歷史建筑整體移位工程設計分析

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［摘要］本文以蘇州某歷史建筑為例，介紹了建筑物整體移位工程的設計方案。工程采用車載移位系統，并從從臨時加固、墻體托換、移位軌道、新基礎設計、就位連接等幾個方面進行了精心設計。結果表明：移位設計方案安全、可靠，順利完成了移位任務。

［關鍵詞］歷史建筑；移位；車載移位系統

前言

歷史建筑屬于物質文化遺產的一種，具有歷史、藝術、科學、文化和社會等價值。保護歷史建筑，真實、完整的保存并延續其歷史信息及價值，將其作為歷史見證予以傳承，使其成為當代經濟可持續發展的重要資源。建國七十多年來，尤其是改革開放四十年來，我國歷史建筑保護工作取得了舉世矚目的成績。然而，隨著城市的快速發展及擴大，許多歷史建筑已處于城市中心位置，歷史建筑的保護與城市規劃的矛盾日益突出，建筑物整體移位技術是解決該矛盾的一種有效方法[1-3]。

1工程概況

歷史建筑（如圖1所示）位于蘇州市姑蘇區，整體坐西朝東偏北，為單幢帶有民國時期風格坡屋頂樓房，兩層磚木結構帶閣樓。建筑平面呈長方形，長19.45m，寬12.83m；正門位于東南側，門前設騎廊露臺，西南側設有邊門；建筑用地面積為298.1m2，建筑面積為739.2m2。歷史建筑始建于民國八年（1919年），一位美國醫生得到捐贈，在四擺渡作為醫院進行籌建，現狀留存單棟樓房原為醫院辦公樓，至民國二十六年抗戰爆發醫院停辦。新中國成立之后，收治過志愿軍傷員、地方精神病人等。該建筑具有一定的歷史、文化價值，于2014年被列入蘇州市控制保護建筑。為緩解衛生資源的供需矛盾，提升保障與改善民生水平，擬在地塊內建設醫療中心。為了滿足醫療中心建設的要求，對該歷史建筑進行整體移位，向西（偏北）移動約22m，隨后向北（偏東）移動約113m，建筑物標高抬升1.3m。

2整體移位設計

建筑物整體移位技術的基本原理是：建筑物與下部基礎脫開后，將其托換到移動裝置上，利用移動裝置將建筑物移動到新址，再與新基礎進行就位連接。移位過程中的建筑物如圖2所示。

2.1車載移位系統

本工程采用車載移位系統[4]進行建筑物的移位，車載移位系統由移位臺車并聯組成。移位臺車由滾輪、下臺車、千斤頂、上臺車等幾個部分組成（如圖3所示）。采用鋼制滾輪：剛度大，摩擦力小。上下臺車采用型鋼焊接而成：下臺車內部裝有電機，自帶動力；上部臺車與結構預留的構件連接。千斤頂為雙作用液壓千斤頂，可實現上升和下降的雙控制。 移位臺車布置于待移位結構底部，通過上臺車進行連接；臺車宜均勻分布于結構底部，可根據結構形式、荷載情況等進行適當調整；千斤頂分組接入不同的油路，當地面不平時，可達到自動調節高度的效果，保證建筑物底部處于同一水平面；臺車通過精軋螺紋鋼或者型鋼雙向連成一個整體，形成車載移位系統，平面布置如圖4所示。車載移位系統可應用于單向、多向、斜向、旋轉、頂升、下降、上下坡等單工況、多工況移位工程，適用范圍幾乎涵蓋所有的移位工況，并已多次應用于實際工程中。

2.2臨時加固

根據檢測報告，該結構整體性和剛度差，抗震措施設置不到位。為保證移位過程中結構安全，在移位前對結構用型鋼進行臨時加固處理。型鋼選用編號14a的槽鋼，水平向每層設置兩道，首尾相連形成整體；豎向槽鋼間距為3000mm，與水平向槽鋼相互焊接，從托換梁頂一直延伸至屋檐；墻體內外側對稱設置槽鋼，并通過螺栓夾緊固定；為保證強度和剛度接近，槽鋼在兩個方向均有設置；槽鋼內嵌方木，通過方木與原結構接觸，可最大限度地減小對原結構面層的損傷。通過采用型鋼加固的臨時措施，為建筑提供了一個強度、剛度均較好的鋼框架，相當于砌體結構中的圈梁及構造柱，可大幅度提高歷史建筑的結構安全度；另外，型鋼臨時加固措施具有可逆性，型鋼在移位工程結束拆除后，對建筑基本沒有損傷，最大限度地保留了歷史建筑的原始風貌。

