四層商住樓平移頂升設(shè)計(jì)與施工

文/ 黃啟平、黃易銘 福建巖土工程勘察研究院 福建福州 350000

[概況]：該商住樓建于1999年，長(zhǎng)12.5米，寬14.4米，四層框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)，總建筑面積720平方米。因廠(chǎng)區(qū)總體規(guī)劃需要，須拆除該商住樓，若拆除重建同樣的商住樓（含裝修）約需160萬(wàn)元，而移位頂升并恢復(fù)只需60萬(wàn)元，且施工工期只要三個(gè)月，即可符合總體規(guī)劃需要，也能節(jié)省費(fèi)用，所以決定在公司場(chǎng)區(qū)內(nèi)將該為商住樓向西平移36米，并頂升60厘米。擬移商住樓所處平面位置如圖1。

1 、平移與頂升方案選擇

平移與頂升設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)原建筑物的現(xiàn)狀和場(chǎng)地地質(zhì)情況有較詳細(xì)的了解，才能制定合理的施工組織設(shè)計(jì)方案，以確保平移與頂升過(guò)程中建筑物和人員的安全，同時(shí)能縮短工期、降低造價(jià)、保證質(zhì)量。

1.1 樓房結(jié)構(gòu)及場(chǎng)地工程地質(zhì)情況

1.1.1 樓房結(jié)構(gòu)：原建筑物基礎(chǔ)平面如圖2，鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)，厚度30厘米，基礎(chǔ)梁截面為300×700，混凝土強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)鋼度較好，對(duì)平移與頂升較為有利。

1.1.2 場(chǎng)地工程地質(zhì)情況：場(chǎng)地工程地質(zhì)情況如圖3，基礎(chǔ)持力層為淤泥質(zhì)粘土，承載力標(biāo)準(zhǔn)值低，且下臥層為地質(zhì)性能差的淤泥層，厚度較厚，這些均對(duì)平移、頂升較為不利。本場(chǎng)地屬興化濱海相平原地貌單元，地層自上而下分別為：

①、素填土：褐灰～褐黃色，稍濕～濕，呈松散或可塑狀態(tài)，主要由坡殘積粘性土及少量碎石等組成，平均厚度1.4米。

②、淤泥質(zhì)粘土：灰色～灰褐色，濕，呈軟塑～可塑狀態(tài)，主要成份為粘土礦物，平均厚度1.8米，具一定的強(qiáng)度，為本次平移基礎(chǔ)持力層。

③、淤泥：深灰色，飽和，呈流塑狀態(tài)，主要成份為粘性土，含少量朽木腐殖質(zhì)，平均厚度10.0米，屬高含水量、高壓縮性、低強(qiáng)度的軟弱土層。

④、砂礫石：桔黃～灰黃色，飽和，呈稍密狀態(tài)，主要成份為圓礫、中粗砂及少量粘性土組成。其中園礫含量占50%～60%，中粗砂含量占20%～30%，粘性土含量占10%～20%，厚度大了4.0米，工程地質(zhì)情能較好，為本次錨桿靜壓樁加固持力層。

1.2 平移與頂升方案選擇依據(jù)

由于該商住樓需平移36米、頂升60厘米，所以應(yīng)對(duì)該建筑物平移與頂升施工的先后順序進(jìn)行可行性驗(yàn)算。

1.2.1、先頂升后平移

該建筑物總荷重為11536KN，托換基礎(chǔ)A、B、C、D軸上枕木尺寸為200×200×2000，托換長(zhǎng)度為12.5米，按四條橫基軸線(xiàn)緊密均勻輔設(shè)，基礎(chǔ)底面處平均壓力計(jì)算如下：

1.2.2、先平移后頂升

平移到位后新基礎(chǔ)為條形鋼筋混凝土基礎(chǔ)，長(zhǎng)14.5米，寬2.5米，厚度45厘米，按A、D軸和B、C軸的橫基近似均衡受力計(jì)算，新基礎(chǔ)底面處平均壓力計(jì)算如下：

圖4—1 平移裝置縱斷面圖

說(shuō)明平移到位后新基礎(chǔ)可滿(mǎn)足頂升所需的反力要求，但不能作為永久性基礎(chǔ)，需進(jìn)行地基補(bǔ)強(qiáng)加固，本例采用錨桿靜壓樁為復(fù)合基礎(chǔ)。

2、平移方案制定

制定平移方案前，應(yīng)對(duì)移位裝置、場(chǎng)地地基承載力及建筑物的結(jié)構(gòu)、受力持性進(jìn)行分析。

下文數(shù)據(jù)可看出觀(guān)察組60例急性冠脈綜合征患者的不良反應(yīng)發(fā)生率1.67%(1/60)低于對(duì)照組數(shù)據(jù)16.67%(10/60),P<0.05。

2.1 移位裝置設(shè)計(jì)

移位裝置如圖4所示，自下而上分別為下軌道、下軌道梁、鋼柱滾筒、上軌道梁、反力架、全液壓千斤頂頂推系統(tǒng)及平移限制裝置等。

圖4—2 平移裝置橫斷面圖

2.2 移位軌道及千斤頂配置

建筑物平移時(shí)軌道沿著橫基輔設(shè)，縱向基懸空。鋼筋混凝土片伐基開(kāi)挖均按基礎(chǔ)梁兩側(cè)各1.0米進(jìn)行鑿空，以便鋪設(shè)平移軌道，同時(shí)保留大部分鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)，以增加平移頂升過(guò)程中建筑物的鋼度。建筑物總荷重為11536KN，它分?jǐn)傇谒臈l橫基上的荷重及各軸平移時(shí)所需的推力、千斤頂配置情況如表1所示：

