平移方案设计

PAGE20-住宅楼平移工程技术方案设计说明二OO二年三月十日住宅楼平移工程技术方案设计说明1概述原住宅楼基本情况集资住宅楼为长×宽×高≈40m×11m×21.5m的砖混结构房屋，该底层为层高2.2m的车库层，其上为六层住宅，结构该形式为板式基础，上部结构中层层设置圈梁，主要开间的纵横墙交结处均设有构造柱。此房屋的上部结构整体性较好，从98年竣工使用至今没有发现明显的结构问题。平移要求因东台市旧城改造规划的要求，卫生局集资住宅楼需要从原址向北平移约53.5m，向东约11.6m，要求平移后恢复原状。平移的总体思路、技术方案及特色总体思路本方案总体思路为：1.充分利用现有房屋的有利条件；2.技术方案科技含量高；3.平移过程安全可靠，施工可操作性强；4.节省费用同时为建设单位扩大使用面积创造条件。平移工程的总体思路和技术路线根据本工程整体性较好但平移路线长和存在转向迁移的特点，本工程的技术路线为：利用原结构地圈梁作为托架基本受力构件，然后采用预应力加固法加固地圈梁形成可靠的托架托起上部结构；采用缓冲滚动式装置使托架以上房屋成为可移动体；采用卷扬机+滑轮组索引推顶体系；采用单轨形式的下轨道新技术；房屋新基础采用新型锚钻式灌注桩；本工程的迁移路线为先移向东的11.6m，后移向北的53.5m，采用动、静态的实时监测系统控制移动过程，保证房屋安全迁移。本技术方案的特色经分析，本技术方案采用了较多的新技术，具有如下特色：1．充分利用原有结构整体性较好的特点，采用预应力加固法加固地圈梁形成安全可靠的托架体系。该住宅楼为砖混结构，上部结构体形简单规整，纵横墙较多，结构抗震构造措施完善（层层设圈梁，主要开间均设有构造柱，房屋整体性较好）。因此，我们可利用原房屋的地圈梁作为托架基本构件，采用结构加固新技术——高效预应力加固法加固地圈梁，使加固后的地圈梁、底层构造柱及底层部分砌体一道成为本次房屋移动的托架体系。因为高效预应力加固法是本公司的技术特色，我们将此方法用于房屋拆墙改造加固、砼构件加固及房屋整体性加固等100多个工程,积累了丰富的加固经验和取得了满意的效果。采用本方法形成的托架体系具有如下的优点：（1）结构安全可靠采用预应力加固法加固地圈梁后使地圈梁与构造柱及底层墙体成为一个整体，形成一个稳固的托架保证房屋安全迁移。同时，房屋的迁移过程中还可随时调整预应力的张拉量防止砌体结构裂缝的产生和控制砌体裂缝的发展。（2）节约施工工期本方案是直接对地圈梁进行加固，其施工可结合室内外土方开挖的同时进行交叉施工，不需要养护时间，与常规的砼夹梁法比较，施工工期可大大缩短。（3）经济性较好，对结构外观无影响本工程用高效预应力加固法加固地圈梁，因采用的是体外布筋的方式，在工程平移结束和完成与新地基的连接后可卸去加固用钢绞线，则既可回收使用部分材料、又可做到在结构上不留痕迹。而若采用夹梁法，房屋与地基的连接通过夹梁的。对本工程而言在结构外墙夹梁永远存在而影响美观。（4）采用本托架体系后还使采用单轨道成为可能既节约材料、工期，又可为甲方将底层车库改为住宅创造条件（详见本节第5条）。2．采用专门设计的缓冲式滚动装置本滚动装置由硬木楔塞，上下槽钢或钢板，钢管砼滚轴组成本装置具有如下优点：本房屋移体过程中难免会出现局部的不平整产生压力集中的情况，由于硬木楔塞的存在，则压力集中仅会使硬木楔塞产生局部变形。另外，钢管内灌的砼为C25而不是常规做法的C60膨胀砼，目的是在房屋移动过程中出现局部不均匀受力时允许滚轴变形。由此，因局部不平整等问题造成的变形均由可变形的木楔塞和滚轴承担，则可保证上部结构平稳移动。木楔和滚轴的作用相当于汽车或大型设备的减震装置。由于硬木楔塞的存在使得迁移工程过程中纵横移动方向改变成为可能。而采用一般方法要做到移动方向的改变是相当困难的。由于硬木楔塞的存在，使得采用预应力方法加固地圈梁成为可能。因为体外钢绞线束在地圈梁底的转向块可放置在木楔塞之间。另外，在平移施工结束后便于预应力钢绞线的拆除。3．