关于建筑整体平移工程管控要点的讨论——以上海喇格纳小学旧址建筑整体平移工程为例

孙 静（上海建科工程咨询有限公司，上海 200032）

0 引言

世界上第一座建筑整体平移工程是位于新西兰新普利茅斯市的一所 1 层农宅，采用蒸汽机作为迁移装置[1]。现代整体平移技术始于 1901 年美国依阿华大学科学馆整体平移，此项平移采用圆木滚轴装置＋螺旋千斤顶，且在平移过程中采用了转向技术将其旋转 45°[2]。此后，建筑整体平移技术在多个国家中被广泛应用，并得到迅猛发展[3]。

我国于 1992 年在重庆首次运用建筑整体平移技术对 4 层砖混结构进行平移，项目整体平移约 8 m，旋转约10°，采用钢滚筒＋液压千斤顶钢拉杆牵引机构[4]。此后，在城市化大背景下，我国建筑整体平移技术得到了广泛应用与发展。

“上海 2035”规划将上海的目标愿景表述为“卓越的全球城市”，更加关注历史和文化传承。在城市更新的实践过程中，会越来越多地面对历史文化遗产保护的问题。为了保留保护历史街区特色，同时又实现街区的功能改造提升，对历史文物建筑采取整体平移成为首选方案。伴随着建筑平移技术更新发展，提出具有针对性和适宜性的管控要点，亟待我们探讨。本文结合上海市黄浦区区级文物保护单位——喇格纳小学旧址建筑整体平移，探讨平移工程管控要点，为今后类似工程管控提供一定借鉴。

1 工程概况

喇格纳小学旧址东接东台路，南临浏河口路，西连吉安路，北靠崇德路。学校校址及校名先后变动，现为比乐中学校址。喇格纳小学旧址于 2008 年 9 月 23 日经黄浦区文物保护部门公布为黄浦区区级文物保护单位。

喇格纳小学整体呈“T”字形，南北向长 62 m、东西向长 42 m，5 层混凝土框架结构，建筑基底面积约为1 000 m2，总重量约为 7 600 t。根据项目规划要求，喇格纳小学由原址向西北方向旋转平移约 61 m 到达新址（见图1）。到达新址后整体顶升后按设计要求进行基础连接。

图1 喇格纳小学新旧址关系图

2 整体平移方案

2.1 建筑临时加固

喇格纳小学为混凝土框架结构，基础为柱下独立基础。经现场检测，原结构承重构件混凝土测得的强度等级为 C15，混凝土碳化程度较为严重（碳化深度为 20 mm～78 mm）。原结构承重构件钢筋抗拉强度推定值最小为494.2 MPa，满足 HPB235 级热轧钢筋强度的要求。经现场实测，建筑不均匀沉降明显，建筑女儿墙呈现西北低、东南高趋势，最大相对高差约为 108 mm。

根据平移方案，本项目切割面位于独立基础顶面，结合现场实际情况，需拆除 1 层门窗、填充墙及地面，2 层以上保持建筑原貌，不作任何改动。建筑平移过程中，为保证结构侧向稳定，拟对框架柱采用型钢加固。

根据加固方案，在框架柱四周托盘梁预埋钢板，框架柱3 m 处设置钢抱箍，以双拼 25#a 槽钢作为斜撑，下端与预埋钢板焊接，上端与钢箍用螺栓连接，钢箍位于板底 1 m 位置（见图 2）。

图2 框架柱型钢加固三维示意图

2.2 建筑托换

建筑托换采用梁抱柱和梁抱墙形式，使用托盘梁进行托换。施工方法如下。

（1）基层处理。铲除抹灰层，并对混凝土基层进行凿毛处理，凿毛深度为 3 cm，如图 3 所示。清除界面松散碎石及积灰，涂刷界面剂。

图3 基层凿毛处理

（2）托盘梁施工。框架柱采用四面围合设计，砌体墙采用梁夹墙设计，如图 4 所示。托盘梁截面为 400 mm×600 mm。混凝土采用微膨胀混凝土，强度等级为 C30。

图4 托盘梁设置

（3）反力基础施工。综合现场土质及地下人防，拟采用 600 mm 筏板作为反力基础，筏板混凝土强度等级为C30，配筋采用双层双向 16@150。

2.3 建筑移位

本项目采用可编程逻辑控制自动液压设备配合步履行走器交替顶推，步履行走器以 A、B 两组为一单元，A 组顶推，B 组悬浮提升；B 组顶推，A 组悬浮提升，两组交替行走，完成建筑移位（见图 5）。PLC 自动液压控制系统，通过位移传感器和压力传感器监控，实现多点同步控制，确保步履行走器行走轨迹严格按照预设路径行走。

图5 步履行走器组布设示意图

2.4 建筑物就位连接

建筑物按照设计方案平移至新址后，根据新址位置标高，确定结构是否需要顶升或者降落。平面位置和标高复核无误后，拆除平移设备。托盘梁底与地下室顶板之间通过灌注 C50 高强灌浆料进行连接。灌浆时在一侧预留出气孔，从另一侧灌注，保证内部灌注密实，如图 6 所示。

图6 柱连接就位图

3 管控重点和难点

（1）行走反力基础筏板施工。对于行走范围内的反力基础施工，控制平整度是关键。建筑物行走范围内的平整度直接关系到建筑移位的安全性，特别是平整度超过一定限值后将可能导致部分步履行走器脱空，建筑物整体倾斜，甚至发生破坏。

