建筑物整体移位施工工法

建筑物整体移位施工工法建筑物整体移位施工工法 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 50mm 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