采用卷扬机+滑轮组索引推顶新体系本工程考虑到迁移线路长的特点，设计了一套新的索引推顶体系用于迁移此房屋。该体系采取1人总控制的方式，便于施工控制和操作。4．房屋新基础采用了新型的钻削式灌注桩，使桩基承载力高，现场无震动噪声污染。同时具有造价省的优点。5．由于本工程的上轨道为经过预应力加固的地圈梁，使得下轨道成为单轨。由此具有如下优点：由于是单轨形式，滚轴安装工作量少，施工方便。由于是单轨形式，下轨道在新基础中可与条基或新的地圈梁合二为一，因此，单轨比双轨节约材料，施工工期短，具有较好的经济性。由于利用了原圈梁作为上轨道，下轨道与新基础地圈梁合二为一。则房屋在新基础上就位后可将上轨道（原圈梁）门的部位部分切除使平移后底层层高由2.2m增加到2.8m成为可能。这样一来建设单位若将底层车库改为住宅将增加了近400m2的建筑面积。仅这一项，按1250元/m2计算，扣除10万元的车库重建费为建设单位则净创效益40万元：1250×400-100000=400000元。6．房屋新基础采用的是新型钻削式砼灌注桩。这种桩具有工期短，造价低，对现场无污染等优点是我公司正在推广的新型桩。7.本工程采用的动静实时监测系统，采用了目前工程界上较为先进的动、静态监测仪和测试分析方法，这将为房屋的安全迁移提供了保证。迁移体托架的设计3.1基本构件房屋迁移的关键技术之一是建造一个能够托起被移房屋的托架。该托架应具有足够的承载力和刚度运载上部结构。常规做法是在房屋的纵横墙底两边浇筑砼夹梁，夹梁之间间隔浇筑砼短托梁，新增的夹梁形成一个封闭的托架，托住上部结构这种做法具有如下优缺点：优点：托架可以根据结构要求设计，做到安全可靠。缺点：（1）砼夹梁托架施工困难，工期长；（2）砼夹梁托架使下轨道必须是双轨，则消耗材料多；（3）砼夹梁托架在该墙底两边各有一根梁，在平移结束后无法拆除。则在新建筑±0.00标高变化的情况下，夹梁裸露在外影响建筑美观。同时，不可能提高底层层高。针对本工程上部结构体形较简单规整，纵横墙较多，结构抗震措施完善（层层设圈梁，主要开间均设有构造柱），地圈梁每道墙均设和纵横贯通等特点，我们直接选用地圈梁为托架的基本构件，同时将地圈梁作为上轨道梁。3.2高效预应力加固法加固地圈梁虽然因圈梁和构造柱的存在使该住宅楼整体性较好，但直接将地圈梁作为托架梁，其承载能力是不能满足要求的，必须采取加固措施。预应力加固法是本公司总经理李延和教授的研究成果，曾获江苏省科技进步奖。近年来，本公司将预应力加固用于近百项工程的加固中均获得了满意的效果。特别是在某农行的拆墙改造工程中采用预应力加固法加固圈梁，实现了所有纵横墙的托换工程，保证了将房屋底层所有内墙拆去改为大空间的要求。因此，本工程采用预应力加固法加固地圈梁使之能为托架梁是有充分的理论依据和实践经验的。采用预应力加固法加固后形成的托架完全能满足房屋平移要求，可保证房屋在平移过程中不出现裂缝。措施是安全可靠。2.3托架整体性加固底层墙体采用夹板墙加固保证墙体整体性。地圈梁水平劲性式支撑加固，在平移过程中安全可靠的承担上部结构荷载，但是在平移的索引的推顶过程中，由于并非所有的纵墙和所有的横墙均是对齐的，很可能出现地圈梁不均匀受力。为此，我们采用劲性式支撑方法将不对齐的纵、横墙对齐或设置传力杆，做到传力明确，受力均匀。4迁移动力系统和缓冲式滚动装置的设计4.1迁移动力系统设计滑轮组为两组组合，分二个部位牵引，以避免移动时使楼房不均匀受力平移装置同步安装在大楼的12轴、8轴两处，动点分别安装在12轴、8轴、9轴圈梁上，采用钢构件加固锚固，横移时定点滑轮组的锚固定点分别在7轴与3轴之间的原整板基础上，用预埋锚栓M32共64根锚固定滑轮；横移完成后安装纵移装置，固定好后，拆除平移装置。纵移时：动滑轮组固定在线上D轴线上，定滑轮固定在新基础的A轴线上，A、D轴线在新作的基础上预埋安装固定滑轮组装置，纵移滑轮组为一组合均布。牵引力的及计算：根据楼的总荷载为4000T，采用滚动装置平移，故取摩擦合系数为6%，实际平移过程中因轨道、滚轴平整度水平度等多种因素的影响取摩擦阻力系数为10%。