引言:
隨著社會經濟的飛快發展,各個大、中、小城市基本設施建設力度不斷加大,市政交通狀況和市鎮規劃不斷改善,道路加寬、改變建筑物規劃布局等情況也越來越多,許多建筑物影響到城市的整體規劃,特別是一些新建成的建筑物和一些仍具有保留價值的古建筑,遇到這種情況,通用的做法就是拆后重建。這不僅給地方及政府帶來了一定經濟損失,而且對一些有歷史價值的古建筑將無法復原保留,也就是在這樣的背景下,建筑整體平移、建筑物整體移位技術在我國逐漸地發展起來。
一、建筑移位的基本概念
建筑物移位就是將整棟建筑物(不包括基礎),從原址移至規劃新址,它包括縱、橫向平移、轉向或者移動加轉向,其原理是通過結構托換技術,利用在框架柱或者磚墻兩側先施工的上軌道梁作為一個托架,將建筑物沿某一特定標高分離,然后設置能支承建筑物的行走梁和基礎梁以及行走裝置,通過外加的牽引力或頂推力將建筑物沿規定的路線平移到預先設置好的新基礎上,通過上部結構與新基礎連接,使其成為永久性建筑物。
二、建筑物移位的設計、施工與監測
1.建筑物移位的設計
建筑物的整體移位,是一項技術要求較高,具有一定風險性的工程,要求通過平移、轉動和頂升,不僅使移位后的建筑物能滿足規劃、市政方面的要求,而且在平移過程中和平移就位連接后還不能對建筑物的結構造成損壞,因此在對已有建筑物進行平移設計時,要綜合考慮各方面的因素,確保建筑物平移的成功。建筑物整體平移設計應包括:平移線路設計,旋轉頂升設計,臨時加固支撐設計,行走裝置和動力裝置設計,行走底盤(行走梁)設計,基礎設計(原位基礎、行走基礎和新位基礎),就位后連接設計等。平移設計要遵循以下設計原則:
(1)行走底盤的整體剛度必須足以抵抗平移過程的推、拉作用不協調引起的附加內力,以及上部結構不均勻的重量分布。
(2)底盤的行走梁不僅要承受上部結構的重力及滾軸引起的局部承壓作用,而且還要承受平移過程中由于行走軌道面起伏不平或局部變形引起的動力沖擊作用,因此必須具有足夠大的強度。
(3)對于臨時受力構件,如整體平移線路上的基礎設計安全系數可適當降低。
(4)對于反復受力構件,如垂直頂升和水平移動時行走梁以及反力支座點,由于循環荷載的作用,其安全系數可適當提高并加強構造措施。
(5)應考慮新舊基礎之間的地基變形差異,分別計算已有建筑物基礎的殘余沉降量和新基礎部分沉降值;在計算新基礎的沉降量時,要考慮到平移過程中建筑物荷載增加與新建過程中荷載增加的區別;另外,在設計時應適當考慮已有建筑物地基承載力的提高,必要時應對基礎作加固處理。
(6)整體移位的結構計算簡圖必須和實際結構相符,應有明確的傳力路線、合理的計算方法和可靠的構造措施。
(7)整體移位后,建筑物位于地震區的尚應按抗震鑒定標準進行鑒定,不滿足時應進行抗震加固處理。
(8)移位就位后,建筑物應有可靠的連接,并符合現行國家有關規范和標準。
2.建筑物移位的施工
建筑物平移施工前應該熟悉已有建筑物的設計圖紙和平移設計圖紙,具有完善的施工組織設計和監測措施,根據建筑物的現場檢測和鑒定結果對其進行必要的加固。建筑物移位施工的主要順序為:
(1)施工準備工作,制作新基礎、行走基礎和行走基礎梁、行走裝置(滾軸、敷設鋼板等);
(2)對建筑物進行加固處理,制作行走底盤(行走梁);
(3)斷開上部結構與原基礎的連接;
(4)按照施工工藝要求移位建筑物到位;
(5)將建筑物上部與新基礎連接起來,移位即告結束。
3.建筑物移位的監測
為了確保建筑物平移過程中的結構安全和移動平穩,必須對移位過程進行實時動態和靜態監測。動態監測主要是振動加速度的測試,主要包括建筑物在平移時橫向、縱向和豎向的加速度變化。動態監測的主要目的是保證建筑物在移位過程中的平穩性,防止過大的加速度對上部結構產生過大的剪應力,造成結構的破壞。
三、工程實例
實例1 深圳地鐵環中線(原5號線)平移工程
深圳北站~民治站區間明挖段K20+612.752~K20+682左線結構因土方回填造成偏移,偏移造成變形縫K20+612.752向北偏移9.5cm,變形縫K20+670向南側偏移77.1cm,同時導致K20+670~K20+682段結構也發生偏移,需對偏位結構先進行整體頂升,然后整體平移至設計位置,該項目由我司負責設計、施工及全程監測,現已順利完工。
實例2 武漢京漢鐵路總工會舊建筑物移位工程
武漢市聞名于世的京漢鐵路總工會舊址,因城市建設需要將整體向西南遷移20多米,移位工程已圓滿完成。
實例3 山東煙臺市二項四層樓房移位工程
該工程兩棟建筑物均為四層磚混結構,A棟采用滾軸滾動移位,已平穩移至新址;B棟采用轉輪滾動,因輪軸變形且應力集中,使建筑物構件局部開裂,也已順利移至預定位置。
四、結語
拆后重建或拆后不建勢必造成經濟上或歷史遺產的浪費及損失,移位技術已不斷發展,逐漸應用于工程實踐,其中也有許多不足,接下來要做的就是認真總結,充實完善,繼續創新,把移位技術的風險不斷降低,把移位的設計和施工技術不斷提高。