房屋建築平移工法

《房屋建築平移工法》是山東省建設建工（集團）有限責任公司完成的建築類施工工法；作者分別是趙經海、黃啟政、淘敬生、王首鑒、楊全新；適用範圍是一般工業與民用建築工程的磚混合鋼筋混凝土結構，對於有特殊要求的磚石結構、木結構的古建築，在進行可靠加固的情況下也可平移。

《房屋建築平移工法》主要的工法特點是工期短；節約資金；節省資源；對有紀念意義的古建築可原樣保留，不受任何損壞；能滿足現代城市總體規劃布局的要求。

2008年1月31日，《房屋建築平移工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：房屋建築平移工法
• 工法編號： YJGF178-2006
• 完成單位：山東省建設建工（集團）有限責任公司
• 主要完成人：趙經海、黃啟政、淘敬生、王首鑒、楊全新
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2005-2006年度）

形成原因

截至2005年，隨著中國經濟的快速發展，城市建設的日新月異，在大規模城市改造和房地產開發過程中，常常涉及一些保護性的文物建築和近代優秀建築與2005年前的總體規劃相矛盾。由於這些建築的特殊性及其在地塊中的特殊位置，常使城市規劃部門處於艱難的選擇境地。如何保護這些優秀的建築和有紀念意義的古建築不受破壞，同時又不影響2005年前的整體城市布局，這是擺在城市規劃部門和施工企業面前的一個新課題。顯然全部拆除重建的方式已不能適合2005年前城市開發建設的要求，而且，這樣做城市開發成本大，既不環保又不節能，也不符合國家可持續發展的要求。為此，山東建工集團和山東建築大學聯合研發了“築整體平移及關鍵技術”施工新技術，該項新技術的研發成功，很好地解決了以上城市規劃和優秀建築保護相矛盾的難題。該項新技術是通過嚴格計算結合轉動原理，利用數控牽引設備把需要保留的優秀建築完好無損地平移到城市新的規劃位置，使城市的整體布局更加科學合理。能取得經濟效益和社會效益。根據該項技術整理形成《房屋建築平移工法》。

工法特點

《房屋建築平移工法》與傳統的全拆重建方法相比，有以下特點：

1.工期短，約為拆除重建工期的1/4。

2.節約資金，移樓費用一般為原樓房拆除重建費用的30%~40%。

3.節省資源，避免城市建築垃圾的產生和清運和由此產生的灰塵污染，是綠色環保技術。

4.對有紀念意義的古建築可原樣保留，不受任何損壞。

5.能滿足現代城市總體規劃布局的要求。

6.能滿足2005年前已執行的國家規範、規程和質量標準的要求。

操作原理

適用範圍

《房屋建築平移工法》適用於一般工業與民用建築工程的磚混合鋼筋混凝土結構，對於有特殊要求的磚石結構、木結構的古建築，在進行可靠加固的情況下也可平移。根據山東省建設建工（集團）有限責任公司在山東省施工實際，該技術不但能夠滿足平移，而且也能夠滿足轉向平移和標高提升的要求。已施工的臨沂市國家安全局辦公樓平移工程，樓高34.5米，8層框架結構，重約6000噸，向西平移96.9米，再向南平移74.6米，效果非常好。

工藝原理

《房屋建築平移工法》的工藝原理敘述如下：

建築物的整體平移是指在保持房屋整體性和使用功能不變的前提下將其從原址移到新址並復位的全過程，它包括縱橫向平移，轉向平移或者移動加轉向。平移前，一般應對建築物進行全面的鑑定，根據鑑定結果進行加固處理。其原理是在建築物基礎部位建一個鋼筋混凝土水平框架，並在該框架下再建造另一個與基礎連為整體的水平框架，兩層框架之間安放滾軸，根據計算的數據，選用相適應的牽引設備，將建築物滾動牽引到預定位置。該項技術要求較高，具有一定風險性，要求在施工前必須摸清原建築物結構和地質報告，精心設計，精心組織，精心施工（圖1）。

