梁的設計非常重要, 其強度、剛度若出現問題, 建筑物將會產生裂縫、破壞, 甚至危及人身安全。

    1.1雙梁式軌道梁做法

    (1) 挖去原基礎兩側的填土, 暴露全部基礎。

    (2) 在原基礎兩側底部各澆注 1 根鋼筋混凝土梁( 下軌道梁), 在水平方向一直延伸到房屋新基礎的位置。

    (3) 下軌道梁達到一定強度后, 在梁上安裝滾軸( 直徑 50~ 100mm的鋼棒) 。

    (4) 在安裝好的滾軸上支模澆注 2 根鋼筋混凝土梁(上軌道梁) , 把原基礎夾持住。為使夾持牢固, 澆注上軌道梁前, 先將原基礎沿軸線方向的兩側各切去 10~ 20mm, 以便與上軌道梁能夠良好地連接。并在左右兩側上軌道梁之間每隔 1~ 2m澆注 1 根鋼筋混凝土聯

    系梁, 保證其整體剛度。

    (5) 待上、下軌道梁達到設計強度后, 再在上、下軌道梁之間適當位置把房屋上部結構與原基礎切斷。至此,房屋的上部結構就脫離了原基礎, 而支承在新澆注的上軌道梁上。施加動力, 房屋即可移動。

    1.2單梁式軌道梁做法

    (1) 挖土至基礎底面。

    (2) 將柱的原獨立基礎表面鑿毛, 在獨立基礎之間澆注下軌道梁。下軌道梁底面坐落在堅硬土層或巖石層上, 從而防止不均勻沉降。下軌道梁在水平方向一直延伸到房屋新基礎的位置。

    (3) 下軌道梁達到一定強度后, 在梁上安裝滾軸。

    (4) 將柱根部四周剔鑿露出主筋, 在安裝好的滾軸上綁筋、支模、澆注上軌道梁, 上軌道梁的主筋夾住柱的主筋, 澆注后,柱與上軌道梁連成一體。

    (5) 待上、下軌道梁達到設計強度后, 再在上下軌道梁之間將柱與原基礎切斷。至此, 房屋的上部結構就脫離了原基礎, 而支承在新澆注的上軌道梁上。

    2 建筑物的上部結構與原有基礎的切斷上下軌道梁施工完畢, 混凝土強度達到設計要求,即可切斷框架柱與原有基礎的連接。上下軌道間的間隙僅為 50~ 100mm( 滾軸直徑) , 給切斷柱的施工帶來困難。通常選用的方法有: ? 鋼筋混凝土鉆石鋼線切割機施工, 可克服施工空間狹小的困難; # 用風鎬破碎混凝土, 用氧?乙炔切割鋼筋; ? 用手錘、鋼釬進行剔鑿。

    3 牽引建筑物在軌道上移動

    3.1牽引動力計算

    牽引動力是指對房屋移動施加的外界力??偁恳齽恿τ扇舾蓚€牽引分力組成, 即在與沿移動方向平行的每組上軌道梁上施加 1 個牽引分力。牽引設備可用機械手搖千斤頂、電動葫蘆、卷揚機、液壓千斤頂等。牽引動力設計的基本要求是: 施加在房屋各個軸線上的牽引分力須與房屋上部結構傳給上軌道梁的重力成比例,以保證牽引力的合力通過房屋的重心, 避免牽引過程中出現扭轉。牽引力大小與建筑物荷重、行走機構材料等有關。

    房屋由靜到動或由動到靜, 都將產生一個加速度。該加速度會對房屋上部結構產生剪應力, 導致房屋前后傾斜、搖擺。如該剪應力超過房屋的抗剪能力時, 會導致房屋出現裂縫、甚至傾塌。因此加速度應嚴格控制在一定范圍內, 并采取有效措施, 盡量減小。

    對建筑物來說, 此加速度產生的剪應力是很小的,不會因此而出現裂縫。須格外注意牽引過程中的不均勻沉降, 否則將導致建筑物開裂。

    3.2牽引的動力設備

    牽引的動力設備可以放在房屋移動的前方, 采用拉的方式; 也可放在房屋移動的后方, 采用推的方式。

    3.2.1動力設備位于房屋移動的后方動力設備位于房屋移動的后方, 用推力比較穩定,

    但房屋每移動一段距離, 千斤頂就要重新安裝, 且要另澆注反力梁或安裝反力柱。如在某個 5 層框架結構整體平移項目中采用推力方式。選用的千斤頂頂程只有 0.15m, 因此必須設置

    壓力支墊系統, 每次推移千斤頂 15cm 后, 就要回縮千斤頂增加 1 個支墊, 使千斤頂重新具有推移 15cm的能力。支墊系統由預制鋼筋混凝土墊塊和壓桿穩定裝置組成。墊塊規格為 200mm ? 200mm ? ( 150、300、600、1 200、2 100mm) , 可組合成以 150mm 為進級的各種尺寸。壓桿穩定裝置由錨桿與壓緊角鋼組成。

