多种移位技术在中心城区文物建筑保护中的应用
2022-09-01陈智远王治杳
陈智远,王治杳
(上海市黄浦区教育局校产管理站,上海 200011)
习近平总书记指出:“革命博物馆、纪念馆、党史馆、烈士陵园等是党和国家红色基因库。要讲好党的故事、革命的故事、根据地的故事、英雄和烈士的故事,加强革命传统教育、爱国主义教育、青少年思想道德教育,把红色基因传承好,确保红色江山永不变色。”据有效数据统计,全国有革命专题博物馆和纪念馆808家,革命旧址遗址更多达3万多处。上海区委早期党校旧址和又新印刷所旧址两座红色建筑为两处文物保护建筑,因项目地块整体建设和现建筑旧址有空间冲突,通过专家论证和文物部门审批,采用多种平移方法,最终将沿黄陂南路现存的瑞华坊风貌建筑群同两幢历史保护建筑紧密相连,为中心城区城市更新规划提供一种新的保护方式(见图1,图2)。
1 建筑历史背景
中共上海区委党校旧址现存于黄浦区复兴中路与黄陂南路交界处的一栋文物建筑,房屋落成时间约1925年。党校的建造相当于当时现实意义上的“革命熔炉”,为当时党的发展指明了正确的道路标牌,为新加入的同志注入了新的灵魂。又新印刷所旧址建造早于1920年,2007年12月 被公布为区级不可移动文物。1920年陈独秀租下并给它命名为“又新印刷所”,其中蕴含着“日新又日新”之意。两栋建筑均为老式砖混结构体系,急需大修保护。
2 平移方案的确定过程
2.1 可行性研究
根据文物主管单位论证及批复,明确平移方案的规划定位。其中因又新印刷所移至新址路线上现有两幢建筑,需先将两幢建筑迁出,待又新印刷所移至新址后再将两幢建筑移至原址处。两幢建筑分别为:一幢位于复兴中路285弄5号,三层石库门房屋为保护建筑一;一幢位于复兴中路285弄65号,三层石库门房屋为保护建筑二(见图3)。
2.2 平移保护策略的选择
中共上海区委早期党校旧址和又新印刷所旧址两座老建筑皆属于区级文物,在平移前需要对室内结构或特色部位进行统计、保护,需要加固的点应尽量避开不可复原的点。平移的施工只对原基础进行一定的变动,原本室内外墙体、结构不得发生任何的改变。
常见的平移方式主要有顶推滑动移位法、SPMT液压车车载移位法、步履式滑移法,具体的优缺点及适用的范围如表1所示[1-2]。
表1 顶推移位方式优缺点类比表
根据周边场地情况、平移距离、结构形式、造价指标等综合比选。本工程拟采用顶推滑移和车载平移相结合的方法,4幢建筑物的平移方式如下:
1)中共上海区委早期党校、又新印刷所。
根据平移前后位置,又新印刷所旧址平移距离约128.9 m,平移距离相对较远,且房屋存在一定的角度转动,房屋建筑面积体量不大,所以拟采用车载移位法。中共上海区委早期党校平移约80 m,建筑面积约218 m2,体量也较小,综合考虑造价和工期因素,车载移位法也相对适宜。
2)保护建筑一、保护建筑二。
保护建筑一平移距离约48 m,保护建筑二平移约49.3 m,平移距离相对较近,两栋房屋存在平移路线重合,不利于车载同时移位(没有空间开进液压车)。且两栋保护建筑平移时按折线进行临时存放,扣除原址底盘和临时存放底盘,补浇的筏板面积并不大,不论从移位的简便程度还是移位速度,综合考虑两栋保护建筑宜采用顶推滑动法平移较为合适。
3 建筑整体平移技术概述
3.1 迁移路线确定
本工程平移路线拟按“华容道”式进行设计(见表2)。
表2 “华容道”式平移
3.2 保护建筑移位难点及应对措施