圖1 建築整體平移示意圖

施工工藝

工藝流程

《房屋建築平移工法》的工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程圖

操作要點

《房屋建築平移工法》的操作要點如下：

1.建築物整體平移主要包括方案設計和施工兩部分，方案設計包括：平移方案的確定，建築物的結構內力分析，下軌道及基礎的設計，上部結構的托換及上軌道梁的設計，行走機構的設計布置，牽引力的計算及牽引裝置的選擇與布置平移建築物到位後與新基礎的連線等，並應提供詳細的施工圖。

2.應根據平移建築物的結構形式、施工質量、地質情況、移動方向、移動距離、周圍條件，並在初步計算分析的基礎上制定平移的總體方案，包括上部結構的托換方法及上軌道梁、上托梁的布置，下軌道的布置及新基礎的形式，行走機構的選擇，牽引設備的選擇，平移建築物到位後與新基礎的連線等。建築物水平移動一般有直線移動、折線移動、曲線移動，在制定移動方案時應視具體條件確定。並應儘可能使建築物上部結構在移動過程中的受力狀態與原設計一致（圖3）。

圖3 平移示意圖

3.在進行上、下軌道梁和基礎設計前，應根據原圖紙設計全面了解建築物的內力狀況，特別是底層框架柱的內力值，然後根據每個柱子的內力值，對相應的上、下軌道梁和基礎作出合理的設計正確的結構內力分析是成功完成建築物整體平移的必要條件。通過內力分析，一方面可以明確建築物每個構件的內力，為上、下軌道梁、軌道基礎、新基礎的設計提供必要的參數；另外可以了解建築物的總體重量及重心位置，為牽引力的估算及牽引設備的布置提供必要的依據。進行結構內力分析時，可以根據建築物的實際使用情況參考《建築結構荷載規範》對荷載取值及荷載組合做適當的調整。對平移過程的臨時構件（如中間過程的下軌道及基礎）可以取荷載標準值，非冬期施工時可以不考慮積雪荷載，若平移過程中樓面沒有活荷載作用可以對其荷載取值進行折減甚至不考慮，風荷載可以按十年一遇取值等。對於平移到位後需永久工作的構件，則必須嚴格按荷載規範取值與組合。

4.在平移框架結構建築物時，上軌道梁與框架柱的連線設計極為關鍵，因為在切斷框架柱進行樓房平移過程中，上軌道梁除了要承擔柱子傳來的全部荷載以外，還要承受滾軸傳來的摩擦力和上下軌道不平引起的附加內力，因此上軌道梁截面設計的合理與否直接關係到上軌道梁能否安全有效地工作，其截面設計主要應考慮以下幾個方面的因素：

（1）上軌道梁的計算模型，應力求其受力明確、計算簡單。可以按放置在下軌道樑上的彈性地基梁（圖4a）、也可以按倒置的牛腿（圖4b），計算模型的確定直接關係到上軌道梁的安全性、經濟性與合理性。上軌道梁的豎向撓曲變形不僅會導致其下部的滾軸受力極不均勻，還會在框架柱（尤其是邊柱）內產生較大的附加應力，這樣不僅對框架柱的受力不利而且也不經濟。經過分析對比，山東省建設建工（集團）有限責任公司認為按倒置的牛腿設計上軌道梁既合理又經濟，此時上軌道梁的受力比較明確，當設計中使得L≤h或L略大於h時，倒置牛腿的變形要遠遠小於相同情況下的彈性地基梁，而其配筋量卻遠遠小於相同情況下的彈性地基梁，相應的上軌道梁下滾軸的受力相對比較均勻，相鄰柱子之間的上軌道梁（牛腿）通過一個截面相對較小的連梁連線，連梁可以承擔一定的水平力、保證每個柱子位移的同步，又可起到增加上軌道梁穩定性的作用；採用變截面的上軌道梁，人為地在變截面處設定了一個薄弱環節（類似人為設定的塑性鉸），當相鄰柱產生豎向不均勻位移（如局部頂升、不均勻沉降、軌道不平）時，變截面處將首先產生變形，而與柱直接連線的上軌道梁（倒置牛腿部分）的變形可以相對減輕，進而減輕豎向不均勻位移對底層框架柱內力的影響。

