關于建筑整體平移工程管控要點的討論
——以上海喇格納小學舊址建筑整體平移工程為例

孫 靜（上海建科工程咨詢有限公司，上海 200032）

0 引言

世界上第一座建筑整體平移工程是位于新西蘭新普利茅斯市的一所 1 層農宅，采用蒸汽機作為遷移裝置[1]?，F代整體平移技術始于 1901 年美國依阿華大學科學館整體平移，此項平移采用圓木滾軸裝置＋螺旋千斤頂，且在平移過程中采用了轉向技術將其旋轉 45°[2]。此后，建筑整體平移技術在多個國家中被廣泛應用，并得到迅猛發展[3]。

我國于 1992 年在重慶首次運用建筑整體平移技術對 4 層磚混結構進行平移，項目整體平移約 8 m，旋轉約10°，采用鋼滾筒＋液壓千斤頂鋼拉桿牽引機構[4]。此后，在城市化大背景下，我國建筑整體平移技術得到了廣泛應用與發展。

“上海 2035”規劃將上海的目標愿景表述為“卓越的全球城市”，更加關注歷史和文化傳承。在城市更新的實踐過程中，會越來越多地面對歷史文化遺產保護的問題。為了保留保護歷史街區特色，同時又實現街區的功能改造提升，對歷史文物建筑采取整體平移成為首選方案。伴隨著建筑平移技術更新發展，提出具有針對性和適宜性的管控要點，亟待我們探討。本文結合上海市黃浦區區級文物保護單位——喇格納小學舊址建筑整體平移，探討平移工程管控要點，為今后類似工程管控提供一定借鑒。

1 工程概況

喇格納小學舊址東接東臺路，南臨瀏河口路，西連吉安路，北靠崇德路。學校校址及校名先后變動，現為比樂中學校址。喇格納小學舊址于 2008 年 9 月 23 日經黃浦區文物保護部門公布為黃浦區區級文物保護單位。

喇格納小學整體呈“T”字形，南北向長 62 m、東西向長 42 m，5 層混凝土框架結構，建筑基底面積約為1 000 m2，總重量約為 7 600 t。根據項目規劃要求，喇格納小學由原址向西北方向旋轉平移約 61 m 到達新址（見圖1）。到達新址后整體頂升后按設計要求進行基礎連接。

圖1 喇格納小學新舊址關系圖

2 整體平移方案

2.1 建筑臨時加固

喇格納小學為混凝土框架結構，基礎為柱下獨立基礎。經現場檢測，原結構承重構件混凝土測得的強度等級為 C15，混凝土碳化程度較為嚴重（碳化深度為 20 mm～78 mm）。原結構承重構件鋼筋抗拉強度推定值最小為494.2 MPa，滿足 HPB235 級熱軋鋼筋強度的要求。經現場實測，建筑不均勻沉降明顯，建筑女兒墻呈現西北低、東南高趨勢，最大相對高差約為 108 mm。

根據平移方案，本項目切割面位于獨立基礎頂面，結合現場實際情況，需拆除 1 層門窗、填充墻及地面，2 層以上保持建筑原貌，不作任何改動。建筑平移過程中，為保證結構側向穩定，擬對框架柱采用型鋼加固。

根據加固方案，在框架柱四周托盤梁預埋鋼板，框架柱3 m 處設置鋼抱箍，以雙拼 25#a 槽鋼作為斜撐，下端與預埋鋼板焊接，上端與鋼箍用螺栓連接，鋼箍位于板底 1 m 位置（見圖 2）。

圖2 框架柱型鋼加固三維示意圖

2.2 建筑托換

建筑托換采用梁抱柱和梁抱墻形式，使用托盤梁進行托換。施工方法如下。

（1）基層處理。鏟除抹灰層，并對混凝土基層進行鑿毛處理，鑿毛深度為 3 cm，如圖 3 所示。清除界面松散碎石及積灰，涂刷界面劑。

圖3 基層鑿毛處理

（2）托盤梁施工?？蚣苤捎盟拿鎳显O計，砌體墻采用梁夾墻設計，如圖 4 所示。托盤梁截面為 400 mm×600 mm?；炷敛捎梦⑴蛎浕炷?，強度等級為 C30。

圖4 托盤梁設置

（3）反力基礎施工。綜合現場土質及地下人防，擬采用 600 mm 筏板作為反力基礎，筏板混凝土強度等級為C30，配筋采用雙層雙向 16@150。

2.3 建筑移位

本項目采用可編程邏輯控制自動液壓設備配合步履行走器交替頂推，步履行走器以 A、B 兩組為一單元，A 組頂推，B 組懸浮提升；B 組頂推，A 組懸浮提升，兩組交替行走，完成建筑移位（見圖 5）。PLC 自動液壓控制系統，通過位移傳感器和壓力傳感器監控，實現多點同步控制，確保步履行走器行走軌跡嚴格按照預設路徑行走。

圖5 步履行走器組布設示意圖

2.4 建筑物就位連接

建筑物按照設計方案平移至新址后，根據新址位置標高，確定結構是否需要頂升或者降落。平面位置和標高復核無誤后，拆除平移設備。托盤梁底與地下室頂板之間通過灌注 C50 高強灌漿料進行連接。灌漿時在一側預留出氣孔，從另一側灌注，保證內部灌注密實，如圖 6 所示。

圖6 柱連接就位圖

3 管控重點和難點

（1）行走反力基礎筏板施工。對于行走范圍內的反力基礎施工，控制平整度是關鍵。建筑物行走范圍內的平整度直接關系到建筑移位的安全性，特別是平整度超過一定限值后將可能導致部分步履行走器脫空，建筑物整體傾斜，甚至發生破壞。