故水平牵引力为F=NK=4000X10%=400T。根据牵引力的要求，采用大吨位卷扬机配置滑轮组施工方案，采用48只20吨三丙滑轮组采用5T同步卷扬机配合作为牵引力，卷扬机联动部分为弹性联结，无级变速驱动装置。在平移过程中尽量减少停车次数，减少启动停止过程中对大楼的震动，可安排10次连续作业在实际操作中除需要观察外，尽量连续移动。平移时每条轴线设专人负责观察，负责运行中的滚轴滚动状态，轨道运行状态，楼房平移中情况的观测记录。在移动过程中及时调整滚轴的位置，一要保持距离，二要垂直于轨道，三要清除轨道钢板上的障碍。检查动定滑轮组联接部位的可靠性，当横向位移到位后，立即加固楼房的临时稳固性，及时做方向调整向工作。纵向平移的间距较大，平移轨道较长应在整好滚轴与轨道之间的间隙，控制在规范范围内。轨道上的钢板之间要焊接可靠，接头处要磨平整，必要时涂一层润滑油减少牵引阻力。卷扬机绕绳长度为500M，钢丝绳Ф18，牵引力50KN，横向平移11M分为三次完，纵向平移分为10次完成。横向移动时间为一天，纵向移动为3-4天，其中换向作业为三天。4.2缓冲式滚动装置设计房屋平移过程中难免会出现因某此局部不平整的情况使建筑物局部受力不均。为此，根据我们从平移工程的经验和参考汽车、机械设备等的减震系统做法，拟采取的缓冲式滚动装置设计如下：硬木楔缓冲层硬木楔缓冲层为两块对楔的硬木块，安装于地圈梁下和槽钢垫板之间。在安装肘敲击木楔使缓冲层塞紧受力。因为是木楔、允许在受力过大时发生变形，从而达到保护上部结构的作用。上下轨道两层上下轨道两层由槽钢和钢板组成，其型号为[250a和12mm厚钢板。滚轴滚轴由φ60×5无缝钢管内灌C25砼。设有按常规方法灌C60膨胀砼的目的是在移房过程中存在局部不均匀受力时允许钢管发生微小变形，使其上部结构不置于受力集中而产生裂缝破坏。5新基础的设计及下轨道梁的设计5.1新基础的设计根据地质报告，采用灌注桩ф400，桩长15.5米，桩数123根，承台基础梁，打桩机采用液压钻削式沉管灌注桩。沉管打桩无震动、噪声，可昼夜施工，不影响周围环境（见图）。5.2下轨道梁的设计下轨道梁利用原有基础和新基础做为下轨道的部分基础，其它部分专门制作,在轨道沿线下原土加生石灰制成三合土碾压,经检测达到12T/m2以上方可,垫层用10cmC10素砼垫层,砖砌大方脚,轨道梁用C30250×250砼制作,轨道梁配筋4Ф12钢筋，轨道梁上垫厚12钢板（见图）。6平移过程中的防止墙体裂缝出现或开展的措施设计房屋平移工程中墙体或梁柱出现裂缝是很难避免的问题，许多移房工程中这个问题均未能解决好。鉴于此，本工程的方案设计中我们重点研究和设计了防止本工程出现裂缝或控制裂缝开展的措施。6.1移房工程中房屋出现裂缝的原因分析在房屋移动过程中造成房屋出现裂缝的原因较多，主要的原因如下：房屋结构本身存在缺陷由于房屋本身存在缺陷，未移房前墙体或梁柱就已存在裂缝等问题。托架结构受力方式不合理或承载力不足托架结构受力方式不合理或承载力不足是房屋开裂的主要原因。具体而言是转换托架设计及计算失误，没有充分分析移房过程中的托架受力特征，托架结构形式设计不合理和承载力设计不足。这将会造成房屋出现裂缝甚至事故。轨道铺设的不平整房屋迁移工程中，轨道的平整是关键。其一，轨道一这要在同一水平面上。若轨道移在房屋移动方向有向下或向上的坡度，则建筑物移动中就会在自重作用下自动向前或向后移动，使得移房工作无法控制。其二，轨道的局部平整度要求高。因局部轨道不平整极易使托加梁被顶裂，甚至造成建筑物开裂。这是采用常规方法移房中最易出现裂缝的原因之一。过度段地基处理缺陷平移工程中的新旧基础之间的过渡段地基处理是相当重要的。该过渡段承受临时荷载，因此要求其既要满足房屋平移时的差异沉降的要求，又要造价昼的低。在房屋平移刚进入过渡段时（本工程还存在平移方向的调整问题），房屋的一部分在原基础上一部分在过渡段轨道上，因此必须严格控制其沉降量。若沉降量过大，必然会引起房屋开裂。