谈建筑物移位工程技术的发展趋势
2013-08-21董伟科
董伟科 栾 琦
(辽宁水文地质工程地质勘察院,辽宁大连 116037)
迄今为止,我国建筑物移位工程建设历经三十余年的社会实践,逐渐成为城乡规划建设不可分割的一部分,一些大中型建筑随着市区的规划、布局和改造,已远远的不能满足人们的生活、办公、交通和影响建筑物安全等需求,简单的“拆出重建”已成为建筑领域中普遍存在的现象,不仅损耗大量人力、物力,更造成建筑资金的浪费。通过我院所完成的建筑物移位工程实践,分析了我国建筑物移位工程技术现状、发展趋势、自动化控制和信息化监测新方法、新技术在这一领域的应用,概括的介绍给大家,以获得人们的广泛关注。
1 国内建筑物移位工程技术现状
近年来,随着改革开放的深入和国民经济的高速发展,人们的生活水平日益提高,私营企业、外资企业迅猛发展,使城市原有建筑如住房、办公楼、城市交通等方面与整体市区规化的矛盾日益突出,严重阻碍了城乡建设与老城规划改造的实施,与发达国家不同,我国建筑市场发展程度远远落后,对一些原有影响城市规化的建筑采用简单的拆除,将造成巨大的经济损失,因而一个寻求使用新技术、新方法的建筑物移位技术在我国得到了发展和应用。目前建筑物移位技术已从无到有,进入稳定发展的技术成熟拓展阶段。据不完全统计,国外至今完成的建筑物移位工程实例总和为60余例,而我国从20世纪80年代末到现在近三十年已完成各类建筑物移位工程实例总和约150例,其中最高、最重建筑物移位工程为广西梧州市人事局综合楼,该建筑物总体为10层,总重约13 000 t,由大连久鼎特种建筑工程有限公司于2005年完成并荣获吉尼斯纪录的光荣称号。另外在其他方面如建筑物移位距离大于100 m的我国临沂市国家安全局技侦楼、辽河油田兴隆台采油厂原办公楼和世界上首例原地旋转移位的工程山东胜利油田永安商场旋转移位先后取得成功,这些都是由我国建筑行业自主设计、应用自动化控制和信息化监测这一新方法、新技述领先完成,可以说在建筑物移位这一领域,我国已步入了世界领先地位。
2 平移技术的发展趋势
1)向高层建筑物发展。20世纪80代以来,我国的建筑物平移领域蓬勃发展,很多科研院所、企事业单位投入了大量的人力、物力,对建筑物平移技术进行了大量的深入研究,在一个又一个建筑物被成功平移的同时,我们也积累了大量的宝贵经验。但是我们也注意到当时平移的建筑物多以古建筑、多层楼房、小型构筑物为主。当然原因是多方面的,其主要有以下两个方面,a.我国尚处于社会主义发展初期阶段,经济发达的地区主要在中国东部的少数省份,城市的资源尚未被最大限度的利用,除北京、上海、广州等少数大城市外,高层建筑尚不太多,而通过利用闲置土地、对已有的旧楼进行拆迁或少数有价值的楼房古建筑平移后,再进行规划建设,基本能满足城市发展的需要;b.楼房平移技术在当时尚处于发展阶段,有许多技术问题尚未解决,所提出的设计方案尚不足以让人信服,政府在进行重新规划决策时往往没有考虑采用平移高层楼房的办法来解决问题。进入21世纪以来,我国已与世界工厂的称号牢固的联系在一起,开放政策和市场改革的结果,使农村大量剩余劳动力和优秀的人才涌向城市,城市的人口密度越大,城市最有限的资源之一土地变得日益宝贵,最合理利用土地是各级政府最关注的问题,高层楼房的建造经常是首选,而且将来只会越来越多,越发达的城市愈是如此。同时,老百姓日常生活的出行、工厂的原材料采运、产品的外运等都离不开交通,交通是城市的大动脉。如今,老百姓生活提高后对出行的需要,特别今年取消对小排量汽车的限制等诸多因素,使城市不可避免的面对这样一个难题:城市不断扩张,土地越来越“少”;而道路却越修越“窄”。