（2）雙拼槽鋼臨時加固。上部結構托換到托換底盤后，建筑物是一個無根體系，同時一層墻體基本拆除，僅存混凝土柱結構及小部分墻體，整體結構穩定性較弱，整體抗側剛度小，抗擾動和變形能力差。因此，建筑物首層設置的臨時鋼結構的加固質量，直接決定了整體結構在建筑物托換和平移過程中的安全性和穩定性。

（3）建筑托換。建筑托換的重點在于對新舊混凝土接觸面的處理，確保新舊混凝土接觸面荷載可靠傳遞，保證建筑就位連接前新舊接觸面相對位移可控。同時，現場托換作業面狹小，各項工序作業無法正常開展，尤其要關注鋼筋制作安裝和混凝土澆筑振搗的質量。

（4）建筑移位。建筑移位的難點首先是如何對基于可編程邏輯控制器的自動液壓控制系統實施精準和同步控制，實現建筑一次旋轉平移到位；其次是如何對各行走器的行走位移及壓力進行實時反饋。為了保證建筑準確就位，建筑移位行走線路的復核是一項十分重要的工作，必須做細做實。同時，在建筑移位過程中要對建筑物的傾斜度和垂直度的變化情況進行跟蹤與監測，做好信息化施工，從而有效保證建筑物安全、順利、準確地就位。

4 平移建筑的管控要點

（1）行走反力基礎筏板平整度必須與建筑移位裝置相匹配。目前，建筑平移裝置主要分為滑軌式平移裝置和模塊化平板拖車，其中滑軌式平移裝置又細分為滾軸、固定滑腳、懸浮滑腳和步履行走 4 種。模塊化平板拖車對行走基礎平整度的要求最低，步履行走器和懸浮滑腳對平整度要求略高，滾軸和固定滑腳對平整度要求最高。模塊化平板拖車可憑借自身的液壓調節功能，實現上部建筑物的水平，對現場平整度要求較低?；壥狡揭蒲b置對行走反力基礎筏板的平整度要求較高，反力基礎的高差直接通過滑移裝置傳遞給建筑結構，對建筑產生強制位移，對結構產生不利影響。懸浮滑腳和步履行走器可通過懸浮油缸實現油缸行程內的水平調節，但在一般情況下其調節高度在50 mm 以內，因而嚴格控制平移反力基礎筏板的整體平整度是平移成功的關鍵節點。

（2）鋼結構加固施工的質量管控也是關鍵環節。鋼結構臨時加固主要加強建筑框架柱的側向剛度，以保證建筑移位安全。本項目加固工程僅限于框架柱范圍，不涉及墻體加固，形式相對簡單，但作用較為重要。加固施工中須認真檢查所用鋼材及剪切后的零件，若發現有變形情況，須對其進行校正，合格后方可使用，以防后續各道工序積累變形。環形抱箍安裝時，抱箍與原結構框架柱之間須填充厚度為 20 mm 的橡膠墊，并確保其填充飽滿。構件拼裝時，需確保零構件的規格及形狀符合設計圖紙及樣板的要求。同時在拼裝時不應采用較大的外力強制組對，以防構件產生過大的拘束應力而發生變形。鋼結構焊縫主要涉及斜撐與預埋鋼板之間焊接，所有焊縫均要求滿焊，焊縫質量按三級外觀質量進行檢查。

（3）建筑托換必須緊密結合原始建筑材料的強度和建筑噸位，合理選擇新舊接觸面的處理形式。接觸面處理主要采用鑿毛處理工藝，對于噸位較大的建筑，應增大新舊混凝土的接觸高度并配合植筋，從而加大托換結構與位移建筑的接觸面，增強彼此的連接，確保荷載傳遞安全可靠。根據 JGJ/T 239—2011《建（構）筑物移位工程技術規程》第 5.4.3 條第 6 款，確定接觸面高度為 600 mm；結合現場碳化深度和混凝土強度檢測，擬定鑿毛深度為30 mm。

（4）選擇建筑移位裝置須著重考慮建筑行進線路，并在移位過程中加強對線路點位的復核，確保建筑移位按照預定線路行進，準確就位連接。本項目建筑移位行走路線為曲線，屬一次旋轉平移到位，建筑行進過程中邊旋轉、邊平移。通過軟件模擬行走線路，根據建筑物每日行走軌跡，復核建筑點位，據實調整，確保移位建筑準確就位。

（5）建筑平移過程實現精確同步控制。本次平移采用基于可編程邏輯控制器的液壓控制系統，在建筑物前進方向設置 12 個高精度滾輪位移傳感器，并根據模擬路線及傳感器位置，計算各控制點位的頂推比例，通過計算機實時下達可編程邏輯控制指令，系統根據指令位移實施液壓泵加壓行走，并通過滾輪傳感器收集實時數據與指令位移進行比較，并自動修正各控制點位液壓泵站的工作頻率，實現同步作業。要求單行程同步精度為 0.2 mm，累計位移在2 mm 以內。

（6）建筑平移過程須加強監控檢測。平移過程是動態過程，建筑物脫離原結構基礎進行行走，且建筑年代久遠，結構安全尤為重要。因此，平移時須安裝監控檢測傳感器，主要對建筑物的水平標高、應力、應變、加速度、傾斜度及裂縫進行實時監測，比對頂推施工過程液壓數據和健康檢測數據，若發現異常應實時反饋，并制定處置辦法，保證建筑物結構在平移過程的安全性和精確性。

5 結語

喇格納小學平移是國內首次采用步履行走器平移的文物保護建筑，舊址一次性旋轉平移到新址，且建筑平面成 T形，增加了平移施工的難度。通過對重點難點的管控，保證了建筑平移過程的安全性和精確性，為今后類似平移項目積累了寶貴經驗。