6.2防止平移过程中房屋开裂的措施6.2.1加强强设计分析析深度，精精心组织施施工，防止止平移过程程中房屋开开裂本方案设计中我我们采取了了如下技术术措施防止止房屋开裂裂：采用预应力加固固地圈梁，加加强房屋整整体性虽然本本房屋的整整体性较好好。但是属属于砖混结结构，我们们在设计采采用预应力力加固地圈圈梁承担房房屋竖向荷荷载外，还还同时考虑虑了预应力力对底层砖砖墙的箍的的作用。该该作用有效效地防止了了墙体裂缝缝的出现和和展开。采用夹板墙方法法加固底层层墙体，提提高了砌体体承载力和和有效地防防止墙体开开裂。采用劲性砼组合合梁加固地地圈梁托架架的平面内内受力不均均匀点，使使地圈梁在在平面内成成为一刚性性体，防止止了地圈梁梁的裂缝展展开。平移房屋之前，对对建筑物进进行详细的的调查检测测分析，对对房屋现有有的薄弱部部位进行加加固，对房房屋现有的的裂缝进行行加固处理理并留观察察标志。专门设计的缓冲冲式滚动装装置是防止止平移过程程中地基不不均匀沉、轨轨道梁的表表面不平整整，造成房房屋裂缝的的有效措施施。缓冲式式滚动装置置就名给建建筑物装上上了一套减减振器，局局部应力造造成的局部部变形由缓缓冲件承担担，整个建建筑不受影影响。采取先进的动静静态监测系系统，确保保将建筑物物裂缝开展展的不利状状况消除在在萌芽状态态。6.2.2采用预应应力方法和和化学灌浆浆方法控制制裂缝开展展鉴于建筑物本身身存在一定定的裂缝或或是施工过过程中的意意外原因造造成一定的的裂缝，我我们采取了了体外预应应力加固的的有利条件件，调整张张拉量，即即可控制裂裂缝的展开开。同时及及时采取环环氧树脂方方法灌缝，消消除裂缝过过程中的监监测。一旦旦发现异常常既可采取取张拉体外外预应力筋筋的方法控控制裂缝的的展开。6.2.3采用灌灌注水玻璃璃方法及时时加固局部部出现的地地基承载力力不足问题题现场配备灌浆设设备两套，一一旦发现梁梁处地基承承载力不足足，立即灌灌注水玻璃璃等灌浆料料。因水玻玻璃灌浆料料具有的快快干性能，可可达到加固固地基的效效果。附录：计算书本工程我我们进行了了一系列的的设计计算算主要包括括：1.结构设计计；2.地基设计计；3.滚动支座座的设计；；4.移动装置置的设计等等方面。在在此仅列出出本工程特特色之一托托架预应力力加固的部部分计算过过程和结果果以供参考考。一、体外预应力力钢绞线所所需承受的的拉力计算算（②轴线C—D段）1、荷载计算（1）荷载统计屋顶：二～六层楼盖：：240墙双面抹抹灰：（2）作用在底层墙墙梁顶面上上的荷载设设计值墙体：墙梁顶面以上的的楼屋盖：：总荷载设计值：：2、体外预应力钢钢绞线所需需承受到拉拉力其余轴线处的计计算略。二、体外预应力力加固用钢钢绞线数量量的计算钢绞线选用18860级高强低低松弛无粘粘结预应力力钢绞线，，每束钢绞线截面面积。（一）横向钢绞绞线布置1、BD轴线之间（1）计算预应力钢钢绞线水平平段的有效效预应力张拉控制应力：：由于锚具变形及及钢绞线回回缩的预应应力损失：：由于钢绞线弯折折点所引起起的预应力力损失：总预应力损失：：有效预应力：（2）计算预应力钢钢绞线的数数量取加固安全系数数所需钢绞线截面面面积：所需钢绞线的数数量：束取4束1860级高强强低松弛无无粘结预应应力钢绞线线，。2、CD轴线之间（1）计算预应力钢钢绞线水平平段的有效效预应力张拉控制应力：：由于锚具变形及及钢绞线回回缩的预应应力损失：：由于钢绞线弯折折点所引起起的预应力力损失：总预应力损失：：有效预应力：（2）计算预应力钢钢绞线的数数量取加固安全系数数所需钢绞线截面面面积：所需钢绞线的数数量：束取4束1860级高强强低松弛无无粘结预应应力钢绞线线，。3、AB轴线之间（1）计算预应力钢钢绞线水平平段的有效效预应力张拉控制应力：：由于锚具变形及及钢绞线回回缩的预应应力损失：：由于钢绞线弯折折点所引起起的预应力力损失：总预应力损失：：有效预应力：（2）计算预应力钢钢绞线的数数量取加固安全系数数所需钢绞线截面面面积：所需钢绞线的数数量：束取2束1860级高强强低松弛无无粘结预应应力钢绞线线，。（二）纵向钢绞绞线布置1、A轴线之间（1）计算预