2.3墻體托換

托換技術是建筑特整體移位的關鍵的技術之一，本工程的墻體和構結柱采用雙夾梁式托換方法。雙夾梁式托換方法施工便捷，工期短，成本大，對建筑安全系數高。雙夾梁尺寸為250mm×600mm，連梁間距不大于1000mm，梁上端標高不得高于外墻花崗巖仿石磚下端。在面積超過15m2的房間位置，增設交叉連梁，以增大結構整體鋼度大，減小建筑物在移動過程中的變形。每道雙夾梁在鋼筋綁扎過程要相互連接并整體澆筑，共同組成了一個剛性的托架體系，這一剛性托架既可調整移位中因軌道不均勻沉降或軌道變形的少量不均勻變形，又可以保證牽引力可以較為均勻地傳遞到各個軸線的墻體上，極大地提高房屋在移動過程中的抗變形能力和整體性，避免結構在移動過程中出現裂縫和損傷。根據測繪圖進行PKPM軟件的建模（如圖5所示），其中墻體按測繪圖紙厚度輸入，樓蓋、屋蓋活載取為0.5kN/m2，托換雙夾梁的配筋依據軟件的計算結果。由于托換雙夾梁的重要性，不僅要滿足受力的要求，還需要滿足撓度的要求。根據軟件計算結果，托換雙夾梁撓度最大值為0.65mm，是計算跨度的1/9330，遠小于規范要求的撓度限值，豎向剛度大，在移位過程可有效降低不均勻變形對建筑的影響。

2.4移位軌道

本次移位工程，鋪設枕木、砂石、鋼板作為下軌道。（1）場地平整，對低凹區需填土碾壓夯實，對局部較高地勢需降低地面標高；（2）挖除回填土，以2層黏土作為持力層，采用級配砂石分層夯實，每層厚度不大于200mm，壓實系數不小于0.94；（3）采用重型壓路機壓實，地基承載力特征值不小于150kPa；（4）輔設一層枕木，枕木垂直軌道方向輔設；（4）枕木上鋪設20厚鋼板；（5）軌道與枕木間用砂石墊實，保證軌道平整、均勻受力。

2.5新基礎設計

由于建筑物荷載不大、分布均勻，且場地內無液化土，新基礎采用條形基礎進行設計。根據巖土工程勘察報告，場地內2層黏土屬于中偏低壓縮性土，土質均勻，工程性能較好，地基承載力特征值為200kPa，適宜作為持力層。條形基礎的寬度、厚度、配筋由模型計算得到。條形基礎上砌筑一定高度的磚放腳，以滿足就位連接的要求。

2.6就位連接

建筑物移位到目標位置后，與新基礎處條形基礎進行連接，使上下結構形成一個整體。首先設置臨時支撐，在保證建筑物穩定的情況下，分區域分批撤出移位臺車；使用L形鋼筋，在雙夾梁及基礎處分別植筋，植筋深度滿足規范要求；進行外包混凝土的澆筑，澆筑厚度為100mm。就位連接立面圖如圖6所示。

3結論

本工程采用車載移位系統對歷史建筑進行移位，從臨時加固、墻體托換、移位軌道、新基礎設計、就位連接等幾個方面進行了精心設計，安全、可靠，保證了項目的順利完成。目前，歷史建筑已順利移位至目標坐標，并通過了文物主管部門的驗收。

參考文獻

[1]衛龍武，吳二軍，李愛群等.江南大酒店整體平移工程的關鍵技術[J].建筑結構，2001，31（12）：6.

[2]李愛群，衛龍武，吳二軍等.江南大酒店整體平移工程的設計[J].建筑結構，2001（12）：3-5，8.

[3]徐風，楊燕，陳永站等.地下空間開發中的歷史建筑遷移保護實例研究[J].建筑工程技術與設計，2015（35）：25-26.

[4]衛海，衛龍武，徐維平.具有自行走功能的建筑物整體平移裝置[P]中國：ZL201510623250.5，2017-05-03.

作者：徐賈 衛海 衛龍武 單位：江蘇鴻基節能新技術股份有限公司