郝 明

（鐵法煤業(yè)集團建設(shè)工程有限責任公司，遼寧 調(diào)兵山 112700）

1 工程概況

內(nèi)蒙古科爾沁左翼中旗寶龍山金田礦業(yè)有限公司寶龍山礦井主井井塔工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，塔身截面尺寸為13.0×13.0米（46.640米以下）、13.0×15.0米（46.640米以上），女兒墻頂面標高60.140米。為縮短施工工期，主井井塔-3.3米以下基礎(chǔ)在原設(shè)計的位置施工，-3.3米以上井塔主體工程在主井設(shè)計位置的南側(cè)施工，主井井塔基礎(chǔ)和主井井塔主體在異地施工完成后，再將63.440米高的主井井塔直向平移25m至設(shè)計基礎(chǔ)位置連接好。

2 施工技術(shù)

2.1 荷載估算

根據(jù)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式與荷載水平，采用建筑結(jié)構(gòu)PKPM軟件建模計算,得到框架柱傳到基礎(chǔ)上的荷載，做為設(shè)計依據(jù)。在平移過程中上部結(jié)構(gòu)沒有活荷載，所以可不計活載值。恒載分項系數(shù)1.2，計算得結(jié)構(gòu)總重5000t，單柱最大荷載180t，墻荷載70t/m。

2.2 柱托換技術(shù)

目前柱的托換方法有多種，如打洞穿鋼筋、植筋等，本工程出于盡量減少對結(jié)構(gòu)影響的考慮，采用混凝土抱柱梁式托換方法。

2.2.1 采用此方法優(yōu)點如下：

（1）尺寸靈活不受限制，適用性廣，可以根據(jù)空間限制和托換力的大小確定尺寸；

（2）傳力明確，牢固，且質(zhì)量容易保證，其他托換方法對施工質(zhì)量的要求較高；傳力方向為：柱——抱柱梁——新持力構(gòu)件（柱下懸浮千斤頂或滑塊）；

（3）承受荷載的范圍大，且對原柱承載力沒有消弱。

2.2.2 托換過程

首先在澆筑柱抱柱梁及聯(lián)系梁體系，組成整體托換底盤。托換結(jié)構(gòu)達到強度后，安裝懸浮千斤頂和滑塊，切割柱及墻體。原來由柱承擔的荷載被托換至柱兩側(cè)的懸浮千斤頂和滑塊上，最后傳遞至地基基礎(chǔ)。傳力過程如下：

上部結(jié)構(gòu)荷載——托換梁——千斤頂——托換承臺——受力基礎(chǔ)。

2.3 臨時基礎(chǔ)及過渡段基礎(chǔ)的處理

本高聳結(jié)構(gòu)在平移過程中對不均勻沉降特別敏感，所以要嚴格控制地基的沉降，臨時基礎(chǔ)及過渡段基礎(chǔ)采用樁基。

2.4 平移軌道

本工程中的軌道梁可分為三部分：臨時基礎(chǔ)段、過渡段與永久基礎(chǔ)段。

2.5 限位裝置

為確保平移按設(shè)計循序推進，頂推時必須設(shè)限位裝置。以達到有控制地逐步推進。限位包括行進方向和側(cè)向兩個方向。側(cè)向限位可由傾斜量控制。而行進方向的限位則可用專門的限位裝置控制。限位裝置的作用，限制柱子在平移過程中出現(xiàn)側(cè)向的絕對位移，保證井塔沿推進方向前進。

2.6 頂推千斤頂?shù)倪x用

據(jù)初步計算，考慮不可預(yù)計因素，井塔平移可動體的總重量取為5000t，啟動摩擦系數(shù)為0.06，則所需總推力約為300t。選擇50t千斤頂提供頂推力，總共用12臺，可提供600t的總頂推力，完全能夠克服啟動阻力。

2.7 頂推反力后背

由于本工程中井塔結(jié)構(gòu)自重較重，所以采用頂推方案。軌道梁端的反力后背座設(shè)置為混凝土反力支座，軌道梁中部的反力后背設(shè)置為可拆卸的型鋼反力支座。

