淺留筋法結(jié)構(gòu)柱連接在建筑物平移中的研究與應(yīng)用*

許錦林，陳蕃鴻，盧浩星，占光斌，潘曉恭

(中建一局華江建設(shè)有限公司，北京 100161)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化建設(shè)的有序推行，新道路的規(guī)劃建設(shè)與舊道路的拓寬往往會(huì)和已有的建筑物產(chǎn)生沖突?？紤]到建筑物的文保價(jià)值和經(jīng)濟(jì)代價(jià)，將建筑物平移至新址往往會(huì)比拆除重建更為合適[1]。

1 現(xiàn)有方案分析

建筑物平移施工一般都建立在平移所用的軌道梁和托盤梁之上。在現(xiàn)有的建筑平移方案中，由于建筑物平移后的新建結(jié)構(gòu)存在新的結(jié)構(gòu)柱，為保證施工工期和節(jié)約成本，需要先對(duì)新址的底板進(jìn)行施工并預(yù)先留設(shè)好豎向鋼筋，待建筑物平移就位后，再進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工與兩部分的連接。新建結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)柱構(gòu)件在按規(guī)范施工時(shí)，若板面作為嵌固端時(shí)，新建柱的主筋接頭位于板面以上的距離不小于柱凈高的三分之一；當(dāng)板面為非嵌固端時(shí)，將使新建柱的主筋接頭位于板面以上的距離不小于柱凈高的六分之一且柱寬≥500mm的位置。這樣的結(jié)構(gòu)形式若是新建結(jié)構(gòu)位于平移路徑之上，在遷移就位的施工過程中新建柱的預(yù)留主筋接頭很容易和平移的建筑物沖突，導(dǎo)致建筑物正常平移受到阻礙，浪費(fèi)大量的材料和時(shí)間成本。

2 淺留筋法技術(shù)方案

淺留筋法技術(shù)主要針對(duì)預(yù)埋鋼筋端頭進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)柱若經(jīng)過下滑道梁，在施工豎向預(yù)埋鋼筋時(shí)，預(yù)埋鋼筋的端頭高度略低于軌道梁上表面高度，稱為“淺留筋”。待平移建筑物移動(dòng)就位后，使用切割破除裝置將軌道梁剔除露出主筋，再使用一級(jí)接頭連接縱向主筋，綁扎箍筋后封模澆筑；新址結(jié)構(gòu)柱若未經(jīng)過下滑道梁，此時(shí)預(yù)埋主筋端頭高度需低于平移建筑物的外墻切割面或平移托盤梁底面的最小高度，待平移建筑物就位后，再使用一級(jí)接頭連接縱向主筋，最后綁扎箍筋后封模澆筑。施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

2.1 淺留筋法托盤梁施工

托盤梁施工采用抱柱的方式，先在原結(jié)構(gòu)柱四周鑿毛一定深度后植筋，鑿毛有助于新舊結(jié)構(gòu)連接的穩(wěn)定。再在四周澆筑托盤梁，利用新澆托盤梁與原結(jié)構(gòu)柱表面摩擦力承載上部結(jié)構(gòu)的豎向力。托盤梁底高度距離筏板面高度難以滿足規(guī)范要求。軌道梁在新址底板上預(yù)埋鋼筋，待底板澆筑后再支模澆筑軌道梁。

2.2 新結(jié)構(gòu)柱留筋施工

為了避讓平移建筑的托盤梁，若鋼筋長(zhǎng)度按規(guī)范留設(shè)，建筑平移會(huì)受到阻擋，故采用淺留筋法。

1)當(dāng)柱主筋經(jīng)過下滑道梁時(shí)，由于平移所用的頂推器需要連續(xù)且平整的軌道，故主筋長(zhǎng)度不得超過滑道梁上表面，否則將阻礙平移建筑物的運(yùn)行。鋼筋預(yù)埋時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照錨固長(zhǎng)度加滑道梁高度減去4～6cm下料。在預(yù)埋好鋼筋后，使用PVC套管保護(hù)好鋼筋，并纏上透明膠布固定好，便于后期鑿除滑道梁混凝土。

在后期進(jìn)行鋼筋連接時(shí)，由于縱向受力鋼筋被下滑道梁埋住，需同其他下滑道梁拆除時(shí)使用風(fēng)炮等人工鑿出預(yù)埋鋼筋，鑿除時(shí)應(yīng)保護(hù)好預(yù)埋鋼筋不受破壞。

2)當(dāng)柱主筋未經(jīng)過下滑道梁時(shí)，由于平移建筑物托盤梁高度的限制以及剪力墻外墻切割高度(一般高于軌道梁上表面高度)的限制，預(yù)留的柱主筋不得高于兩者中的最小高度(相對(duì)嵌固端的高度)，一般距離兩者中最小高度4～6cm(見圖2)。

圖2 柱留筋施工

2.3 新建結(jié)構(gòu)柱鋼筋施工

待建筑物平移至新址后，則可進(jìn)行新建區(qū)域柱的鋼筋施工，這時(shí)將不再受平移建筑的影響。根據(jù)分析，鋼筋接頭將無(wú)法滿足受拉接頭鋼筋接頭面積百分率不宜大于50%的規(guī)范要求，故根據(jù)JGJ107—2016《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)同一連接區(qū)段內(nèi)鋼筋接頭面積百分率為100%時(shí)，應(yīng)選用I級(jí)接頭。

