昨天咱推送過這篇推文
牛!濟南一8000噸大樓平移24.45米!
平移前
平移後
在很多人看來,搬家是件困難事,
更何況是將整棟樓房整體搬動。
不過,這樣的「最牛搬家」在不少工程中出現。
2019年12月30日,
濟南8000噸的五層辦公樓,
三天被平移了24.45米,
而且一邊平移,一邊還有人在上面辦公,
令人稱嘆。
重則幾千噸的大高樓怎麼會被平移?
背後的強大陣容來自哪裡?
還搬過哪些更大更難的建築?
為什麼一定要平移建築?
平移一棟樓得花多少錢?
針對這一系列相關問題,
記者進行了揭秘。
難在哪裡?
光準備就用了3個月
將濟南大東環上五層辦公樓順利「搬走」的,是山東建固特種專業工程有限公司。而這家公司早在2002年就依託山東建築大學工程鑑定加固研究院成立了。
簡單來說,這棟8000噸大樓的平移,一方面要靠這個研究院承擔項目設計,另一方面則要靠這家公司來具體施工。1月3日上午9:30,齊魯晚報·齊魯壹點記者見到了山東建築大學工程鑑定加固研究院院長、教授張鑫。
談起這棟8000噸辦公樓的平移,張鑫就像是談起了一件最平常不過的事兒,「從技術上來說,我們認為這個沒什麼難度,既不是體量最大的,也不是平移距離最遠的,比之前平移的建築容易多了。」
即便如此,能保證大樓在平移過後,就像沒發生過一樣,也絕非易事。「移走大樓只用了三天,但前期的準備工作,設計及施工團隊用了將近三個月。」張鑫說。
用推還是拉?
必須受力均勻位移同步
張鑫告訴記者,混凝土拌和站辦公樓的平移有兩大難點,一是這裡的地基條件不是很好,「為防止平移時地基發生不均勻沉降,根據它的地質條件,我們對地基進行了特殊處理:在軌道下打了防沉樁,以保證平移過程中的沉降均勻。」張鑫說,需不需要打防沉樁,實際上需要參照控制標準,根據地質條件來判斷。
另外一大難點是,由於大樓是沿縱向平移,所以各個牽引點的各個位移必須要保持同步。因此,研究團隊專門研發了新的整個PLC多點控制的液壓系統,來保證整個平移過程中的受力均勻、位移同步。
一棟如此體量的大樓,究竟需要怎樣的牽引力,才能將它平移開來呢?「你提的這個問題,是這個項目的一大創新點。」張鑫說,一般的建築物平移,要麼在後面推,要麼在前面牽引,「而大東環項目,雖然層數不高,但是每個柱子的荷載比較大,所以在後邊單獨加了推力。」
平移安全嗎?
在裡面放心辦公就行
決定整棟大樓能不能移位的條件,包括託換等核心技術。「因為整個樓要從地基處截斷,截斷後如何保證樓的安全,這時就要託換,把它的重量通過託換結構,轉移到我們平移用的滾軸上。」
張鑫說,除此之外就是牽引,比如怎樣設計這個牽引力,又推又拉該怎麼組合,怎麼保證平移過程中不發生不均勻沉降,平移期間如何保證各個點同步移動。「之所以能移走整棟大樓,實際上就相當於在大樓底下加了個託盤,託盤放在滾軸上面,然後再平移走。」
有人在移動的建築裡走動和辦公,會不會對施工造成影響?「平移過程中,我們只是將一層作為施工面,二層以上都可以辦公。當然,在施工之前,我們首先要將樓上人的重量考慮進去。」張鑫說。
從1998年起,他們負責的每個平移項目,基本上都是不停止辦公的。說到這裡,張鑫舉了個例子:「比如2000年的臨沂國家安全局辦公樓,根本不允許停止辦公。我們有信心保證項目平移過程中的安全。」
要花多少錢?
是新建樓房的3-5成
1月3日,齊魯晚報·齊魯壹點刊發的《8000噸大樓三天「走」了24.45米》引發讀者熱議,有人疑問:移動一棟大樓,大概需要花費多少錢?
「移動一棟大樓,肯定要比建造一棟大樓便宜多了。」張鑫表示,他們曾統計移動過的大樓,費用大概是新建大樓的30%-50%。這也就意味著,如果新建一棟樓需要1000萬,移動這棟樓只需要花費300萬至500萬。
張鑫告訴記者,費用之外,實際上還有一些間接的效益。舉例來說,一方面,建造一棟大樓期間,需要給員工租房子辦公,租房產生的費用,估計就能趕上移樓的錢了；另一方面,若是拆除這棟樓,就會產生不可再生的建築垃圾,造成資源浪費。與此同時還會產生粉塵、噪聲汙染。
技術有多先進?