2.3 移位過(guò)程中的持力層驗(yàn)算

本例選用同一規(guī)格枕木，其長(zhǎng)度即為平移基礎(chǔ)寬度，施工開(kāi)挖深度為1.5米，平移持力層厚度H=3.2-1.5=1.7米，地基承載力本例對(duì)持力層和下臥層均取承載力極限值（2倍承載力標(biāo)準(zhǔn)值），各地層承載力標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)圖3，各橫軸荷重近似認(rèn)為沿橫基12.5米長(zhǎng)上均布，按各軸力的大小分二個(gè)荷載范圍值，經(jīng)驗(yàn)算基底壓力和下臥層頂面反力均未超過(guò)各軸極限承載力值，計(jì)算如下：

3、頂升設(shè)計(jì)

建筑物頂升與頂升糾偏原理相同，都必須通過(guò)上部鋼筋混凝土頂升梁與下部基礎(chǔ)梁組成一對(duì)上、下受力梁系，中間采用千斤頂進(jìn)行頂升。本例頂升受力梁即為建筑物基礎(chǔ)梁，規(guī)格大（300×700），強(qiáng)度高，可支承框架柱的結(jié)構(gòu)荷載；下部基礎(chǔ)梁即為新鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，各軸頂升點(diǎn)數(shù)（個(gè)）按下式估算：

各軸荷重及千斤頂數(shù)量見(jiàn)表 2，頂升千斤頂布置平面見(jiàn)圖 5，頂升裝置剖面見(jiàn)圖 6

4、施工簡(jiǎn)介

施工前，先編制施工組織設(shè)計(jì)方案，設(shè)置監(jiān)測(cè)及指揮系統(tǒng)，在遠(yuǎn)離場(chǎng)地四周選定4個(gè)控制基準(zhǔn)點(diǎn)，并在侍移建筑物各軸設(shè)置10個(gè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)檢查觀(guān)測(cè)基礎(chǔ)開(kāi)挖、鋪軌、平移及頂升過(guò)程中該樓的沉降情況，精確觀(guān)測(cè)、計(jì)算和分析，正確指導(dǎo)工程施工。

施工的第一步是擬平移到位的新鋼筋混凝土條型基礎(chǔ)施工，而后進(jìn)行待移建筑物鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)開(kāi)挖，使基底與地基脫開(kāi)，并使用托換技術(shù)。每條橫基先托換1/4長(zhǎng)度，當(dāng)鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)開(kāi)挖達(dá)到要求尺寸后，及時(shí)進(jìn)行枕木鋪設(shè)，并用枕木及契形墊塊打入結(jié)構(gòu)柱下與平移軌道成正交的縱向基礎(chǔ)梁下進(jìn)行加固保護(hù)，而后進(jìn)行下一結(jié)構(gòu)柱下鋼筋混凝土片伐基礎(chǔ)開(kāi)挖及枕木鋪設(shè)，侍整條平移軌道開(kāi)挖及枕木鋪設(shè)完后，及時(shí)進(jìn)行上下軌道及滾筒鋪設(shè)（見(jiàn)圖4），待全部軌道鋪設(shè)完后，拆去縱向基礎(chǔ)梁下的契形墊塊，此時(shí)整個(gè)建筑物荷載完全由橫基軌道承擔(dān)，建筑物己放在移位裝置上待移。

建筑物平移到預(yù)定位置后，再次使用托換技術(shù)，將平移軌道、滾筒及大部分枕木拆出，并進(jìn)行新基礎(chǔ)錨桿靜壓樁施工，待封樁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行頂升。

建筑物頂升前設(shè)置經(jīng)緯儀觀(guān)測(cè)站，觀(guān)測(cè)頂升全過(guò)程，并設(shè)置頂升標(biāo)尺，標(biāo)在每個(gè)支承點(diǎn)上。頂升到達(dá)預(yù)定高度后，及時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)柱下支墩連接，并分期分批拆除千斤頂，而后進(jìn)行回填夯實(shí)及室內(nèi)修復(fù)，整個(gè)移位、頂升即告完成，平移及頂升施工均符合國(guó)家規(guī)范、規(guī)程要求。經(jīng)業(yè)主使用二年后，未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降，施工質(zhì)量較好。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)本例商住樓平移頂升設(shè)計(jì)與施工，得到以下幾點(diǎn)體會(huì)：

（1）平移軌道使用22#槽鋼，平移時(shí)部分槽鋼出現(xiàn)彎曲，強(qiáng)度不夠，宜使用25#～28#槽鋼。

（2）當(dāng)建筑物平移時(shí)，水平鋪設(shè)的枕木產(chǎn)生明顯的不均勻沉降，說(shuō)明框架結(jié)構(gòu)的下軌道梁平移時(shí)不可能均勻受力。選用200×200×2000枕木規(guī)格偏低，應(yīng)使用250×250×2500以上枕木或鋼筋混凝土條型基礎(chǔ)。

（3）本次地基承載力對(duì)持力層和下臥層均采用2倍地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為極限值，平移時(shí)出現(xiàn)整體下沉，說(shuō)明承載力極限值選用2倍承載力標(biāo)準(zhǔn)值偏高，宜選用1.5倍承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

（4）選用0.1倍垂直荷載力確定的水平推力，在平移時(shí)雖然軌道呈微波浪型，但水平推力可滿(mǎn)足直線(xiàn)行進(jìn)的各種阻力。

圖5 頂升千斤頂平面布置圖

圖6 頂升裝置剖面圖

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ123—2000 ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ，2000北京

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007—2002 ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ，2002北京

[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021—2001 ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社 ，2002北京

[4]彭振斌，《托換工程設(shè)計(jì)計(jì)算與施工》，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.7

[5]張永均、葉書(shū)麟，《既有建筑地基基礎(chǔ)加固工程實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.1