    3.2.2動力設備位于房屋移動的前方動力設備位于房屋移動的前方, 用拉力的優點是千

    斤頂可以固定在一個現澆的反力梁上, 無需反復移動。缺點是千斤頂到被移房屋間距離遠,需用較長的鋼拉桿或鋼絞線。但鋼拉桿或鋼絞線受力后變形較大, 應注意控制各鋼拉桿或鋼絞線的變形一致性。同時要注意錨具與鋼拉桿或鋼絞線錨固牢靠, 任何千斤頂上的錨具打

    滑都將使拉力的合力與房屋的重心偏移。

    4 .移動過程中的控制

    建筑物移動階段, 控制重點應放在保證建筑物在移動期的安全方面, 其手段主要有沉降觀測和裂縫觀察。對常見的矩形民用建筑來說, 在涉及到本工程自東向西這種移動形式時, 還要面臨另外一個不利因素,即在向建筑物的縱軸方向移動時, 建筑物墻體的承重方式由原橫墻承重變為縱墻承重, 同時建筑物本身對不均勻沉降的敏感性增大, 以上兩種因素綜合作用易造成墻體開裂。所以, 在建筑物移動階段, 主要控制重點應放在沉降觀測和建筑物裂縫觀察方面。對于本工程, 在建筑物平移路線的兩側建立用于沉降觀測的高程控制網, 在平移開始后的每天早、晚各作一次觀測, 及時發現建筑物在平移過程中可能產生的不均勻沉降, 并采取相應措施。建筑物移動時應對以下階段進行重點觀測: 地基承載力不均勻的區域, 如

    舊房基與普通土共存區, 永久地基和行走地基( 由于兩者不同的處理方法造成承載力差異)共存區。建筑物移動的動力, 通常是在建筑物前進方向上施加牽引力, 在建筑物前進的后方加上頂推力。牽引千斤頂主要保證建筑物移動過程中前進的方向, 頂推千斤頂主要是建筑物移動過程中所需加的動力。有關文獻研究表明: 建筑物整體平移所需的啟動牽引力 F隨著建筑物自重的增大而增大, 但并不成線性比例關系, 其增加的速度大于自重增加的速度; 啟動牽引力 F與滾軸直徑的大小成反比關系, 即牽引力 F 隨滾軸直徑的增大而成比例減小

    5 .建筑物與新基礎的固定

    上軌道梁高度通常在1 200~ 1 800mm, 已滿足柱內縱筋在基礎中的錨固長度要求, 上軌道梁已經相當于上部結構的基礎, 只不過此時的基礎是坐落在滾軸上。為了保證整座房屋的穩定性和抗震性能, 必須與新基礎采取穩定可靠的連接。常用的連接方法有兩種:

    (1) 滾軸保留在基礎內部 ?在柱的上軌道梁上設有預埋件,房屋平移至新位置后, 通過鋼板與下軌道梁上的預埋件焊接連接; 上、下軌道梁間的滾軸保留在內部, 滾軸之間的孔隙用細石混凝土澆灌密實。這樣既能保證上部結構與新基礎連接在一起, 同時在遇到地震作用時連接鋼板的變形、滾軸與填充混凝土之間的擠壓變形可以吸收一部分地震能量, 從而減輕地震對上部結構的作用, 達到減震的目的。

    (2) 取出滾軸再澆注混凝土房屋移至新基礎后,沿上軌道梁每隔一段距離( 由設計確定位置及間隔長度)將滾軸取出, 在上軌道梁與新基礎之間澆注微膨脹混凝土。待此部分的混凝土強度達到設計要求, 將其他區段的滾軸取出, 再在上軌道梁與新基礎之間澆

    注微膨脹混凝土。最后, 回填土至地面, 再對建筑物進行恢復性裝修即可。

    6 移動后的控制

    在建筑物的就位與新基礎連接階段, 主要應保證建筑物最終準確定位和保證水平支撐系統與新位( 永久) 基礎的連接。最終定位階段應根據移動距離逐步縮短觀測間隔, 保證建筑物的定位滿足施工要求。在進行基礎與水平支撐系統連接時, 注意混凝土墊塊的放置間距和位置, 保證混凝土澆注的密實度。

    7 .結語

    (1) 建筑物移位工程監測的重點是水平支撐系統結構布置、行走地基處理手段、移位過程中差異變形控制、新位地基處理及基礎形式等技術環節。

    (2) 建筑物移位工程應重視對施工方案的技術經濟分析,注重在方案的技術先進性和經濟合理性之間取得平衡, 這樣才能取得較高的經濟收益。

    (3) 水平支撐系統主要承受建筑物荷載, 在行走階段還要承受頂推和牽拉作用, 應作為質量控制重點。

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