无论是建地铁还是建高架桥等等,都需要对原有建筑进行处理,其结果势必涉及到高层建筑的移位问题,虽然现在只是初见端倪,但是不能回避将来高层建筑平移会越来越多。2)平移复杂程度愈来愈高。随着经济的迅猛发展,城市的资源正在得到充分地利用,城市土地也应被最大限度利用了。高楼林立、车水马龙、生活富庶是城市的标志。为国家发展做贡献为人民服务是我们的目标。把楼房移位项目做大做好是我们的责任。人至察则无忧,我们不把困难想在前面,我们就不能把工作做得更好,没有一帆风顺的坦途。楼房移位工作更是如此,克服移动路线上的障碍及寻找合适的就位场地是楼房平移需面对的重要先决条件。这两个问题也决定了要采用的平移方式。相对单一的直线平移、垂直面上的平移可能越来越少,相对复杂的组合式的平移会愈来愈多。3)同步平移抬升。随着城市规化建设的逐步深入,对一些原有的建筑物(近期建造的公建、办公楼及原始古建筑物等)移位工程要求越来越高,单一的将建筑物水平移位早已不能满足城市规化建设的需求,往往一个较重要的建筑物由于场地环境和工程地质等多重条件的限制,除需整体移位外尚需抬升一个新的标高面就位,这就向工程施工设计提出了移动、抬升两项需要解决的问题。以往无论在国外和国内均采用先移位,后抬升(或先抬升后移位)的设计理念,虽然成功范例屡见不鲜,但延误了一定的施工进度和时间,更浪费了大量的资金投入。能否同步平移抬升成为解决这一问题的关键。2011年由我院自主设计、施工的江苏省宿迁市古建筑物“道生碱店”同步平移抬升首次获得了成功的应用。从表1对比不难看出,同步平移抬升不仅具有一定的安全优越性,同时提高了施工进度和节省大量的资金,并且达到了预想的工程效果,这一成果在国内和国外同类行业中均开创了先河。
表1 不同工程设计方案对比分析表
3 移动轨迹多元化发展
现今我国建筑物移位工程种类繁多,各类建筑物的移动轨迹正向多元化发展,根据各种不同复杂的场地条件和基础类型及环境条件,已广泛开展了建筑物的水平、垂直移位工程。目前,按我国建筑市场所完成的建筑物移位工程实例可分为如下三类。
3.1 水平面上(同一标高面)的移位
1)直线平移轨迹——移动路线基本为直线或近似直线(误差不大于3%度),施工中场地工程地质条件较好,或经过处理后地基土均匀且承载力相对较高时采用的一种运行轨迹,相对技术要求简单一些,工程实例较多;2)转向移位——移动路线基本为折线;这类移动轨迹要求场地条件和工程地质条件及建筑物结构均应满足,施工技术上对于平移方向掌握及就位精度控制的要求较高,国内这类工程实例较少;3)旋转移位——移动路线为曲线,技术正在探索中发展,施工中所涉及的问题比较复杂。目前国内唯一的旋转移位工程范例是山东胜利油田永安商场旋转移位,在克服了各种不利因素的影响下,将建筑物原地旋转20°后平移成功。
3.2 垂直面上的移位
1)整体抬升移位——移位路线沿原基点垂直向上。国内应用广泛,大小建筑行业完成的类似工程较多,技术上要求相对简单,成功实例举不胜数。2)整体下降移位——移位路线沿原基点垂直向下。技术上与前叙述基本相同,但移位方向相反,成功实例繁多。
3.3 组合式的移位
1)二维组合式移位。是一种将既有建筑物由上移(或下移)—平移—下移(或上移)形式的组合。移位路线属二维移位方向的一种,这种移位方式一般在特殊工程建筑中应用较多,技术含量要求相对较高。2)分体组合式的移位。所谓分体组合式移位是指某一建筑物移位由于受环境条件和地基条件及其他各类条件限制,需要在不破坏原有建筑物结构和安全的前题下,对建筑物进行一种分体重组的移位方式。移位路线涉及到直线、旋转、垂直等多向单体线路移位的组合。辽河油田兴隆台采油厂办公楼采用分体、旋转、重组移位工程,在我国尚属成功的首例。