圖4 上軌道梁的受力示意圖

（2）根據框架柱內力的大小不同，分別對上軌道梁進行抗剪強度和抗彎強度計算；

（3）柱內縱筋在上軌道梁中的錨固長度。這一點在有些移樓工程中沒有引起重視，山東省建設建工（集團）有限責任公司認為它應引起設計者足夠的重視，因為樓房在平移過程中，上軌道梁就是上部結構的基礎，它至少應起到與原樓房基礎相同的作用，因為在平移過程中，上軌道梁除了承擔樓房正常的荷載以外，還要承擔樓房平移過程中的水平牽引力、摩擦力和因軌道不平而產生的附加力等，要保證上部結構的安全，必須保證柱內縱筋在上軌道梁中有足夠的錨固長度而不能簡單地認為平移過程中滿足不滿足柱內縱筋的錨固長度無所謂，只要平移到位後柱子與新基礎有可靠的連線就行了。

（4）牽引力或平移過程中的摩擦力對上軌道梁受力的不利影響（圖4b）。上軌道梁與柱子的連線，由於上軌道梁與柱子之間存在新舊混凝土的結合問題，為了保證上軌道梁能夠安全、有效地承擔柱子的荷載，結合面處新舊混凝土能否成為一個整體，也是一個很關鍵的因素。

設計中，山東省建設建工（集團）有限責任公司除了要求對柱子的結合面進行必要的鑿毛，還採用化學植筋法在柱子的每個結合面上植2排12間距200的連線鋼筋，以加強新舊混凝土的結合。對於要兩個方向平移的建築，應設定了縱橫雙向的上軌道梁，並在原址處一次施工完畢。在上軌道梁之間還加設了斜梁，使上軌道梁與斜梁形成一個水平放置的桁架（圖5），桁架本身具有非常大的水平剛度，平移過程中一旦出現位移不同步、牽引力不均勻的現象，作用於上軌道梁的不均勻水平牽引力就會消耗在水平桁架內，而不會對上部結構產生不利影響。

圖5 上軌道梁與斜梁形成水平放置的桁架圖

5.牽引力的確定，根據樓房平移實驗和以往的工程經驗，牽引力與樓房的總重量、軌道板的平整度、滾軸的直徑、軌道是否塗潤滑油、單個滾軸承擔的壓力等因素有關，正常施工條件下，平移時牽引力一般是樓房總重量的1/25~1/14之間，第一次的啟動力約是正常牽引力的1.5~2倍。在千斤頂的張拉過程中，千斤頂前端的一套錨具帶動鋼絞線牽引著樓房一起向前移動，而在千斤頂回油時，另有一套錨具起著限制鋼絞線鬆弛的作用，使得鋼絞線始終處於張緊狀態，千斤頂二次供油時前端的錨具再次帶動鋼絞線牽引著樓房一起向前移動，這樣千斤頂的每一個循環過程都是自動完成的，採用1000千牛、200毫米行程的千斤頂，每完成一個行程，樓房可以前進約190毫米，千斤頂每完成一個循環過程需要5~6分鐘的時間，因此正常情況下，採用這種牽引方案，每小時樓房可以平移2米左右。這種牽引方案的優點是：（1）千斤頂可以相對連續地工作、不需要人的干預、工作效率高、操作人員的勞動強度低；（2）千斤頂行程的有效利用率高；（3）平移速度快。由於採用了千斤頂的交錯布置，可以保證樓房平移過程中每個軸線位移的同步。在牽引力的布置上，充分考慮每個軸線上平移摩阻力的大小與整棟樓房的水平重心的位置，使得每個軸線上牽引力的合力與該軸線的平移摩阻力成正比，總的牽引力的合力位置與上部結構的水平重心重合。