3.2.1 平移建筑结构老旧方面
1)重难点分析。通过专业房屋检测单位报告,检测结果为平移的建筑物的建造年代较久,建筑结构强度较低,结构风化较严重,房屋整体性差,因此,在平移前均必须对原建筑进行针对性临时加固,确保建筑物在平移过程安全稳定。根据现场检测结果,四栋房屋主要损伤情况可总结为如下几点:a.部分结构木柱腐朽开裂,倾斜率大,存在严重安全隐患。 b.大部分木门、木窗破损严重。 c.外墙面粉刷存在开裂、脱落、风化严重。 d.室内木梁、木地板、木楼梯严重腐朽破损,存在严重安全隐患。 其中又新印刷所旧址除上述损伤情况外。还有以下两点损伤情况。e.西立面墙体上凸下凹,变形严重。f.屋面局部青瓦脱落,破损严重。
2)应对措施。a.认真阅读《房屋质量检测报告》,进场后对结构物的缺陷再详细调查核对。b.针对多处承重墙存在着粉刷层脱落、斜裂缝、破损缺口等,为了使承重墙的整体性更好,对建筑进行平移及托换时更能保证建筑整体的安全性,采取的加固方法为:对四周外墙的内侧、内部承重墙的两侧采用钢筋网砂浆面层进行加固。c.针对建筑物整体性较差的病害,采用槽钢结构对整个建筑的内、外侧进行整体性空间加固,形成“内撑外拉,五花大绑”的形式,增强建筑物的整体稳定性。具体加固方法如下:内外墙两侧设置横向槽钢进行包夹,内外墙两侧槽钢用对拉螺杆紧固,横向槽钢每层两道;竖向槽钢固定在混凝土上托盘结构上,槽钢与外墙之间垫木板,避免直接接触。d.针对建筑物的多处裂缝的病害,采用灌浆法施工,将裂缝构成一个密闭性空腔,有控制地预留进出口,借助专用灌浆泵将浆液压入缝隙并使之填满。在墙体饰面凿除完成后,对墙板进行全面清理检查,墙板的裂缝部位、宽度、长度应做详细记录,以利于根据墙板实际裂缝大小情况进行分类处理;墙板上的可见裂缝按设计要求均采用灌注结构胶将裂缝处混凝土粘牢。
3.2.2 平移距离远、多次顶升安全控制方面
1)重难点分析。本工程4栋文物保护建筑的最长平移距离为又新印刷所的128.9 m,整个平移阶段,需要多次进行顶升下落过程,要保证其改造过程文物保护建筑不受损伤是本工程的重点,采取哪些方法和措施,将文保建筑安全的托换,是另一个重难点。
2)应对措施。a.采用PLC液压同步控制系统对建筑物进行同步控制,保证了平移和顶升过程的同步性,保证了房屋的绝对安全。b.采用滑移的方式,并在滑移时设置聚乙烯四氟板等减摩材料,平移时建筑物受力最小,有效保护了平移时建筑的安全性。c.采用SPMT平板车进行移位,减少震动,快速移位,减少平移过程中的多次转向路线,一步到位。SPMT平板车具有动力足、转向灵活、通行能力强、自适应路面凹凸不平及坡度,自动保持车厢角度不变等特点,确保了平移过程中房屋结构安全。
3.2.3 平移过程中对历史建筑的保护
项目中采用针对性的保护措施[3]包含:
1)本工程中保护建筑一、保护建筑二采用传统顶推式滑移法,平移底盘的平整精度、滑脚装置、上托盘梁的传力体系、下底盘的选择都是顺利实施性的关键点。上托盘梁系的包含双肢夹墙梁、系梁、抬墙梁相互交织形成一个完整承托力系,每隔约1.5 m沿基础墙掏置宽约200 mm的洞口作为抬墙梁孔洞,抬墙梁单独设置纵向筋和箍筋并延伸至基础墙两侧的夹墙梁中部,与夹墙梁同时支模浇筑。面积较大的房间设立次梁作为夹墙梁之间的联系梁,分散顶推时集中力。
2)滑道的平整度是顺利完成平移的前提条件,一旦平整精度较大时,在平移的过程中容易因为标高突变,造成托换梁及原建筑墙体受力不均而开裂。