4 信息化系统的应用
所谓信息化系统,就是指在整体建筑物移动工程施工中,时刻密切关注施工现场出现的各种情况,如来自方方面面的应力变化值、运移轨迹微变化数据等,对搜集到的这些信息进行筛选、比较、认真分析后,能合理调整施工方案,采取动态决策,做到现场信息的及时反馈,使建筑物移动工作能有条不紊地顺利进行。
一般情况下,建筑物移动有两个大的目标:1)被移动的建筑物要按设计进行并达到最终设计目的;2)在移动过程中最大限度的减少原有建筑物结构上的破坏,避免在运移中产生倾覆和偏离移动轨迹,因此,在整体建筑物移动中即不能太快,又不能太慢,自始至终都要贯穿一个“整体”动态监测系统的概念。信息化系统的建立是保证这些目标实现的关键。同时在整体施工中,自然和人为因素及地基土的物理力学性质等也会随着施工时间的推移发生变化,这更需要及时获得信息并进行分析研究,进而修改调整和补充技术方案,信息化系统的应用,在这一行业领域中起到至关重要的作用。
5 目前行业中存在的问题及建议
5.1 存在的问题
1)无序竞争。由于建筑物平移社会影响较大,有助于提升企业的品牌形象,很多企业往往不考虑自身的情况,利用自身的影响或进行幕后交易或违背市场经济原则,进行无序恶性竞争,造成两败俱伤的局面。给业主留下了一个烂摊子,给自己在社会上留下了不良的影响。目前已有几幢楼房由于恶性压价而降低生产成本及技术不过硬原因造成施工质量不过关,楼房结构严重破损或平移不到位,为我们这个特种行业蒙尘,造成的影响极坏,为以后工作的开展设置了难以跨越的障碍。
2)研发力量不到位、人才储备不足。由于楼房移位特种建筑行业2002年国家才正式确认核发特种建筑专业资质证书,以前取得的工作经验及掌握技术水平,各单位参差不齐,基本都是边做项目边学习,出现问题或存在资源的浪费是在所难免的。同时我们特种建筑行业在各大院校也没有专业的毕业生。很多都是相关专业的毕业生参加工作后,才从事本特种专业工作。培养一名合格的特种专业技术人才,对我们行业而言代价是不言而喻的。人才储备不足及后继无人是我们每个单位面临的重要问题。特种建筑行业不解决这个问题想做大做强是不可能的。如何与科研院所强强联合、企业与企业间的共同学习提高,正在成为制约楼房移位特种建筑专业发展的瓶颈。
5.2 对以后楼房移位行业发展的几点建议
1)建立行业协会,加强对该业内各成员的管理,使本行业健康有序发展;2)制定各成员都必须遵守的规则,使业内竞争公平合理,实现多赢;3)加强各成员之间的合作,共同学习,共同提高;4)集思广益,与科研院所积极合作,加强人才培养及储备,做大做强本行业。
6 结语
随着国民经济的高速发展,我国城市规划建设的逐步深入,城市有限的土地资源变得日益宝贵,促使环境优化、城乡规化建设的飞越。一些由我国特种建筑行业自主设计完成的移位工程正处于方兴未艾的兴起阶段,自动化控制和信息化监测这一新方法、新技术在建筑物移位工程领域得到广泛应用,不仅拓宽了建筑市场移位工程的前景,更加速了这一行业的飞速发展和创新。虽然在我国建筑移位行业中出现了无序竞争和研发力度及人才储备等方面的不足,随着国家相关法律、法规和政策的建立健全,一个全新的、高深的建筑移位技术水准在我国必将达到世界领先水平。
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