原地託換是個大創新
「怎麼才能把樓頂起來,又是怎樣將滾軸放上去的?我認為,這是我國移樓工作者的一大創新。」說到這裡,張鑫舉了個例子,「我們寫論文投到國外雜誌上,對方回覆說很吸引人、很好,但是英語不好,讓把中文發過來,他們找人幫忙翻譯成英語。我問為什麼,他們說你寫得不對,你不頂起來怎麼把樓移走?」
張鑫說,因為國外移樓技術,都要先將樓房頂起來,然後再放滾軸。「但是我們是原地託換,一般不將樓頂起來,這也是我們的一大創新。不頂起來也就減少了費用,增加了安全性。」
怎麼進行原地託換?我們是先打好下軌道,下軌道上放滾軸,滾軸上面再澆託換梁,澆完之後等都達到設計強度了,最後把柱子原位截斷,建築物的重量自然就通過託換結構落到滾軸上去了。
相比國外將樓房頂起來,我國原地託換樓房的好處顯而易見。「造價低和安全性高。」張鑫說,如果將樓房頂起來,樓房的安全風險也就增加了。同樣,多一道工序,造價也就提高了。
平移有啥意義?
在於能保護歷史建築
這樣做的最大意義是什麼?「我認為最大的意義就在於保護歷史建築。對於一些優秀的歷史建築或文物建築,它有很多重要的文化價值。通過平移保護,可以解決現在城市建設過程中拆除與保護的矛盾。很多歷史文物、建築,不能用錢來衡量。」張鑫說,因為城市的記憶,促進了文化的傳承。
2005年,因緯六路拓寬,需要將濟南市緯六路27號的「老洋行」向西平移15米。張鑫認為,「老洋行」反映了濟南20世紀初古城開埠時期的城市面貌,通過整體平移將其完整保留下來,對了解泉城發展歷史與傳承文脈有著十分重要的作用。「此次平移工程,是我省首次進行歷史建築平移。」
平移後的大樓,
正在進行地基填充
1月3日下午,齊魯晚報·齊魯壹點記者再次來到濟南繞城高速公路二環線東環段(「大東環」)東側的移樓現場,雖然天氣比較寒冷,但是施工人員熱情高漲。一樓地基的填充是目前的重要工作。一輛輛拉滿土的三輪車正靈活地在一層穿梭。
齊魯晚報·齊魯壹點記者隨後去2到5層查看辦公樓情況,此時的工作人員正在緊張工作中,樓道間也非常乾淨。記者在辦公樓頂層能清楚看到濟南大東環道路正在進行路基鋪設作業,而辦公樓移動後,已經不影響大東環道路的修建。
山東建築大學土木工程學院副教授夏風敏是本次移樓的技術總指揮、方案設計負責人,「8000噸的龐然大物移動達到毫米級,在進行移樓前,我們有一款專門的軟體,因為每棟樓位置的點控都不一樣,所以在原來通用的版本上進行修改和優化,這款軟體的作用是對移樓的千斤頂進行控制。」
高樓平移的關鍵在於一個「平」,只有保證上軌道低端、下軌道梁頂端的槽鋼有足夠的平整度,才能減少水平牽引力,同時減少樓房的震動。在電腦運行中設定平整度控制目標為1毫米高差。
「鋪好滾軸後,再鋪上軌道梁槽鋼,所以滾軸的支撐非常可靠,平整度控制得非常成功。」山東建築大學鑑定加固研究院高級工程師譚天樂說。
山東建築大學鑑定加固研究院的現場施工負責人王新安說,接下來,新建地基、室外工程、配套設施等將陸續開展,按照計劃,整個工程還需要15到20天,「春節前將全部完工。」
「移位後就進行柱與新基礎的連接,室內外地面的恢復,設備設施的連接。目前,水電暖還沒有完全連接完成。」夏風敏介紹,「很多朋友很關心我們在平移過程中上廁所問題,當時上下水不是太方便,軟管的上下水流量是有限的。換句話說上廁所小的沒問題,大的需要限制一下,哈哈。」
第一次平移也曾遇尷尬
28年主導40多次移位,沒碰碎過一處
為什麼選擇這個專業方向?
