孫秀蘭

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

重型構(gòu)筑物采用拼接方式，內(nèi)芯為鋼筋混凝土，分層澆筑，外部為花崗巖石材，因此整體性較差。頂升過(guò)程中應(yīng)如何保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞。

1 背景概況

本雕塑位于山西省曲沃縣曲村鎮(zhèn)，雕塑表層實(shí)物(石材)的尺寸大小是:長(zhǎng)10 m，寬4.5 m，高8 m。其中混凝土的體積:30 m3;石材的體積是160 m3?；炷粱A(chǔ)尺寸:長(zhǎng)12 m×寬8 m×厚0.7 m。現(xiàn)由于相關(guān)原因需將雕塑提升，提升高度為1 m。

2 工藝原理及特點(diǎn)

雕塑石材采用拼接方式，內(nèi)芯為鋼筋混凝土，分層澆筑，因此整體性較差。頂升時(shí)為了防止對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，考慮將頂升點(diǎn)設(shè)置在筏板基礎(chǔ)底，將雕塑連同筏板同時(shí)頂升，保證了頂升過(guò)程中的完整性。施工時(shí)可沿筏板寬度方向開(kāi)挖4條2.1 m寬，1.7 m高導(dǎo)洞，導(dǎo)洞內(nèi)澆筑地基梁做頂升反力基礎(chǔ)，每條地梁布置兩排千斤頂，每排3個(gè)200 t級(jí)千斤頂，共12臺(tái)。千斤頂高度400 mm，直徑280 mm，每行程140 mm，總共可提供2 400 t頂力，完全能滿足頂升需求。本雕塑上部混凝土及石材重約190×2.5=475 t，混凝土筏板基礎(chǔ)為12×8×0.7×2.5=168 t，頂升總重643 t，地基承載力643/(12×8)=6.7 t/m2，由于導(dǎo)洞開(kāi)挖，地基受力面積減小一半，當(dāng)所有導(dǎo)洞開(kāi)挖完畢后地基承載力需達(dá)到13.4 t/m2。根據(jù)地勘資料，該土層承載力特征值為12 t/m2，施工時(shí)必須分2次澆筑地梁，開(kāi)挖時(shí)地基承載力為 643 t/(12×8－2.1×8×2)=10.3 t/m2，頂升時(shí)地基承載力為 643 t/(2.1×8×4)=9.6 t/m2。地梁澆筑完畢后安裝上托盤(pán)梁及千斤頂?shù)软斏O(shè)備，地梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可預(yù)先沖70%壓力，同時(shí)將上托盤(pán)梁焊接成框架結(jié)構(gòu)，保證頂升過(guò)程中雕塑穩(wěn)定可靠。頂升過(guò)程中需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控，做好高程及傾斜觀測(cè)，使其控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。頂升完成后，將地梁間隙補(bǔ)澆成筏板基礎(chǔ)，并在筏板內(nèi)澆筑混凝土墻體，支撐上部荷載。

3 操作要點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)保護(hù)

該雕塑是博物館的建筑，為藝術(shù)品，頂升前對(duì)結(jié)構(gòu)的保護(hù)尤為重要。保護(hù)采用鋼管腳手架臨時(shí)加固，雕塑的懸挑部分、細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件下方用鋼管擔(dān)起，雕塑表面與鋼管之間加墊軟木或橡膠，防止對(duì)雕塑表面造成損壞。

3.2 土方開(kāi)挖

地梁底標(biāo)高為筏板基礎(chǔ)頂面往下2.4 m，筏板基礎(chǔ)各邊預(yù)留1 m寬土體，并按1∶1.5至地梁底標(biāo)高。開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)雕塑進(jìn)行觀測(cè)，防止不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。雕塑底部土方采用人工開(kāi)挖，不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)影響雕塑安全?；拥撞款A(yù)留1.5 m寬工作面，在四周開(kāi)挖300×300排水溝，角落處設(shè)置集水井。

3.3 開(kāi)挖導(dǎo)洞

在筏板底指定位置開(kāi)挖導(dǎo)洞，導(dǎo)洞寬2.1 m，高1.7 m，開(kāi)挖過(guò)程中必須做好支護(hù)，防止土體坍塌。開(kāi)挖過(guò)程中可在兩側(cè)及頂部位置設(shè)置方木或毛竹支撐，防止兩側(cè)土方向?qū)Ф磧?nèi)坍塌，雕塑筏板底部開(kāi)挖過(guò)程完成需清理平整，露出清潔混凝土表面，方便安裝上托盤(pán)鋼梁。

