阳春大酒店平移工程的设计与实践
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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