所屬欄目:建筑設計論文 發布日期: 熱度:
摘要:結合多年的實踐經驗,筆者分析了既有建筑物整體平移中基礎的設計、結構的托換、整體移位的連接處理等關鍵技術,為今后城區改造中的建筑物整體平移提供技術支撐。
關鍵詞:既有建筑物,整體平移,基礎設計,結構托換,整體移位的連接處理
1 引文
我國正處于前所未有的大規模基礎設施建設時期,舊城區的改造、道路的擴寬和歷史建筑的保護等均遇到建筑物遷移保護與拆除的矛盾,如果對有條件的建筑物采取整體平移,可起到事半功倍的效果。所謂建筑物的整體平移,是指在保持房屋整體性和可用性不變的前提下,將其從原址移到新址,包括縱橫向移動、轉向或者移動加轉向。建筑物的整體平移,是一項技術要求較高,具有一定風險性的工程,要求通過平移和轉動,不僅使移位后的建筑物能滿足規劃、市政方面的要求,而且還不能對建筑物的結構造成損壞,應當盡量給予補強和加固,同時要降低工程造價。
2 整體平移技術
2.1基礎設計
在建筑物整體平移工程中,軌道梁和地基處理的費用占整個平移費用的一半以上,而且距離越長,費用越高。當天然地基為軟弱土時,地基處理就顯得更為重要。新舊基礎之間的過渡段屬于臨時承受荷載,因此,要求地基處理既要滿足建筑平移時的差異沉降的要求,又要造價盡量低。房屋在平移過程中,剛進入過渡段時,房屋一部分在原基礎上,一部分在過渡段軌道上,而原基礎沉降一般已經趨于穩定,此時必須嚴格控制沉降差。如果建筑物沉降差過大,將引起上部結構開裂,甚至倒塌。可見過渡段的地基處理在平移工程中處于相當關鍵的作用。另外,新址基礎梁面要與原有建筑物的軌道梁面齊平,保持在同一水平面上。在建筑物平移過程中,建筑物從新舊基礎之間的過渡段經過,其首先要滿足的是建筑物的不均勻沉降要求。除此之外,房屋平移工程中的地基處理還具有以下幾個特點。
(1)需滿足短期荷載作用下的沉降。建筑物平移在過渡段的任意位置最多停留2~3天。
(2)軌道梁和地基處理綜合費用最低。
(3)要求施工簡便,工期短。
(4)施工中震動小。因為過渡段直接和原房屋相連,震動過大將對原房屋產生不良影響。
(5)軌道梁的可靠度可以適當降低。平移時軌道和地基均為臨時結構,在不影響建筑物移動和基本對上部結構不產生損害的前提下,可靠度可以低于規范中相同結構的可靠度。
3.2 整體平移
結構整體平移的基本原理是將建筑物視為一個箱體,在地梁位置處截斷,通過加固使整個結構建立在新設置的筏形底座上。然后,沿筏基在結構柱下部安裝滾動裝置,利用千斤頂施加水平動力,平移建筑物沿預設軌道梁到達新址基礎就位。最后拆除滾動裝置,與新基礎加固成一個整體。
3.2.1結構的托換技術
建筑結構柱托換施工時應間隔進行,為了保持原結構的柱網尺寸,應在切斷柱子前,設置水平桿件定位。相鄰柱不得同時托換。必要時應設置臨時支撐措施,如采用磚柱或鋼管支撐。由于建筑物柱的主要傳遞上部結構荷載,其托換依靠后澆牛腿實現,因此,后澆牛腿應考慮新舊混凝土的協調工作,在鋼筋布置、鋼筋錨固或焊接長度方面加強處理措施。對底層房屋中的磚砌體剪力墻應與主體結構同時平移。在墻體托換梁施工時,將墻體分成若干單元(1500~2200mm),各單元梁段要間隔施工,并且應待其相鄰梁段的混凝土強度達到砌體強度。
只有在托換梁強度達到設計強度后,才能斷開柱、墻與原基礎的連接。托換完成后,即可實施切斷,切斷一般采用人工開鑿,機械鉆孔為輔,以防止產生過大的振動。柱切斷后應盡快進行移位施工,防止出現過大變形。