山東建築大學工程鑑定加固研究院院長、教授張鑫表示,「應該是我在清華大學讀研的時候,當時聽系主任開過一個會議,中間就提到了怎麼提升功能加固,工作以後發現有市場需求,並不斷有人委託加固、改造的項目,源於這個契機。」
牽引系統裝好了，建築物卻沒動
「在既有建築加固改造、平移、糾傾等方向,我們處於國際領先水平。」張鑫說,市場有這部分需求,他們要以需求為導向。
下一步努力方向在哪裡?張鑫說,「現在我們的平移技術,又拓展到了既有建築地下空間開發。現在的情況是,這個樓截斷託起來移走了,如果託起來不移走,就可以向下挖地下室。」
「舉例來說,我們有個老商埠工程,就是在這棟樓原址不動的情況下,向下挖了三層地下室。開發既有建築的地下空間,是我們今後主要方向。」張鑫還說,「一個建築物歪了,我們可以將它截斷頂起、糾傾,這也是我們以後努力的方向。」
張鑫回憶,他們完成的第一個建築物移位工程,是河北省曲周縣農業局辦公樓的平移。平移的原因是由於需要進行道路拓寬,他們將這棟建築平移了8.5米。
張鑫告訴記者,由於是首次施工,他在正式施工之前的半個多月沒睡著覺,「那時候工程經驗缺乏,託換、滾軸、牽引等方面的問題想了又想,挨個攻關。」
即便如此,這支初次上「戰場」的團隊,還是在首次施工時遇到尷尬。「我對這件事的印象非常深刻,因為牽引系統等全都安裝好了,但建築物就是沒有動,當時非常尷尬。」張鑫說,實際上,他們已經在設計理論值的基礎上增加了,但距離現實的操作還有一定差距,「後來數值又增加了一倍,建築物才開始移動的。」
張鑫還提到,房屋究竟該如何移動,他們是全國第一個公布研究成果的團隊,「當時身邊人阻止我,但為了讓更多人少吃點虧,我們還是決定公布出來,讓大家受益。」
不光能平移建築，還能糾偏煙囪
自1992年山東建築大學工程鑑定加固研究院成立以來,他們共主導完成了40餘項移位工程,其中不乏世界最重的、最高的,或是移動距離最遠的建築。
張鑫向記者介紹,我國正處於大規模基礎設施建設時期,已建成的既有建築面積已超過六百億平方米,「由於超過設計使用年限,原設計標準偏低或施工缺陷等原因,30%-50%的既有建築出現安全性降低或功能衰退,因此亟需對既有建築進行鑑定、加固與改造,以提升其使用功能,延長其使用壽命,提高其抵禦災害的能力。」
在建築物鑑定加固改造領域,有許多科學技術問題繼續進行創新和攻關。「我們團隊於1992年組織成立了山東建築大學工程鑑定加固研究所,長期致力於該領域的科學研究和技術研發。」張鑫說,值得一提的是,2002年,還依託研究院成立了山東建固特種專業工程有限公司。
「20多年來,研究所已經發展成了集教學、科研、技術開發服務、工程鑑定、加固改造、建築物移位等產學研一體化的高新技術企業。」張鑫說,不光如此,他們還可以幫建築物糾傾。簡單理解就是,能將歪了的建築物正過來。
說到這裡,張鑫還舉了個例子,陵縣聖源熱電廠煙囪高為120m,建成後7個月的觀測,該煙囪向西南傾斜量達538.5mm,傾斜率達到4.5‰,已超出國家有關規範的要求關於高聳建築物傾斜率2‰的要求。「我們採用降水糾偏法對該煙囪進行成功糾偏,是目前國內外糾偏最高的構築物。」
「政府叫它『四不像』,我叫它『產學研一體化』。」據張鑫介紹,團隊共有106人,其中教授、副教授、博士等30多人,國家一級註冊結構工程師等30多人,此外還有40多位工程技術人員,也就是在工地的具體施工人員。
當前,研究院已完成了幾十項國家、省、部級課題,其中「建築物移位改造工程新技術及應用」獲2014年度國家技術發明二等獎。「搞研究的、上課的及搞技術推廣的、應用的是一幫人。我們的研究成果,親手將它用到工程中去了。」張鑫說。
對於建築物安全,張鑫自豪地說,「28年來,我們團隊就是以加固改造作為基礎,因此沒有遇到過很大的事故或者難題,也沒有碰碎過。」
「我們單位還有個別稱,叫『建築醫院』,就是給房子看病。只要是房屋建築有什麼疑難雜症,都可以找我們進行處理。」張鑫笑著說。