上海市南市區(qū)圖書館舊址遷出平移施工技術(shù)研究

宗宇鵬

（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050）

0 引言

上海市黃浦區(qū)老城廂，作為海派建筑的代表，具有很高的文化研究價(jià)值。在城市更新開發(fā)的浪潮中，如何延續(xù)歷史文化脈絡(luò)，保護(hù)歷史建筑得以傳承，成為了這代建筑人的使命。在“寸土寸金”的老城廂，歷史保留建筑地下空間的開發(fā)顯得彌足珍貴，老建筑平移技術(shù)[1-5]的發(fā)展也有了長足的進(jìn)步。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

上海市南市區(qū)圖書館舊址平移項(xiàng)目建于1920—1930 年，地處方浜中路578 號。因地塊內(nèi)地下室開發(fā)建設(shè)的需要，須將原建筑從舊址先采用車載平移法平移至場地西北側(cè)的中間址，待舊址地下室頂板全部完成后，再采用頂推法平移回原址進(jìn)行保護(hù)利用。本文主要介紹車載法遷出階段的施工情況。圖1 為南市區(qū)圖書館舊址屋面俯視圖。

圖1 南市區(qū)圖書館舊址屋面俯視圖

1.2 基礎(chǔ)概況

現(xiàn)場對基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，實(shí)測圖書館采用磚砌大放腳基礎(chǔ)。開挖的磚砌大放腳為三階，在變截面以上設(shè)混凝土地圈梁，基礎(chǔ)下設(shè)夯實(shí)土。大放腳基礎(chǔ)底面標(biāo)高約為-0.77~-0.70m，基礎(chǔ)高約0.26~0.33m，基礎(chǔ)下夯實(shí)土厚約0.30m、寬約1.13~1.45m。

1.3 上部結(jié)構(gòu)概況

根據(jù)圖書館的平面布局及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分為3個(gè)區(qū)域：A-D 軸區(qū)域及G-K 軸區(qū)域（磚木結(jié)構(gòu)）、D-F軸區(qū)域（混合結(jié)構(gòu)）。根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，推測木構(gòu)件材質(zhì)為杉木。承重磚墻采用青磚、泥灰砂漿砌筑。豎向承重為磚墻及木柱，樓面承重為木梁及木擱柵，屋面承重為木屋架和木檁條。承重磚墻厚為370mm。底層木柱分方柱、圓柱，圓柱直徑為240mm，方柱邊長200mm。

2 工程關(guān)鍵點(diǎn)分析

2.1 建筑物結(jié)構(gòu)老舊

歷史保留建筑建設(shè)年代較為久遠(yuǎn)，建筑物整體連接形式有明顯缺陷，圖書館內(nèi)部整體性弱，外部整體情況尚可、內(nèi)部木梁柱腐朽老化嚴(yán)重，存在較多的安全隱患，且存在后期違規(guī)搭建。

2.2 平移建筑物多次頂升安全控制方面

本次平移建筑物平面尺寸大，怎樣保證移位過程平穩(wěn)和安全是本工程的難點(diǎn)；在舊址遷出時(shí)需頂升、永久址到位后需下落，采用何種頂升及下落方法確保老舊建筑安全傳遞至自行式液壓平板車（selfˉpropelled modular transporter, SPMT）上是本工程的又一個(gè)難點(diǎn)。

2.3 對圖書館周邊搭建建筑、地上電纜、地下管線影響方面

（1）根據(jù)房檢報(bào)告，老建筑在室內(nèi)局部存在搭建的建筑，北側(cè)搭建的附屬結(jié)構(gòu)與相鄰建筑連接在一起，在正式平移之前須對其進(jìn)行拆除。

（2）根據(jù)建設(shè)單位提供的施工區(qū)域及平移路線，需及時(shí)勘探建筑物原址及中間址的地下管線布置情況，并與產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行協(xié)商處理，保證管線在平移階段正常使用。

2.4 周邊環(huán)境及交通組織影響方面

（1）從原址遷出至中間址以及從中間址平移至永久址均需要跨越方浜中路，因此會在短期內(nèi)進(jìn)行封閉而影響到交通。

（2）地塊周邊為城中村老建筑，東側(cè)有居民居住，因此，施工時(shí)須注意噪聲及環(huán)保要求。

3 平移遷出施工策略

根據(jù)本工程地塊的開發(fā)順序，本次圖書館舊址平移施工節(jié)點(diǎn)須滿足分區(qū)的開發(fā)進(jìn)度需求，可將建筑實(shí)施平移的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌，圖書館舊址在原址進(jìn)行平移前準(zhǔn)備工作，待具備平移條件后采用車載法將建筑平移至西北側(cè)地塊中間址，從而騰出原址場地進(jìn)行地下室建設(shè)。