柱托換是依靠后澆牛腿與托換梁連接來實現的,因此后澆牛腿與原結構柱的連接是一個關鍵問題。這種節點連接要考慮新舊混凝土如何整體工作。新、舊兩部分混凝土整體工作的關鍵在于結合面能否有效地傳遞剪力。新舊混凝土結合面往往是個薄弱環節,新混凝土的凝縮、徐變、彈性變形、塑性變形與舊混凝土存在差異,甚至可能出現裂縫,結合面抗剪強度遠低于整澆混凝土的抗剪強度。因此,應該從設計和施工兩個方面采取一些加強措施。
在設計方面可采取以下措施:
(1)鋼筋焊接應采用雙面焊,并適當加大焊接長度。
(2)加設跨越結合面的抗剪構造筋。
(3)提高新澆筑混凝土的強度等級。
(4)連接段箍筋加密。
從施工的角度可以采取以下措施來提高結合面的粘結抗剪能力:
(1)對舊混凝土結合面應進行鑿糙或刷糙處理,清除表面浮石、浮灰,濕潤小低于24h。
(2)在舊混凝土結合面上涂刷界面劑。如涂刷水泥凈漿、摻有鋁粉的水泥凈漿或抹一層高強度等級的水泥砂漿。
(3)新澆筑的混凝土采用水灰比小、低流動性、高強度的混凝土;或在結合面附近澆筑一段高強度、低流動性、水灰比小的混凝土作為過渡層。
(4)在新舊混凝土界面處仔細振搗密實并加強養護。
有一種鋼結構安裝的新型托換節點技術。這種新型的托換方法是將型鋼從四周卡入柱身,用穿柱螺栓將型鋼固定,型鋼和柱之間填充混凝土。托換節點由包柱型鋼、對拉螺栓、填充混凝土和上部圍護結構組成。一般在柱截面高度方向設工字鋼,界面寬度方向焊接槽鋼。為增加托換能力,型鋼翼緣和柱接觸部位的混凝土保護層應鑿除,將型鋼卡入。柱表面應鑿毛,也可鑿成齒槽。為防止型鋼卡入部位上部保護層局部受壓破壞,在節點上部設圍護結構。型鋼外部剛度薄弱部位應設加勁肋。為保證填充混凝土填充飽滿,可加入膨脹劑。當柱軸力特別大,需要螺栓數量較多時,可在2個方向穿螺栓。
3.2.2整體移位的連接處理
關于結構柱的連接問題,建筑物整體平移就位后,一般都是采用預埋鋼筋焊接。由于預埋鋼筋、原柱鋼筋位置在施工時都難免有偏差,再加上平移產生一定誤差,實際施工中上下柱筋往往偏位較大。同時,由于焊接操作空間小,很難保證鋼筋焊接質量。這就要求從構造上采取一定加強措施來保證連接柱段的質量。
當柱與基礎頂面間隙足夠大時(一般大于1.2倍的主筋錨固長度),可采用擴大基礎柱段(即下柱段)的截面尺寸的方法,柱主筋與插筋不焊接,保證上柱主筋伸入下柱段中大于1.2La并加密該柱段箍筋間距。
當柱與基礎頂面間距較小時,可先將柱主筋與插筋焊接,然后對該段柱進行局部加固,一般采用加大截面法或外包鋼法進行加固。
澆筑下柱段混凝土前應對原柱進行鑿糙、濕潤、刷漿等處理,澆筑時注意振搗密實,防止在連接界面上出現隔縫,必要時可采用喇叭口澆筑并超灌200mm。
另外,還可以考慮將新基礎設計成柱下鋼筋混凝土條形基礎,用托換梁代替柱下基礎肋梁。先澆筑鋼筋混凝土條形基礎板,建筑物平移就位后將托換梁與基礎板用同等級混凝土澆筑在一起。這樣可以解決柱與基礎連接處理難的問題,同時也比較經濟。但是要充分考慮托換梁與柱連接節點的可靠性,并保證托換梁符合基礎肋梁的受力及構造特點。
4 結束語
在今后相當長的時期內,特別是在中小城鎮,糾正和改造歷史遺留下來的違規建筑工作將是城市規劃實施工作的重點和難點之一,建筑物整體平移技術是解決這一難點的有效途徑,必將會發揮出其獨特的作用,有著廣闊的發展前景。因此對建筑物整體移位進行深入系統的研究,使之形成一套完整的設計理論和施工技術是很有必要的。建筑物整體平移技術將繼結構加固技術后成為一個新的研究熱點。
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文章標題:既有建筑物平移技術的分析
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