建筑物带地下室整体平移技术结构安全性与经济性分析*

许祎斌，于三力，孙 睿，赖福文祥，李健男

(中建一局华江建设有限公司，北京 100161)

1 平移工程概述

世界上最早的平移工程出现在1873年的新西兰(见图1a)，采用从农房基础下分离，使用蒸汽牵引的方式平移到位。1983年，英国沃灵顿市的学校历史建筑平移15m(见图1b)。移位前在基础下设置钢筋混凝土轨道梁，上下轨道梁之间放置钢滚轴，用卷扬机和钢丝绳做牵引装置。在随后的若干年内，楼房平移方法主要采用在基础下部修建新基座，然后在基座下修建滑道并顶推平移至新址。直到1992年，技术人员提出将上部结构与基础分离，单独将上部结构平移至新址然后再进行连接的方式。该方式的出现，取代了一部分平移建筑的移位方法。

平移工程在我国的发展虽然起步较晚，但是近年来发展迅速。2000年，山东省临沂市办公大楼平移工程(见图1c)，采用从建筑1层中间切割分离，在切割位置上下设置轨道梁及托盘梁的分离方式平移到位。2006年，莱芜高新区管委会综合楼平移工程(见图1d)，该工程地下1层，主楼15层，裙楼3层。采用从地下1层切割分离的方式，将建筑物平移至新址。

图1 平移工程实例

2 工程概况

后溪长途汽车站主站房平移工程位于厦门市集美区后溪镇(见图2)，总建筑面积6.82万m2，其中平移的主站房长162m，宽33.6m，总面积为2.28万m2，重3.018万t，从主站房地下2层进行切割分离、带地下室整体旋转90°，首次采用交替步履式顶推平移技术将主站房一次性旋转平移到新址，最长平移距离达288m。是国内迄今为止体量最大、移位距离最长的旋转平移工程，并于2019年9月6日创建筑物旋转平移弧度最长的吉尼斯世界纪录。工程的实施缩短了工期、降低造价，有效避免了因拆建产生的建筑垃圾和建材浪费，大幅度降低粉尘和噪声污染。

图2 平移主站房

3 平移方案比选

3.1 首层切割

在不考虑平移的安全性和可操作性时，采用首层切割的方式，优势在于避免了在平移结构原址处开挖基坑的施工步骤(同时节省了基坑围护降水等费用)，可以迅速进行建筑物的切割分离工序，开展后续工作，从而缩短平移工期。同时，平移结构质量也将大大减轻(约1.5万t)。

然而，对于平移新址需要新建地下室而言，还需考虑新址地下室的建设工期。采用正负零板切割的方式，直接降低了平移工程作为节约建材避免环境污染的意义。在操作层面，由于1层大厅最大柱间距高达18m，托换时所考虑的单柱承载力尤其是柱弯矩非常大，经计算，Mx达1 300～1 600kN·m，共计12根，My达700～900kN·m，共计4根，很难满足要求。其次，首层柱间距大，整体稳定性也差，不利于移位安全。且移位建筑主体重约1.5万t，正负零板承载力不足，无法作为建筑移位的基础。首层作为原建筑的工作大厅，其装修较为精美，从首层切断还会对首层的精装修造成破坏，大大提升了后期恢复的成本。

3.2 地下1层切割

该方式平移建筑质量介于首层切割与地下2层切割，达2.25万t。施工前需要开挖基坑至地下1层处，将同样面临地下1层板面承载力不足难以作为建筑物移位基础的问题(需先进行支撑)，以及托换时单柱承载力的问题。

3.3 地下2层切割

该方式缺点在于平移前需先开挖基坑至基地，在平移路径上开挖基坑，需要耗费一定的工期，平移质量达3万t以上。其优势也特别明显，采用地下2层的切割方式，该层柱距较小，且底板下具有稳定的基础，经计算，原Mx降低为<100kN·m，原My为470kN·m。将上部结构带地下室进行整体移位，能够保障平移安全。从经济角度出发，选用地下2层切割，完好地利用2层地下室，避免了重建与拆除，且能比较好地保护上部的精美装修、增大平移面积，大幅减少平移后的修缮工作。

3.4 基础位置切割

采用从基础位置进行切割分离的方式施工更加复杂，该方法目前主要应用在一些小型民用建筑或历史建筑物的平移工程。在施工前，首先需要开挖基坑至原建筑底板基础以下，露出原基础，再采用托换技术将建筑物托换在稳固的新建轨道梁上，最后切割分离建筑物平移至新址。这种方法的优点在于最大程度地保护了原建筑整体性，对一些具有保护价值的历史建筑意义重大。

然而，在后溪长途汽车站平移工程中，由于原建筑含2层地下室，底板底深度达9.35m，厦门市地下水位常年处于-1.000m左右深度，加之施工时处于厦门市台风季节，暴雨带来的高水位将使得施工极不便利(选择其他层切割有效避免在施工托盘梁轨道梁时这一问题)。另一方面，不同于民用浅基础，该工程基础采用的是预应力管桩承台基础，平移至新址需要考虑如何在新址处建立一个具有足够承载力的基础并连接。根据地勘情况，势必需要另外在新址上打桩，新打的桩基如何与平移过来的建筑物底板连接，目前仍难以寻找到经济可靠的解决办法。

4 经济性对比

根据以上分析，选择前3种方案进行经济性分析，如表1所示。

由表1可以看出，方案3与方案1相比造价节省2 540万元，选方案1与方案2相比较造价节省1 275万元。方案3平移到位工期最短，较方案2提前60d，较方案1提前100d。

表1 3种方案经济性对比

5 结语

综上，针对厦门后溪长途汽车站平移工程施工工况，选择从地下2层切割分离经济性最佳，降低成本，缩短工期，极大保护了建筑物的完整性。同时在安全施工方面，具有施工操作简单、安全的特点，是最适宜平移的切割分离位置。类似工程在进行切割分离位置选择时可以参考。