3)采用可逆式压型钢板全包裹加固法对保护建筑进行加固补强。通过对老建筑墙面敷设压型钢板,植入螺杆对压型钢板进行加固,使墙体形成一种具有整体性的复合截面,增强建筑物的整体稳定性。
4)较大洞口及墙体缺口加固。对较大门窗洞口用砖砌体进行封堵补砌,砖砌体与原墙体之间垫塑料布及土工布隔离,新砌砖砌体中部预留孔洞,便于拆除。内墙中断处砌筑封堵墙,使内墙与外墙连为整体,增强内墙、外墙的支撑作用。
3.3 房屋同步顶升技术
本次两座红色建筑都使用了SPMT液压平板车作为移位的工具载体,建筑物需像货物一样被顶起(托起)后装车迁移,所以将安装多组液压千斤顶对老建筑进行一个同步地顶升约1.4 m后方便液压平板车开进建筑物托换基础底部兜底承托装车。
采用PLC液压同步控制系统,对各组千斤顶进行控制,通过拉线式位移传感器及压力传感器对力和位移进行监测。以保证结构安全、平稳的进行顶升。其主要由液压泵站压力输送系统、计算机操作台、电力和检测传输控制传感器等几个模块构成。
3.4 房屋同步顶推平移技术
建筑物实现顶推平移的基本前置条件可分为如下几个步骤:1)房屋临时加固;2)平移底盘及严格的沿程段滑道基础施工;3)平移托换结构施工;4)房屋原基础截断;5)水平顶推千斤顶安装并连接PLC液压同步控制系统,实现逐行程平移[4]。
顶推平移时需高平整精度的平移轨道,避免平移滑脚出现不均匀沉降后导致托换梁出现开裂。本工程采用大面筏板基础结合30 mm高、300 mm宽的找平平移滑道作为轨道。筏板施工完毕后进行轨道定位,然后每隔1 m~1.5 m在滑 道线边缘植入可调节标高的膨胀螺钉,统一采用水准仪找平后,随后进行做水平冲筋,最后利用各冲筋条练成一道整体的找平轨道。
顶推反力背在初始顶推阶段采用生根于底盘的钢筋混凝土反力后背,随着顶推距离的增加,在千斤顶与后背之间逐步安装顶铁,顶铁安装长度达到5 m时,将反力后背前换成可移动的钢反力后背后再继续顶推,顶铁可采用焊接的预制钢管柱,按长度可以制作1 m~5 m一节,顶推一定距离后增加一节顶铁[5-6]。
3.5 SPMT液压车载移位技术
SPMT液压模块车是一套基于一个动力马达车头和若干后续连接的装载模块共同构成,具有动力输出缓慢、平稳;转向灵活,通过能力强;自适应路面性能强等特点。
本工程中,在平移时根据待移位建筑本身的底盘结构特点按装车要求配备一定数量的模块。车头和后续模块拼装完成后,就组成一辆牵拉托运车。液压车行驶至托换梁标高下就位,然后缓慢抬高时车板与托换梁紧密接触,按照计算荷载的25%分级加载,直至将建筑物顶起,然后以1 cm为单位分级将建筑物顶升5 cm左右。最终建筑物由千斤顶架立状态转变为液压车模块承载面受力,建筑物可以随着车辆进行类似货物一样发生移位。将建筑运输至规划位置后进行精确就位,并调整建筑物标高至设计高度。最终达到了合格的工程效果。
4 结语
建筑物整体平移技术经过近20余年的发展,已拥有较成熟的施工工艺。本工程利用顶推滑动平移法与SPMT液压车车载法相结合的移位方式对4栋建筑进行规划迁移保护,顶推滑动平移法较为常规性,适合建筑体量不定、短距离移位,但移位速度较慢,车载移位法较适合体量小、远距离且移位速度相对较快。本项目中,创新性地将各栋保护建筑的平移方式,根据现场条件、自身情况进行择优确定,综合考量,合理组合,为城市更新发展带来新的思路,对文物保护建筑进行移位保护,焕发红色建筑新的生命力,具备较强的社会价值和现实意义[7-8]。