許錦林,陳蕃鴻,許祎斌,袁鳳瑞,王春紅
(中建一局華江建設(shè)有限公司,北京 100161)
建筑物平移的主要流程為主體加固、托換結(jié)構(gòu)建立、導軌梁或滑道梁施工、基礎(chǔ)施工、墻柱切割、整體平移、就位連接。其中,建筑物加固是整個平移工程的第1步。早期建筑物平移工程的主體往往結(jié)構(gòu)簡單、自重較輕、體量較小,但隨著城市化的推進和歷史建筑保護意識的加強,如今需要平移的建筑體量日益增加、結(jié)構(gòu)日益復雜,這也給平移前的加固工程帶來了新的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有平移工程中建筑物的外部加固主要有鋼結(jié)構(gòu)腳手架加固和混凝土工程加固兩大類。鋼結(jié)構(gòu)腳手架加固是在結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)框架,類似于腳手架布置,來增加結(jié)構(gòu)剛度;混凝土工程加固是在結(jié)構(gòu)外側(cè)澆筑混凝土支撐,混凝土和原結(jié)構(gòu)共同抵抗平移時產(chǎn)生的加速度及變形。內(nèi)部加固主要是增加鋼柱支撐,在結(jié)構(gòu)薄弱處增加柱或梁來增加抗側(cè)剛度。鄭州市黃河博物館加固平移工程中采用臨時支頂和內(nèi)部設(shè)H型鋼立柱支撐屋頂,有利于減小墻體所受振動荷載,提升整體的穩(wěn)定性;湘江賓館平移案例中,由于平移主體在設(shè)計中存在缺陷,加固過程中注重保持結(jié)構(gòu)整體性,采用了高性能水泥復合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù),加固層和原結(jié)構(gòu)協(xié)同變形共同受力;北京英國使館舊址平移工程在結(jié)構(gòu)薄弱處采用木支撐和鋼筋拉結(jié)。
根據(jù)福廈高鐵總體規(guī)劃,廈門北高鐵站確定與既有廈門北站并站建設(shè),建設(shè)用地將直接占用后溪長途汽車站主站房。鑒于既有后溪長途汽車站位于規(guī)劃福廈客專高鐵主線上,為避免拆除和重復建設(shè),經(jīng)廈門市政府專題會議研究明確采用平移方式,將后溪長途汽車站主站房移至新址。該方案比拆除、重建主站房節(jié)約工期12個月、節(jié)省造價約1億元、節(jié)約人力500人,有效避免了因拆建產(chǎn)生的建筑垃圾和建材浪費,大幅度降低粉塵和噪聲污染。依據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(2016年版),擬建場地抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.15g,設(shè)計地震分組為第3組,框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級為三級,為重點設(shè)防類別。結(jié)構(gòu)加固后續(xù)使用年限為50年。
整體加固主要分為5個方面,分別是混凝土結(jié)構(gòu)工程、植筋施工、粘鋼加固、柱外包角鋼加固和梁柱截面加固。
2.1.1混凝土結(jié)構(gòu)工程
加固前,應(yīng)采取合理的臨時固定措施,對被加固構(gòu)件進行卸載和加固。加固時應(yīng)進行鑿毛,矩形柱或梁的角部應(yīng)鑿毛成圓弧狀。對原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進行除銹處理;在受力鋼筋上施焊前應(yīng)采取卸荷或支撐措施并應(yīng)逐根分段分層進行焊接,盡量減少焊接熱量對鋼筋的影響。新舊混凝土結(jié)合面應(yīng)先用鋼刷仔細清除松動的混凝土,并用高壓水沖洗干凈;澆混凝土前,原混凝土表面以新鮮水泥漿或其他界面劑進行處理。
2.1.2植筋施工
植筋施工流程主要為:劃線定位、鉆孔、清除孔塵、灌注結(jié)構(gòu)膠、鋼筋處理、植入鋼筋、養(yǎng)護固化。在植筋時要按設(shè)計鉆取植筋孔,如表1所示。
表1 植筋要求 mm
2.1.3粘鋼加固
粘鋼加固區(qū)集中在保留區(qū)域頂板及地下1層梁,主站房地下1層、頂板及2層梁。施工流程主要為:混凝土構(gòu)件、鋼板表面處理→粘膠劑配置→加工鋼板→涂膠→粘貼鋼板→加壓固定→固化→卸壓檢驗→表面處理。對有油垢污物的構(gòu)件結(jié)合面,需用洗滌劑和硬毛刷清除油污,再用水清洗干凈。對齡期較長的構(gòu)件表面,需進行打磨,除去1~3mm表面層,然后用吹風、吸塵水洗等方法除去粉粒。對齡期較短的構(gòu)件表面,需用鋼絲刷除去表面浮渣,然后用吹風、吸塵水洗等方法除去粉粒。
2.1.4柱外包角鋼加固
