阳春大酒店平移工程的设计与实践.doc

阳春大酒店平移工程的设计与实践

发表日期：2003年3月22日      已经有141位读者读过此文

李小波，谷伟平，李国雄，蒋利民
（广州市鲁班建筑防水补强有限公司，广东广州 510665）
1 工程概况及工程地质条件
（1）工程概况 阳春大酒店地处阳春市中心十字路口，紧挨着穿越阳春市的国道（见图1）。因为国道要进行扩建，该楼面临着拆除或向后移6m。若拆除重建需耗资约400万元人民币和两年施工时间，经政府和建委综合考虑，决定采取房屋后移6m的方案。
（2）楼房结构情况 楼房共7层，首层为商铺，2层以上是餐饮和旅业，每层面积为532㎡，共同3665㎡，为混凝土框架结构。柱下独立基础，基础尺寸最大3900㎜×2900㎜、最小70㎜×1100㎜，基础厚度800～1100㎜，基础面埋深1.4～1.5m,建于1983年。
（3）工程地质条件 因该楼兴建时没有作地质勘探，帮提供不出准确的地质资料。后经我公司进场进行补勘，该址地质情况大致如下：0.0～1.3m为素填土；1.3～5.7m为可塑粘土； 6.3～9m 为砂质粘土；8.0～13.2m为中砂； 11.5～16.5m为砾砂； 16.5～17.3m为强风化岩，16.8m以下为微风化岩，局部石灰岩内含溶洞。该场地是典型的山区坡积土层，而且是石灰岩地区，房屋远离国道一边的岩层埋深比靠近国道的一边深。
2         平移的技术要求
（1）在平移工程的施工期间和完成以后，都必须保证被迁移房屋和人员的安全。
（2）不改变房屋的结构和使用功能，保持原有的室内净高。
（3）施工期间保证2层及以上楼层照常使用。
（4）必须保证房屋平移后新旧基础的沉降差不得大于规范要求。上部结构与基础的连接稳固安全。
（5）房屋必须保持平稳水平地向后推移6m。
3         平移方案的制定
选择施工方案的原则是：托换底盘和滑行轨道安全可靠，有足够刚度；施工工艺简单，容易操作；推移的方向、速度和距离可控性强，安全度高，造价低。
3.1 制定施工方案需要考虑的因素
1）由于该楼进深跨度为6m，平移6m后，其中两排柱刚好座落于原有基础上，1排柱需另建新基础，所以除要考虑充分利用原有基础外，还要解决新旧基础间的沉降协调问题，使楼房平移后不会产生因不均匀沉降而引起裂缝或倾斜。
（2）上部结构的重量能可靠地传递到托换底盘上，而该底盘在房屋推移过程中应有足够的刚度，能达到其变形可忽略不计、底盘强度能完成运输房屋和增大基础结构刚度之作用。
（3）轨道系统的刚度和强度应足够承受房屋的全部重量，并保证水平地、方向准确地移到新址上。
（4）反力系统尽量利用原有结构。
（5）大楼平移时，应平移可控性好，反力施加明确，反力设备尽量简单。
3.2 平移方案的选择