4 遷出平移方式的選擇

目前，國內(nèi)主要采用千斤頂頂推移位（下稱頂推法）對歷史保留建筑進(jìn)行短距離移位，長距離的移位則采用“SPMT”液壓平板車移位（下稱車載法），兩種移位方法均能滿足建筑移位的安全技術(shù)要求。

兩種移位方法針對不同的施工環(huán)境、工期要求、經(jīng)濟(jì)合理性等方面，存在一定的適用范圍。表1 為車載法及頂推法移位技術(shù)的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)的詳細(xì)分析。

表1 頂推法、車載法移位比較分析

綜上，根據(jù)本工程老建筑的工況要求，綜合地塊的開發(fā)工期、安全、造價(jià)等方面的影響，圖書館舊址遷出階段，采用車載法將建筑從原址平移至中間址，考慮到遷出時(shí)須跨越方浜中路，為減少對方浜中路的交通影響，同時(shí)從原址至中間址的平移沿途段地基良好，因此可充分發(fā)揮車載法節(jié)省工期的優(yōu)勢。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

5.1.1 遷出前加固流程

遷出前加固流程：室內(nèi)外土方開挖→上托盤結(jié)構(gòu)施工→重新二次土方開挖出下條基溝槽施工條基→建筑臨時(shí)加固。

5.1.2 中間址位置基礎(chǔ)施工

本工程須先平移至中間址進(jìn)行存放，因此在平移前須在中間址位置施工筏板作為老建筑臨時(shí)存放的基礎(chǔ)。

5.1.3 平移至中間址階段

在原址頂升1.4m，采用SPMT 液壓車將建筑物沿著平移路線平移至中間址或新址位置。

具體流程如下：安裝液壓千斤頂→切割上托盤以下的基礎(chǔ)→頂升并安裝支撐墊塊→頂升至1.4m→“SPMT”液壓平板車駛?cè)腠斏蟮慕ㄖ路?，換托至液壓車上→沿平移路線平移至中間址。

5.2 托盤梁系及條基施工技術(shù)

工藝流程：丈量定位放線出圖書館軸線→沿圖書館內(nèi)外側(cè)測量并彈出+1000mm 等高線→室內(nèi)外土方開挖→墻洞開鑿及基礎(chǔ)墻鑿毛→鋪設(shè)室內(nèi)外上托梁系底模板→綁扎上托梁系鋼筋及安裝預(yù)埋筋→合上托梁模板→上托梁混凝土澆筑→反挖下條基溝槽→澆筑條基墊層→綁扎條基鋼筋→合條基模板→澆筑條基混凝。

5.3 建筑頂升千斤頂安裝及托換施工

5.3.1 建筑千斤頂布置及安裝

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后在原址在下條基、上托盤之間安裝千斤頂，采用PLC 電腦同步頂升控制，利用200t 液壓千斤頂升+鋼箱墊塊臨時(shí)支撐的方式，進(jìn)行同步頂升1.4m 左右，保證SPMT 車可以有足夠空間駛?cè)敕孔酉路健２贾梅桨溉缦隆?/p>

根據(jù)圖書館的建筑面積和重量選擇性布置千斤頂和支撐點(diǎn)，考慮到要滿足必要數(shù)量的頂升千斤頂，防止局部未布置千斤頂從而產(chǎn)生開裂，在跨度方向上約3~4m 布置一組頂升千斤頂。

臨時(shí)支撐墊塊的布置方案為：針對本工程布置安裝空間，頂升梁與夾墻梁交接的平面區(qū)域內(nèi)的夾墻梁底設(shè)置頂升臨時(shí)支撐墊塊，該墊塊的數(shù)量≥千斤頂數(shù)量，每一行程頂升到位后對墊塊與夾墻梁底進(jìn)行滿抄墊，在墊塊的支撐作用下收回千斤頂與增加千斤頂?shù)撞繅|塊。

5.3.2 拖換施工（切割墻體，完成托換）

本工程老建筑在液壓千斤頂安裝完成并保壓后，對頂升夾墻梁以下的墻體進(jìn)行切割分離，完成荷載的托換。

將夾墻梁以下的墻體采用繩鋸切割使之分離，將建筑物荷載由原基礎(chǔ)轉(zhuǎn)移至下條基結(jié)構(gòu)，荷載傳遞路徑為：建筑物荷載→頂升上托盤結(jié)構(gòu)→頂升千斤頂→下條基。

5.4 平移道路處理及液壓車配置方案

5.4.1 平移路線上的地基處理

根據(jù)本工程老建筑的平移路線，在建筑原址進(jìn)行頂升1.4m 時(shí)，同步對平移沿途段的道路進(jìn)行處理。施工流程為：確定平移路線→碾壓整平及面層處理→鋪設(shè)鋼板。