2.8 豎向懸浮千斤頂水平調(diào)整及控制

上部井塔與下面臨時基礎(chǔ)完全脫離，原來由墻柱承擔的上部荷載轉(zhuǎn)移至下部滑動支座及豎向懸浮千斤頂，由于不同位置的滑動支座及懸浮千斤頂所承擔的荷載不同，會出現(xiàn)不同程度的沉降，產(chǎn)生沉降差。采用液壓式懸浮千斤頂滑動平移方式，可以在上部結(jié)構(gòu)行走過程中自動調(diào)整滑動支座高度及額定反力，使上部結(jié)構(gòu)保持水平道狀態(tài)。

2.9 平移同步控制措施

同步移動控制是成功平移和準確就位的關(guān)鍵，采用 PLC液壓同步頂升控制系統(tǒng)實施平移，該系統(tǒng)可精確實現(xiàn)平移同步性，確保平移過程中原結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)過大的附加應(yīng)力，為平移工程的順利完成提供了保障。系統(tǒng)精度為≤±2mm。

自動控制液壓同步系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)（油泵、油缸等）、檢測傳感器、計算機控制系統(tǒng)等幾個部分組成。液壓系統(tǒng)由計算機控制，可以全自動完成同步位移，實現(xiàn)力和位移控制、操作閉鎖、過程顯示、故障報警等多種功能。

3 監(jiān)測方案

3.1 監(jiān)測目的

建（構(gòu)）筑物整體平移技術(shù)作為一種建筑新技術(shù)，其中一些施工步驟可能對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生不利影響。在施工過程中，還可能出現(xiàn)一些不可預(yù)見的因素對施工產(chǎn)生影響，為此，施工中采用現(xiàn)場實時監(jiān)測的方法進行質(zhì)量控制，以保證結(jié)構(gòu)安全和平移工程的順利進行。此外，對于整體平移改造后的建筑物目前尚缺乏竣工驗收標準，監(jiān)測數(shù)據(jù)可作為整體平移改造工程科學(xué)驗收的依據(jù)。對于井塔整體平移工程來說，建筑物高度高，底面面積小，因此進行全過程的實時監(jiān)控是十分必要的。

3.2 主要監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)整體平移全過程中可能影響結(jié)構(gòu)安全的施工步驟的分析，確定監(jiān)測內(nèi)容為：

（1）沉降觀測：包括柱切割階段、平移階段、墊塊安裝完成階段、就位連接階段。

（2）井塔傾角測試：包括柱切割階段、平移階段、墊塊安裝完成階段、就位連接階段。

（3）平移位移監(jiān)測。

（4）關(guān)鍵部位裂縫觀測：包括柱切割階段、平移階段。

3.3 監(jiān)測方法與測點布置

井塔整體姿態(tài)監(jiān)測主要是包括傾斜測量、各部位行進位移監(jiān)測，測點主要布置在井塔的墻角和外立面凸線條上以利于觀測，測定其傾斜、偏轉(zhuǎn)情況和同步位移情況，測量時每個墻角測定其兩個方向的分量，防止其發(fā)生傾斜倒塌和整體偏轉(zhuǎn)。監(jiān)測點采用反射片標志，便于使用電子全站儀測量。每次觀測的測站點位置與建筑物相對固定，設(shè)置點位時考慮觀測視線與反射片的角度。同時，根據(jù)現(xiàn)場通視情況，觀測點的設(shè)置高度盡可能考慮一致。