6.建築物平移到位後應進行復位。為了保證整座樓房在新基礎上的穩定性和增加其抗震性能，設計中一般採用如下的連線方式：（1）在柱四側的上軌道樑上設計有預埋件，樓房平移至新位置後，通過鋼板與下軌道樑上的預埋件焊接連線；（2）上、下軌道梁間的滾軸保留在內部，滾軸之間的孔隙用細石混凝土澆灌密實。這樣即能保證上部結構與新基礎連線在一起，同時在遇到地震作用時連線鋼板的變形、滾軸與填充混凝土之間的擠壓變形可以吸收一部分地震能量從而減輕地震對上部結構的作用，達到減震的目的。

• 注意事項

採用《房屋建築平移工法》施工時，需注意的事項如下：

1.加強沉降觀測

樓房在柱子截斷及前進過程中，有可能發生不均勻沉降，如果不均勻沉降大於5毫米，則上下軌道梁會發生破壞，因此在框架柱截斷前應做好沉降觀測點，並及時觀測樓房移動過程中各點的沉降量，如超出允許範圍及時採取措施。對於樓層較多、單柱荷載較大的建築，設計要求地基承載力較大，地基沉降嚴格控制在5毫米以內，最好挖至岩石或採用樁基，確保地基受壓後不發生大的變形。

2.上、下軌道製做

下軌道一般採用鋼筋混凝土，在表面扣32a槽鋼，與混凝土上表面間隙15~20毫米，用CGM灌漿料灌實。對槽鋼應預先調直，表面平整度控制在2毫米以內。在下軌道上放置L=400毫米的Φ60鋼輥。形狀如圖4，間距300毫米，其上放置上軌道槽鋼，槽鋼內表面焊接，L=400毫米，由Φ12鋼筋，間距300毫米，梅花布置，以增加槽鋼與上軌道混凝土粘結力，然後綁紮鋼筋，支模板，澆築混凝土。

3.框架柱截斷

上下軌道梁澆築完畢後，待上軌道梁混凝土達到設計強度的75%以上時（用回彈儀現場檢測），截斷框架柱，由於上下軌道間距只有6厘米，普通方法無法截斷，山東省建設建工（集團）有限責任公司採用2005年前國際上最先進、瑞士生產的鑽石鋼絲繩鋸，將鋸繩穿過柱子套緊傳動機械固定在軌道外側，一邊箍緊柱子，一邊通過驅動輪帶動鋸繩高速轉動，切斷柱子。示意圖見圖6，一根600×600毫米的框架柱只需15分鐘就能切斷，切斷面平整光滑，效率非常高。

圖6 框架柱截斷示意圖

勞動力組織

採用《房屋建築平移工法》時，根據工程量的大小和工期的要求，嚴格按照施工組織設計中勞動力的計畫需求選擇素質好、創優能力強的施工專業班組，並根據各階段的施工需求，分批分階段及時組織勞動工人進場施工（表1）。

材料設備

《房屋建築平移工法》所用的材料及設備明細如下：

動力設備採用大噸位的同步液壓千斤頂，計算機自動控制的多油路伺服液壓穩壓控制台，液壓控制台的各個油路相互獨立、供油壓力在額定工作壓力範圍內任意可調和固定。計算機可以通過位移監控點的位移感測器反饋的精確移動距離（精度0.1毫米）和移動速度，自動調增或調減相應千斤頂的供油壓力，以保證整個建築移動的同步性，防止因移動距離和移動速度不均勻在建築物內產生附加的內力。具體施力採用後推前拉、以後推為主的施力方式，即在建築物移動方向的後端設定多台200噸的頂推千斤頂，每個軸線上的頂推千斤頂由一個油路單獨供油，在移動方向的前端設定多台QFZ100-20S張拉千斤頂，並通過高強鋼絞線均勻作用於建築物的不同位置（具體施力位置根據移動阻力的計算分析結果確定），這樣可以保證移動動力的均勻布置，使得移動動力儘可能直接地（以儘可能短的距離）克服移動阻力，從而有效減少上軌道梁的累計內力，另外前端的張拉千斤頂還可起到牽引導向的作用，比單純的頂推法更利於移動方向的控制主要控制設備如圖7和表2所示。