施工流程主要為表面處理→打磨棱角→角鋼內(nèi)面磨光除銹→下料→拼裝→電焊綴板→安置注膠嘴排氣口→封縫→密閉檢查→配膠→埋管注膠。需注意,混凝土基面先行打磨,柱鑿除粉刷面層外鼓酥松部分,將結(jié)合面打磨平整,四角磨出小圓角,并用鋼絲刷毛、壓縮空氣吹凈、環(huán)氧材脂膠泥修補混凝土鐵陷,角鋼及綴板應(yīng)除銹并打磨出金屬光澤,然后用丙酮擦凈。
2.1.5梁柱加大截面加固
梁柱加大截面加固支撐及操作架搭設(shè)采用滿堂架和外圍雙排腳手架,在需加固的梁兩側(cè)均鋪設(shè)腳手板作為操作平臺。加大截面加固主要集中在保留區(qū)域發(fā)車平臺2層與底板。
后溪長途汽車站門廳前有一特色弧形鋼結(jié)構(gòu),如圖1所示。在平移過程中該結(jié)構(gòu)為薄弱部位,需進行加固。根據(jù)現(xiàn)場實際開挖土方情況,門廳前弧形鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)在主站房筏板基礎(chǔ)以外,且原址基礎(chǔ)圖紙上為五樁方形承臺,實際為兩樁長方形承臺,承臺頂標高為-0.450m,為了減少新址基坑土方開挖,結(jié)合新址基坑圍護的空間及標高情況,決定僅對-0.450m以上鋼結(jié)構(gòu)部分采用型鋼結(jié)構(gòu)進行托換保留并一起平移至新址,承臺及樁基在新址重新澆筑施工。
圖1 門廳前弧形鋼結(jié)構(gòu)加固
托換鋼結(jié)構(gòu)焊接前需要拆除鋁塑板及混凝土,然后在焊接位置用磨光機打磨,除去表面銹蝕部分,然后將預(yù)先切好坡口的鋼管與弧形圓柱進行焊接。下部固定在混凝土柱上的部位則采用打孔植筋然后焊鋼板進行錨固。
托換鋼架施工完畢后,在-0.450m標高位置處將原鋼結(jié)構(gòu)的固定錨栓逐一割斷分離。鋼結(jié)構(gòu)與承臺基礎(chǔ)分離完后,采用精鋼石繩鋸對承臺進行分塊切割分離,切割分離時應(yīng)注意防止混凝塊脫落分離時碰著上部鋼結(jié)構(gòu),對建筑造成擾動。
在車站門廳處有4部觀光電梯,采用方鋼作為立柱,四周為玻璃墻。一般的平移工程中電梯往往作為其他附屬結(jié)構(gòu)拆除,待平移完成后重建。本工程采用對垂直電梯進行加固,帶電梯一起整體平移的方案。
在建筑物平移前,首先應(yīng)委托第三方檢測機構(gòu)對將平移的垂直電梯進行檢測,確認無誤后,對電梯的對重系統(tǒng)進行加固,避免在平移過程中產(chǎn)生移動或掉落的情況;然后將垂直電梯對平移過程及后續(xù)工藝有影響的部位進行拆除。完成上述準備工作后,采用型鋼等對電梯進行托換,然后對下部切割,最后隨著建筑物一起平移至新址。在到達新址后,與新址底板連接并對電梯外觀等進行恢復。
限位桿用以對電梯對重進行加固;導軌加固組件包括支撐桿和固定桿,用以對轎廂導軌和對重軌道進行加固;平移系統(tǒng)包括滑道梁、步履行走裝置、下層托盤梁和上層托盤梁;滑道梁設(shè)在電梯鋼框架下方;步履行走裝置設(shè)在2根滑道梁上;下層托盤梁設(shè)在電梯鋼框架四周,與原結(jié)構(gòu)混凝土柱連接;上層托盤梁設(shè)在電梯鋼框架前后兩側(cè),與下層托盤梁連接;鋼框柱從上層托盤梁中穿過,與上層托盤梁固定連接。
電梯采用方鋼作為立柱,四周為玻璃墻,托換施工前需要先將電梯地下2層的玻璃全部拆除,然后對鋼柱進行切割。施工前需要將電梯轎廂上升到1層地坪,使得轎廂與配重基本在同一水平線上鎖死,然后在下部用型鋼進行支撐托換,以保證下部施工安全。
托換流程為先沿著平移路徑施工2根滑道梁,并且2根滑道梁沿縱向間隔設(shè)置在電梯鋼框架的下方、對應(yīng)前后兩側(cè)鋼框柱的位置處。再在電梯鋼框架的四周、位于滑道梁的上方施工下層托盤梁,并在下層托盤梁中預(yù)埋連接上層托盤梁的U形筋及壓筋。在下層托盤梁與滑道梁之間安裝步履行走裝置。
托換加固流程為先施工兩側(cè)托盤梁且達到設(shè)計強度,然后在電梯鋼柱兩側(cè)吊裝1根HN600×200的H型鋼,兩側(cè)H型鋼在鋼柱兩側(cè)上下各用1塊鋼板焊接;其次在H型鋼上部鋪1塊鋼板,鋼板與一側(cè)與鋼柱進行焊接,然后再在其上均布2塊鋼板,與鋼柱進行焊接,這樣3塊鋼板與鋼柱形成牛腿對鋼柱受力進行托換,各鋼板與鋼柱進行焊接的地方需要先進行處理。托換時注意牛腿與H型鋼間的縫隙,如果縫隙過大,則采用鋼板或灌漿料進行塞縫。
托換完成后,與電梯廠家溝通哪個部位適合切割及連接,然后根據(jù)平移切割線位置對鋼柱進行切割分離,同時增加上部結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測,如遇問題及時與設(shè)計聯(lián)系,同時用鋼支撐進行臨時支撐加固,如圖2所示。
圖2 電梯加固
本工程已順利完工,在工程上解決了大體量建筑平移時整體結(jié)構(gòu)和細部結(jié)構(gòu)加固方面的具體細節(jié)問題。對于電梯這類特殊結(jié)構(gòu),給出了加固解決方案,避免了直接拆除造成的浪費現(xiàn)象,可為今后類似工程提供參考。