3.3.1 沉降觀測；包括柱切割階段、平移階段、墊塊安裝完成階段、就位連接階段。

測試方法：采用水準儀、經(jīng)緯儀測試。

測點布置：每柱測試，每個階段1次。

3.3.2 井塔傾角測試；包括柱切割階段、平移階段、墊塊安裝完成階段、就位連接階段。

測試方法：設(shè)置光柵尺、百分表。

測點布置：二、三層中心點布置縱橫向傾角儀各1個。柱切割、每個行程測試1次。

3.3.3 平移位移監(jiān)測；

測試方法：采用標尺和百分表結(jié)合測試方法。每柱設(shè)標尺1個，進行位移控制。關(guān)鍵部位柱平移位移采用電子百分表進行監(jiān)測。

測點布置：每柱設(shè)鋼尺測點1個。

3.3.4 關(guān)鍵部位裂縫觀測；包括柱切割階段、平移階段、就位連接階段。

測試方法：人工觀測。

測點布置：托換體系、門窗洞口部位的墻體。具體測點設(shè)置需根據(jù)現(xiàn)場條件確定。

3.4 平移過程中的變形監(jiān)測

地基不均勻沉降及液壓千斤頂?shù)牟痪鶆驎斐赏袚Q梁的變形，這種變形使上部結(jié)構(gòu)相鄰豎向構(gòu)件間產(chǎn)生沉降差，沉降差可能引起部分結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂破壞，在平移過程中須對此類有害變形設(shè)置測點進行監(jiān)測，保證PLC系統(tǒng)平移施工過程中的有效控制及反饋?？紤]到作業(yè)環(huán)境，監(jiān)測點統(tǒng)一設(shè)置在一層混凝土柱上，測站位置設(shè)置在井塔內(nèi)部，需保證視線通透，具體測點及測站位置視現(xiàn)場條件確定。

3.5 測試進程

3.5.1 沉降監(jiān)測：一周三次。

3.5.2 裂縫監(jiān)測：重點施工期間，一周三次，如截柱、平移及就位；其它時間，一周二次；

3.5.3 井塔整體姿態(tài)監(jiān)測：在施工托換梁后，平移到位后各監(jiān)測一次，同時現(xiàn)場的沉降和裂縫值出現(xiàn)異常或到達報警值也要對姿態(tài)進行監(jiān)測。

4 平移就位后連接

移位時已將上部結(jié)構(gòu)與原有基礎(chǔ)分離，移位后如何使上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)重新連接，以保證建筑物具有良好的整體性能和抗震性能是整體移位中的一個關(guān)鍵問題。主井井塔為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，由于荷載主要由框架柱及剪力墻承擔，框架柱及剪力墻鋼筋應(yīng)與下部結(jié)構(gòu)鋼筋進行可靠焊接。當上述要求無法滿足現(xiàn)行國家有關(guān)規(guī)范或規(guī)程要求時，應(yīng)對其進行加固處理。為了不降低原建筑物的抗震能力，在本平移工程中采用混凝土擴大基礎(chǔ)法，且在原設(shè)計鋼筋基礎(chǔ)上增加25%的鋼筋。

4.1 擴大基礎(chǔ)就位連接

擴大基礎(chǔ)就位連接方法是一種常規(guī)的就位連接方法，做法是直接將柱底鋼筋和新基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋鋼筋焊接，然后澆筑混凝土的連接方法。此時實際的基礎(chǔ)包括新基礎(chǔ)和就位連接節(jié)點以及與之相連的部分上托架，相當于將基礎(chǔ)擴大了，因此稱為擴大基礎(chǔ)法。

4.2 混凝土澆筑及養(yǎng)護

原立柱的新老砼結(jié)合部分采用表面鑿毛，以便于新老砼的連接。砼拆除后，須用水清洗，不得留有灰塵及雜物。鑿毛深度0.5-1cm。，用沖水沖洗露出的石子原表面，消除表面上松動的砂石和軟弱的混凝土層，且應(yīng)充分潤濕，潤濕時間不宜少于 24h，殘留在混凝土表面的積水應(yīng)消除。連接混凝土采用比柱混凝土高一個強度等級的微膨脹混凝土,在砼澆筑過程中應(yīng)緩慢放料,并分層澆搗密實。每隔30cm左右為一層,振動棒振動中應(yīng)采用快插慢拔使氣泡充分逸出，為使砼上下層交接完整，振動棒須插入下層砼面10cm，混凝土灌注完畢后，頂面砼應(yīng)高出設(shè)計標高2－5cm，以確保密實，混凝土強度達到0.2-0.5MPa后，方可脫模，脫膜后采用塑料薄膜包裹。新澆筑砼終凝后開始澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間至少延續(xù)14天。

5 結(jié)束語

高63.440米的寶龍山礦井主井井塔的成功平移，是到目前為止國內(nèi)平移最高的建筑物。主井井塔的成功平移使寶龍山煤礦提前一年投產(chǎn)，為寶龍山煤礦創(chuàng)造了非?？捎^的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］編委會.建筑施工手冊（第五版）［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］編委會.現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［4］GB 50300-2001建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［5］江正榮.建筑施工計算手冊（第二版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

［6］JGJ 46-2005施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［7］李鳳臣，楊鷗，田石柱，張麗娜.基于多尺度法索-橋耦合非線性動力響應(yīng)分析［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，29（5）：816-822.