圖7 主要控制設備

表2 主要施工機械設備表

名稱	型號規格	數量	功率（千瓦）	產地
混凝土攪拌機	J250	1	3	上海
千斤頂	YCW100	20	7.5	濟南
千斤頂	YD200A	6	7.5	上海
電焊機	BX3	4	19.3	上海
鋼筋彎曲機	GJ405	1	7.5	濟南
鋼筋切斷機	GJ40	1	7	濟南
精密水準儀	S1	1	╱	江蘇
經緯儀	J2	1	╱	蘇州
空壓機	KY500	4	18.5	德州
插人式混凝土振搗器	Z-50	5	1.1	德州
電鋸	PJ30	1	3	上海
電壓刨	PB40	1	4	上海
卷揚機	JY30	1	3	濟南
平板式振動器	PZ10	4	1	濟南
蛙式打夯機	WD30	1	3	濟南
磨光機	MG11	5	1	濟南
HILTI電錘	HY-76	2	1.5	瑞士
HILTI鑽石鏈鋸	IDS-TS32	1	48	瑞士
砂漿機	SJJ	2	1.5	濟南
鋼絞線	╱	1500	╱	濟南
灰漿泵	UB-3	2	15	上海
挖掘機	WJ2000	1	╱	日本
鋼筋定位儀	PS-20	1	╱	瑞士

質量控制

在採用《房屋建築平移工法》施工過程中除嚴格遵照國家標準《混凝土施工及驗收規定》和《建築工程質量檢驗詳定標準》的有關規定以外，對於新復位地基和基礎（含運行軌道）必須嚴格按照地質報告依據《混凝土設計規範》GB 50010-2002和《建築地基基礎設計規範》GB 50007-2002進行設計。在運行過程中，應嚴格按照《工程測量規範》GB 50026-93進行觀測和觀察。

具體措施如下：

1.建立健全技術質量保證監督體系。按國家GB/T 19002-ISO 9002質量體系，使預防控制與檢驗相結合。

2.項目經理部設專職質檢員，各專業施工班組設專職質量檢查員。對職工加強質量管理的宣傳教育工作，強化職工的質量意識，以工種和施工技術難點為對象，成立QC質量攻關小組。

3.做好各種原材料、半成品及設備進場前的檢查工作，把好質量關，不合格的材料一律不準進場使用，重要材料會同甲方看樣訂貨。

4.加強質量監督檢查，抓好“三檢”制，實行質量跟蹤檢查，發現問題及時改正，將質量事故消滅在萌芽狀態。把住分項工程驗收評定關，事先制定出各分項工程的質量目標，做到上道工序達不到要求下道工序不施工。

5.加強各工種間的配合，做好基礎結構的中間驗收。搞好成品保護，制定切實可行的措施，杜絕後道工序損壞前道工序的成品。

6.加強技術管理，完善技術覆核制度，施工前技術人員應對施工班組做好技術交底，明確施工方法和技術要求，施工中發現問題應先辦洽商後施工。

7.制定詳盡的分部、分項工程創優計畫，按目標按計畫安排各分項工程師的施工。

8.加強施工試驗和施工計量工作：

①設專人負責施工試驗工作，並制定工程試驗計畫。

②對進場的鋼材、水泥、砂石都要及時按規定取樣做試驗，防止把不合格的材料用到工程上。

③做好混凝土同條件養護試塊，及時掌握混凝土強度發展情況。

④做好混凝土的試配工作，在混凝土攪拌前測定砂、石含水率，根據配合比通知單加以調整，混凝土攪拌後再用坍落度桶測定混凝土坍落度，然後根據情況再加以調整，確保混凝土強度。