第一步，場地碾壓及面層整平處理。由中心向兩側(cè)使用振動壓路機(jī)來回碾壓，碾壓后，表面不平整的位置，及時(shí)補(bǔ)填平整，控制道路橫向坡度不大于1%，縱向坡不得大于2%。

第二步，碾壓整平后，沿途段全段鋪設(shè)2cm 厚的鋼板，保證地面承載力可以達(dá)到10t·m-2。

由于現(xiàn)場場地狀況較好所以車輛平移到空曠位置后即可旋轉(zhuǎn)就位，然后橫向位移。必須保證車輛輪胎碾壓到的位置全部鋪滿鋼板。

5.4.2 SPMT 液壓車的配置與拼裝

SPMT 液壓車的配置方案一般是根據(jù)須平移建筑物重及規(guī)劃行駛路線進(jìn)行布置。

本工程車載工況的老建筑采用在中間址組裝SPMT 液壓車，SPMT 液壓車的配置方案是根據(jù)平移建筑物質(zhì)量及規(guī)劃行駛路線進(jìn)行布置。圖書館配置車輛如表2 所示。

表2 圖書館配置車輛

5.5 車載平移施工

5.5.1 試平移

（1）液壓模塊車就位與頂升。

液壓車在場地內(nèi)進(jìn)行拼裝及試車，調(diào)試完成之后，液壓車行駛至托盤梁下就位，之后利用自身抬升降落功能緩慢將車身抬高，使托盤梁和車板緊密接觸在一起，分級加載按照計(jì)算荷載的25%進(jìn)行，直至將建筑全部頂起。

（2）為考核和觀察整個(gè)平移施工系統(tǒng)的可靠性和工作狀態(tài)，在正式平移前，按下列程序進(jìn)行試平移：①檢查各類準(zhǔn)備工作是否已準(zhǔn)確完成，是否具備了試平移的操作條件；②控制理論平移速度至50cm·min-1；③在平移過程中做好觀察、測量、校核、分析等工作；④結(jié)束試平移后，提供監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)變、基礎(chǔ)的沉降、整體姿態(tài)、結(jié)構(gòu)變形的情況等，還需檢驗(yàn)系統(tǒng)的糾偏能力及效果，為后續(xù)的正式平移提供依據(jù)。

5.5.2 正式平移

試平移后，觀察若無問題，進(jìn)行正式平移。

SPMT 液壓平板車在啟動時(shí)，為防止振動和沖擊對建筑物的損害，通過車板上墊膠皮或者三合板增加摩擦力，摩擦力大于車板的驅(qū)動力，使貨物和車板不會相對搓動，同時(shí)控制啟動系數(shù)取0.02，加速度極小，可忽略不計(jì)；在平移過程中，可采取地面畫上標(biāo)尺，控制SPMT 的速度在10m·min-1以內(nèi)，以確保建筑物安全平穩(wěn)的平移到位。

控制平移速度為500cm·min-1，主要觀察以下內(nèi)容：托盤梁和原結(jié)構(gòu)的裂縫變形情況；平移路徑的裂縫變形情況；平移路線總的方向偏差；有無障礙物等。

5.6 車載工況下的主要監(jiān)測內(nèi)容

5.6.1 平移及頂升準(zhǔn)備階段

建筑荷載托換過程中的監(jiān)測重點(diǎn)為基礎(chǔ)的不均勻沉降，同時(shí)建筑物本身沉降和傾斜也需要進(jìn)行監(jiān)測。沉降高程：觀測點(diǎn)布置在4 個(gè)外立面靠近墻角處；建筑物傾斜變化：觀測點(diǎn)布置在建筑物四角。

5.6.2 頂升1.4m 階段

建筑物頂升過程中受力狀態(tài)的改變主要取決于各同步控制點(diǎn)頂升位移的同步性，將頂升位移的同步性作為監(jiān)測重點(diǎn)。在頂升過程中托盤的變形可能引起建筑物的開裂，應(yīng)觀察是否有新裂縫的產(chǎn)生，并觀察既有裂縫的變化。

5.6.3 車載平移階段

STMP 車廂水平度：觀測點(diǎn)位于車廂平板；建筑物傾斜變化：觀測點(diǎn)布置在建筑物四角；控制啟動系數(shù)取0.02，加速度極小，可忽略不計(jì)；控制SPMT 的速度在10m·min-1以內(nèi)，控制平移速度為500cm·min-1。

6 結(jié)語

針對本工程歷史保留建筑結(jié)構(gòu)本身老舊，加固保護(hù)構(gòu)件繁多，平移路徑復(fù)雜，外部協(xié)調(diào)困難，車載法建筑物平移本體保護(hù)要求高等特點(diǎn)，項(xiàng)目部通過嚴(yán)密的方案論證，詳細(xì)的實(shí)施推演，合理的組織安排，施工過程數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可控。本工程遷出平移的成功實(shí)施，可為此類項(xiàng)目的實(shí)施與研究提供參考。