針對(duì)施工中遇到的幾種不同工況，淺留筋法優(yōu)選了以下兩種一級(jí)接頭連接形式。

1)當(dāng)柱豎向鋼筋不密集時(shí)(即預(yù)留柱主筋之間的凈距≥7cm)，采用施工方便快捷、造價(jià)較低的冷擠壓套筒方式連接。將鋼筋插入鋼套筒內(nèi)，其插入深度應(yīng)按鋼筋定位標(biāo)志確定。當(dāng)鋼筋縱肋過高影響插入時(shí)，允許進(jìn)行打磨，但鋼筋橫肋嚴(yán)禁打磨。調(diào)整壓鉗，使壓模對(duì)準(zhǔn)鋼套筒表面的壓痕標(biāo)志，并使壓模壓接方向與鋼套筒軸線垂直。操作超高壓泵站，達(dá)到預(yù)定壓力并使壓痕壓至規(guī)定深度后，即可泄壓退模。壓接過程中應(yīng)始終注意接頭兩端鋼筋軸線一致。鋼筋擠壓連接可先在地面完成一側(cè)的壓接，再在工作面上完成另一側(cè)的壓接。每側(cè)擠壓連接操作必須從接頭中間壓痕標(biāo)志開始，依次向端部進(jìn)行。擠壓連接操作過程中，遇有異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)停止操作，檢查原因，排除故障后，方可繼續(xù)進(jìn)行。擠壓連接施工必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，工作油壓不得超過額定壓力。

2)當(dāng)柱豎向鋼筋密集時(shí)(預(yù)留柱主筋之間的凈距<7cm)，使用冷擠壓套筒將無(wú)法放置壓鉗設(shè)備，此時(shí)可采用灌漿套筒連接方式，施工操作方法簡(jiǎn)單，對(duì)操作空間要求較小。施工前將基礎(chǔ)清理干凈并在封漿前數(shù)小時(shí)內(nèi)沖水，采用帶壓力水管對(duì)接縫內(nèi)進(jìn)行沖水濕潤(rùn)，保證無(wú)灰渣、無(wú)油污和積水。密封封堵料采用專用高強(qiáng)封堵料。采用封堵料通過坐漿方式在構(gòu)件底部形成封閉的槽形空間，且空間與構(gòu)件下部預(yù)留孔孔道和套筒孔相互貫通。采用與工況相對(duì)應(yīng)并確定檢測(cè)合格的灌漿料。施工前加水?dāng)嚢?～5min，灌漿料與水的比例和配制方法一般根據(jù)灌漿料說(shuō)明書配制，之后靜置2～3min，待氣泡自然排出。灌漿機(jī)預(yù)先用清水濕潤(rùn)，將灌漿料倒入灌漿機(jī)內(nèi)循環(huán)幾次后開始灌漿。拌制好的灌漿料在倒入灌漿機(jī)時(shí)應(yīng)經(jīng)過濾篩網(wǎng)，防止灌漿機(jī)堵塞。灌漿料由灌漿套筒灌漿口注入，灌漿流速為0.8～1.2L/min，封堵排漿孔。砂漿由灌漿套筒出漿口流出后，立即用橡皮塞封堵出漿口。待檢查確認(rèn)所有接頭均完成灌漿后，將灌漿口和出漿口表面抹平，并對(duì)灌漿過程作現(xiàn)場(chǎng)記錄。連接完成豎向受力筋后，對(duì)柱的箍筋等進(jìn)行綁扎，完成柱的鋼筋施工。

3 工程應(yīng)用

淺留筋法結(jié)構(gòu)柱連接技術(shù)在廈門后溪長(zhǎng)途汽車站平移工程中得到了成功應(yīng)用。后溪汽車站位于廈門市集美區(qū)，根據(jù)國(guó)家整體規(guī)劃，該站點(diǎn)位與新廈門高鐵站沖突。由于該車站于2014年建成，使用時(shí)間很短，擬采用平移90°的方案代替拆除重建，既節(jié)約了成本，也減少了社會(huì)負(fù)面效應(yīng)。

根據(jù)設(shè)計(jì)院新址永久結(jié)構(gòu)圖紙，平移過程中軌道梁和結(jié)構(gòu)柱預(yù)留鋼筋沖突部分極多。平移結(jié)構(gòu)的滑道梁、限位梁與新建地下室結(jié)構(gòu)柱位置存在沖突，導(dǎo)致承臺(tái)無(wú)法預(yù)留出結(jié)構(gòu)柱鋼筋(且剪力墻也存在相似問題)，增加施工難度及存在施工風(fēng)險(xiǎn)。在沖突區(qū)域采用淺留筋結(jié)構(gòu)連接體系，跨度較小樓面結(jié)構(gòu)梁采用植筋處理；新、老結(jié)構(gòu)樓板連接可采用鑿除交界處一定寬度原有結(jié)構(gòu)樓板混凝土，剝出樓板鋼筋與新結(jié)構(gòu)樓板鋼筋雙面5d焊接連。

替換為淺留筋體系后，平移施工順利進(jìn)行，工程于2019年底順利竣工。該工程同時(shí)也創(chuàng)造了平移路徑最長(zhǎng)建筑物的世界紀(jì)錄。

4 結(jié)語(yǔ)

淺留筋法結(jié)構(gòu)柱連接體系解決了傳統(tǒng)施工方法在既有建筑遷移就位時(shí)平移路徑受到障礙無(wú)法正常平移，存在材料浪費(fèi)和成本較高的技術(shù)問題。同時(shí)也解決了平移后新建結(jié)構(gòu)豎向鋼筋的連接問題，施工方法簡(jiǎn)單，節(jié)約工期和成本。淺留筋法在工程中已成功運(yùn)用，可供其他同類工程借鑒。