⑤嚴格計量工作，在混凝土攪拌機附近設定吊稱對砂、石進行嚴格計量，同時還要懸掛混凝土配合比標牌。

9.緊緊抓住對質量影響面大，易發生質量通病的主要環節，實行全方位質量檢查。主要環節是：

①模板工程：接縫嚴密，有足夠的強度、剛度、穩定性。

②鋼筋工程：無移位、變形、間距正確，鋼筋保護層符合要求。

③混凝土工程：密實無蜂窩、麻面、露筋及軸線位移、斷面尺寸準確。

安全措施

採用《房屋建築平移工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.操作施工人員必須戴好安全帽。

2.施工現場周圍應做好安全防護工作。

3.對平移全過程進行靜、動態實時監測。監測中心通過安置在樓內、樓外的加速度感測器、傾角儀、應變儀、沉降監測儀，對大樓的平移進行監控。一旦有異常情況發生，監測人員就會立即通知現場的指揮人員，採取相應的措施。

環保措施

採用《房屋建築平移工法》施工時，對於現場環境保護應嚴格按照《建築施工現場環境與衛生標準》JGJ 146-2004T，具體措施如下：

1.設專人對所有出場車輛進行檢查，有泥土污染的車輪必須清洗乾淨，方能出場。

2.從場內排入城市下水管網的水，必須是經過處理的清潔水。

3.進入現場的施工材料，施工機具必須及時轉入場內，不得在人行道及馬路上堆放。

4.每天安排施工人員清掃現場外圍有關的道路。

5.在交通尖峰時間儘量避免大型車輛進出現場以免影響交通。

6.建築垃圾及時外運處理。

7.噪聲較大的施工工序儘量安排在白天施工。

8.做好場地的硬化，設定排水措施，清除堵塞的下水道。

9.場外宿舍要有消暑、防蚊、衛生設施。

10.設定標準飲水桶，配備必須的消暑藥品。

11.加強場外食堂的衛生管理，要有防鼠、防蠅措施。

12.要有必須的醫療防暑降溫藥品，開展衛生防病宣傳教育。

13.現場要配備雨靴、雨衣等雨具防止雨天施工職工淋雨生病。

14.適當調整作息時間，避開高溫作業。

15.廁所衛生要有專人負責，定期清掃、消毒。

效益分析

《房屋建築平移工法》採用整體平移的技術與拆除重建相比有以下優點：

1.可以節約大量的資金，一般平移的費用只為原樓房價值的30%~40%。

2.工期非常短，一般拆除重建需要1~2年，而搬遷平移從挖土開始一直到平移完畢需要的工期約為拆除重建工期的1/4。

3.如果不通過平移，而把一個房屋建築拆除，這樣就有很多的建築垃圾要運出去，而且建築材料都變成垃圾，這樣一來既浪費了資源，又不符合綠色環保的要求。通過整體搬遷呢，既節省了人力、物力、財力，符合節約型社會和持續發展的要求，又有利於保護環境，符合綠色環保的要求。

4.對於一些具有保護性的文物建築和近代優秀建築，通過平移而保存下來，其保存下來的文化價值是無法估量的。

5.一般樓房平移施工對二樓以上樓層影響很小，可繼續使用，減少用戶的搬遷費用和商業建築停業期間的損失。

套用實例

《房屋建築平移工法》的套用實例如下：

• 實例1

臨沂市國家安全局辦公樓，建築面積3500平方米，共8層，框架結構，樓高為34.5米（樓頂建有35.5米高鐵塔），總重約600噸，呈“L”形整體移動171.5米（先自東向西平移96.9米，再向南平移74.6米），該工程施工工期4個月，節約資金800餘萬元。

• 實例2

山東澳利集團辦公樓，建築面積4900平方米，共8層，框架結構，樓高為32米，總重約7500噸，向北平移6.9米，該工程施工工期2個月，節約資金2000餘萬元。

• 實例3

山東商職學院綜合樓，建築面積6000平方米，共9層，框架結構，樓高為36米，總重約9000噸，向北平移7.2米，該工程施工工期2個月，節約資金1200餘萬元。

• 實例4

人民日報山東印務中心辦公樓，建築面積2200平方米，共4層，磚混結構，樓高為13米，總重約3300噸，向南平移13米，該工程施工工期個月，節約資金200餘萬元。

註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

榮譽表彰

《房屋建築平移工法》被山東省評為省級工法。

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《房屋建築平移工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。