（2）双拼槽钢临时加固。上部结构托换到托换底盘后，建筑物是一个无根体系，同时一层墙体基本拆除，仅存混凝土柱结构及小部分墙体，整体结构稳定性较弱，整体抗侧刚度小，抗扰动和变形能力差。因此，建筑物首层设置的临时钢结构的加固质量，直接决定了整体结构在建筑物托换和平移过程中的安全性和稳定性。

（3）建筑托换。建筑托换的重点在于对新旧混凝土接触面的处理，确保新旧混凝土接触面荷载可靠传递，保证建筑就位连接前新旧接触面相对位移可控。同时，现场托换作业面狭小，各项工序作业无法正常开展，尤其要关注钢筋制作安装和混凝土浇筑振捣的质量。

（4）建筑移位。建筑移位的难点首先是如何对基于可编程逻辑控制器的自动液压控制系统实施精准和同步控制，实现建筑一次旋转平移到位；其次是如何对各行走器的行走位移及压力进行实时反馈。为了保证建筑准确就位，建筑移位行走线路的复核是一项十分重要的工作，必须做细做实。同时，在建筑移位过程中要对建筑物的倾斜度和垂直度的变化情况进行跟踪与监测，做好信息化施工，从而有效保证建筑物安全、顺利、准确地就位。

4 平移建筑的管控要点

（1）行走反力基础筏板平整度必须与建筑移位装置相匹配。目前，建筑平移装置主要分为滑轨式平移装置和模块化平板拖车，其中滑轨式平移装置又细分为滚轴、固定滑脚、悬浮滑脚和步履行走 4 种。模块化平板拖车对行走基础平整度的要求最低，步履行走器和悬浮滑脚对平整度要求略高，滚轴和固定滑脚对平整度要求最高。模块化平板拖车可凭借自身的液压调节功能，实现上部建筑物的水平，对现场平整度要求较低。滑轨式平移装置对行走反力基础筏板的平整度要求较高，反力基础的高差直接通过滑移装置传递给建筑结构，对建筑产生强制位移，对结构产生不利影响。悬浮滑脚和步履行走器可通过悬浮油缸实现油缸行程内的水平调节，但在一般情况下其调节高度在50 mm 以内，因而严格控制平移反力基础筏板的整体平整度是平移成功的关键节点。

（2）钢结构加固施工的质量管控也是关键环节。钢结构临时加固主要加强建筑框架柱的侧向刚度，以保证建筑移位安全。本项目加固工程仅限于框架柱范围，不涉及墙体加固，形式相对简单，但作用较为重要。加固施工中须认真检查所用钢材及剪切后的零件，若发现有变形情况，须对其进行校正，合格后方可使用，以防后续各道工序积累变形。环形抱箍安装时，抱箍与原结构框架柱之间须填充厚度为 20 mm 的橡胶垫，并确保其填充饱满。构件拼装时，需确保零构件的规格及形状符合设计图纸及样板的要求。同时在拼装时不应采用较大的外力强制组对，以防构件产生过大的拘束应力而发生变形。钢结构焊缝主要涉及斜撑与预埋钢板之间焊接，所有焊缝均要求满焊，焊缝质量按三级外观质量进行检查。

（3）建筑托换必须紧密结合原始建筑材料的强度和建筑吨位，合理选择新旧接触面的处理形式。接触面处理主要采用凿毛处理工艺，对于吨位较大的建筑，应增大新旧混凝土的接触高度并配合植筋，从而加大托换结构与位移建筑的接触面，增强彼此的连接，确保荷载传递安全可靠。根据 JGJ/T 239—2011《建（构）筑物移位工程技术规程》第 5.4.3 条第 6 款，确定接触面高度为 600 mm；结合现场碳化深度和混凝土强度检测，拟定凿毛深度为30 mm。

（4）选择建筑移位装置须着重考虑建筑行进线路，并在移位过程中加强对线路点位的复核，确保建筑移位按照预定线路行进，准确就位连接。本项目建筑移位行走路线为曲线，属一次旋转平移到位，建筑行进过程中边旋转、边平移。通过软件模拟行走线路，根据建筑物每日行走轨迹，复核建筑点位，据实调整，确保移位建筑准确就位。

（5）建筑平移过程实现精确同步控制。本次平移采用基于可编程逻辑控制器的液压控制系统，在建筑物前进方向设置 12 个高精度滚轮位移传感器，并根据模拟路线及传感器位置，计算各控制点位的顶推比例，通过计算机实时下达可编程逻辑控制指令，系统根据指令位移实施液压泵加压行走，并通过滚轮传感器收集实时数据与指令位移进行比较，并自动修正各控制点位液压泵站的工作频率，实现同步作业。要求单行程同步精度为 0.2 mm，累计位移在2 mm 以内。

（6）建筑平移过程须加强监控检测。平移过程是动态过程，建筑物脱离原结构基础进行行走，且建筑年代久远，结构安全尤为重要。因此，平移时须安装监控检测传感器，主要对建筑物的水平标高、应力、应变、加速度、倾斜度及裂缝进行实时监测，比对顶推施工过程液压数据和健康检测数据，若发现异常应实时反馈，并制定处置办法，保证建筑物结构在平移过程的安全性和精确性。

5 结语

喇格纳小学平移是国内首次采用步履行走器平移的文物保护建筑，旧址一次性旋转平移到新址，且建筑平面成 T形，增加了平移施工的难度。通过对重点难点的管控，保证了建筑平移过程的安全性和精确性，为今后类似平移项目积累了宝贵经验。