（1）基础形式的选择 平移后房屋的基础一部分（A轴柱）可利用原有基础，还有一部分（C轴柱）原有基础由于荷载比原设计增大需进行补强，其余（E轴柱等）要做新基础。新做基础可考虑采用桩基础、天然基础、短桩与天然基础组成的复合基础。桩基承载力好、沉降小；天然基础造价低，与原基础同类型，但地处坡积土层，而且新建天然基础会出现一定量的压缩变形，会导致楼房产生不均匀沉降；复合基础造价居中，也能消除天然基础的沉降问题。由于该场地位于石灰岩地区坡积上层，而石灰岩地区通常都存在溶洞，因为平移后新址上E轴柱等要重新做基础，并且也是位于坡积上岩层理深较深的一边。鉴于上述情况，本工程采用桩基础作后排新基础采用在原有柱下单独基础上增加极形成复合基础作C轴柱基础来进行承载力补强。A钢柱因平移后坐落在原C轴柱基础上，承载力不需增加，原有基础承载力足够。
（2）桩的选择 可采用的桩形有：钻孔灌注桩、微型桩、静压预制桩。本工程采用静压预制桩结合原有柱下天然基础形成复合基础作C轴柱的新基础，采用钻孔桩基础作E钢柱等的新基础，这样就能使新旧基础的沉降一致（见图2）。
（3）托换底盘结构形式的选择托换底盘可有梁式、板式、拱式、行架式托换结构，可以是钢筋混凝土结构，也可以是钢结构。本工程采用了我公司发明的专利技术“钢筋混凝土包柱式梁托换结构”，即通过采用托换梁与结构柱之间的新旧混凝土界面连接技术，使托换结构与原结构牢固地连接在一起并共同工作，而不需要在结构柱上打孔，造成损伤。这项技术我公司已在广州地铁一号线7幢6～9层楼房的大型桩基托换工程中成功运用（见图3）。
（4）移动轨道的选择移动大型房屋的轨道可采用钢结构、也可选择钢筋混凝土结构，支承在原有基础和新基础上。经分析对比本工程拟采用钢筋混凝土结构，轨道连接在原基础上。其优点是迁移完毕后结构柱刚好与基础对中，便于连接；由于基础项埋深1.4～1.5m，轨道可设在土0.00以下，直接支承在基础上，而且该轨道与结构柱采用“包柱式结构”连接起来，在上部结构与基础分离后，则轨道与原有基础及新基础连成1个坚固的下底盘，安全、平行地将房屋迁移到新址，当房屋上部结构与新址的基础连接好后，该下底盘没有占用首层空间，所以不需要拆除，既可节省拆除的资金；又可在房屋恢复使用后增加整个建筑物基础的刚度（见图4）。
（5）推动或拖动设备的选择要使大型房屋移动，可采用滑轮系统移动法或液压缸移动法，所需要的设备可采用卷扬机或千斤顶。根据本工程的特点，我们采用了液压千斤顶作推动设备，反力支座则可利用原基础，设于轨道上无需另设反力支座，并且比以往迁移工程的常规做法有了改进，即在轨道的另一端设置限位装置，按照每级推动量预留空位，使推动过程安全、可控。
4 房屋平移的实施
(1)在迁移房屋前，解决基础问题，并拆除首层墙体由于迁移6m后，A钢柱位于原C轴柱基础上，不需另作基础加固，C轮柱位于原D轴柱基础上，需在每个基础上另加2根静压预制拉；其余B、D、E、F轴的柱需在新址上做钻孔桩基础，并预留钢筋接头，待房屋平移到位后与各柱驳接。
（2）在建造基础的同时，托换底盘结构 采用我公司发明的“包柱式托换梁结构”，在首层柱头十0.50m的位置做成一个托换梁体系。当托换梁下部的柱与原基础分离后，该托换梁体系则成为整个上部结构的底盘，也作为平移的上轨道，随着运载系统的移动将建筑物迁往新的永久基址。轨道梁与上底及新做基础上。
（3）顶托试验当上下底盘做好以后，用千斤顶对托换梁进行项托试验，经试验后将上底盘以下、下底盘以上的原结构柱混凝土凿掉，切断钢筋准备工作完成后，卸掉限位装置块，即可开始房屋推移。
（4）推移过程分级进行，在推动一级以前，按设计推程卸掉眼位装置处的垫块，预留该级推程距离，如此类推，直到房屋移到新址。
（5）修复工作当建筑物迁移到新的永久基址后，将首层柱与新的基础系统连接起来，并拆除托换梁结构，进行修复工作。整个工程从进场到完工退场一共 82d，其中平移测试及平移实施为 6d（平移顶推级数共为 198级）。
5 平移效果
经测量，平移前后房屋的原有裂缝没有任何变化，更没有出现新增裂缝，平移过程中最大水平偏差为8mm，平移完成时调整至3mm。平移中下轨道最大挠度起伏为±2.0mm。平移到位后各柱位基本与各准备好的基础接头对中，建筑物各点平移对中最大偏差为 3 .0mm，前后的沉降数值如表 1所示.
表1 平移前后的沉降数值
6 施工中遇到的问题
尽管在方案实施前进行了充分的研究和估计，但毕竟有许多事情是难以预计的：①对平移中房屋的受力状况估计不足，在各推点不均匀水平推动力作用下，由于设计房屋的托换底盘时未能充分考虑这部分应力而导致上轨道梁出现拉弯裂缝，以及肋板剪坏的情况；②对钢筋混凝土轨道所承受的集中荷载大小估计不足，出现了千斤顶顶推点及轨道上滚轴压点局部出现压坏的现象。以上问题曾令工程有所停顿，所幸问题很快得到了解决，使工程得以顺利进行。