3.4 澆筑地梁

根據(jù)設(shè)計(jì)要求綁扎鋼筋、立模，并澆筑混凝土，混凝土可添加早強(qiáng)劑，可使混凝土齡期縮短。

3.5 安裝上托盤(pán)梁

混凝土澆筑完畢后即可安裝上托盤(pán)梁，上托盤(pán)梁采用2根Ⅰ32a工字鋼拼接而成，安裝托盤(pán)梁時(shí)將筏板基礎(chǔ)底清理干凈，用膨脹螺栓錨固于基礎(chǔ)底。鋼梁與筏板基礎(chǔ)之間間隙用灌漿料填充密實(shí)，確保千斤頂頂力通過(guò)鋼梁能均勻傳遞給筏板基礎(chǔ)。

3.6 安裝千斤頂?shù)仍O(shè)備

在地梁指定位置安裝千斤頂，千斤頂?shù)寡b在上托盤(pán)梁上，千斤頂與地梁之間空隙用臨時(shí)支撐墊死撐緊。千斤頂油管、位移傳感器及信號(hào)線分別按要求安裝完畢，并進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，確保頂升設(shè)備安全可靠。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，可給千斤頂內(nèi)沖70%的壓力，同時(shí)對(duì)上托盤(pán)梁進(jìn)行加固，形成框架結(jié)構(gòu)，確保頂升過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

3.7 頂升

頂升采用PLC同步控制系統(tǒng)，該設(shè)備安全可靠，已在建筑物頂升領(lǐng)域廣泛使用。PLC同步控制設(shè)備可確保每個(gè)控制點(diǎn)頂升高差在2 mm范圍內(nèi)，確保頂升期間結(jié)構(gòu)完好。

頂升為100 mm一行程，千斤頂完成一個(gè)行程頂升后上部結(jié)構(gòu)落回臨時(shí)支撐上，待千斤頂收缸后加墊100 mm級(jí)工具式墊塊，分十次頂升完畢。

頂升過(guò)程中，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)高及傾斜檢測(cè)，防止意外發(fā)生。

3.8 接高

頂升完成后，將地梁間土體開(kāi)挖完畢，梁體間進(jìn)行錨固澆筑混凝土。原筏板基礎(chǔ)與地梁之間可用框架柱連接，框架柱之間用磚填實(shí)，為了保證混凝土與原基礎(chǔ)之間密實(shí)，可將混凝土面距離筏板底約3 cm～5 cm范圍內(nèi)用自密實(shí)無(wú)收縮微膨脹灌漿料填充，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后拆除鋼梁及千斤頂?shù)仍O(shè)備。

3.9 設(shè)備拆除土方回填

頂升完成后即可拆除千斤頂?shù)软斏O(shè)備，待接高墻體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，拆除臨時(shí)支撐，將上部荷載托換到混凝土墻體上。墻體間用塊石碎石填滿，頂部約0.5 m范圍內(nèi)用混凝土進(jìn)行澆筑。

拆除臨時(shí)支撐后，基坑進(jìn)行回填，回填必須分層夯實(shí)。

4 施工監(jiān)測(cè)

1)監(jiān)測(cè)目的。監(jiān)測(cè)工作的目的是監(jiān)測(cè)雕塑頂升施工全過(guò)程的有關(guān)參數(shù)，合理評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)受外力(基坑開(kāi)挖、澆筑地梁、頂升等)作用的影響，及時(shí)、主動(dòng)地采取措施降低或消除不利因素的影響，以確保結(jié)構(gòu)的安全。2)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括:a.垂直度監(jiān)測(cè):即頂升過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)整體姿態(tài)的監(jiān)測(cè)。雕塑頂升的過(guò)程，對(duì)雕塑的數(shù)個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和控制，在頂升時(shí)，可以將特征點(diǎn)設(shè)置于墻體垂直軸線上，通過(guò)監(jiān)測(cè)各特征點(diǎn)垂直度變化，可以判斷和控制頂升過(guò)程。此外，在停頓過(guò)程中要防止沉降，都可通過(guò)特征點(diǎn)監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在外立面凸線條上，共布置4點(diǎn)。在雕塑的姿態(tài)監(jiān)測(cè)中，要設(shè)定必要的預(yù)警值和極限值，以便將姿態(tài)數(shù)據(jù)反饋給施工加載過(guò)程。b.沉降監(jiān)測(cè):沉降監(jiān)測(cè)采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)試。c.裂縫檢測(cè):施工前對(duì)雕塑整體裂縫情況進(jìn)行調(diào)查，并在各墻段選取代表性裂縫作觀察對(duì)象，每天對(duì)裂縫變化情況進(jìn)行記錄并分析裂縫變化趨勢(shì)，給托換頂升提供必要的分析數(shù)據(jù)。頂升期間在各層墻體設(shè)置4個(gè)～8個(gè)裂縫觀測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)觀測(cè)有無(wú)裂縫出現(xiàn)及裂縫發(fā)展情況。頂升完成后整體對(duì)雕塑進(jìn)行裂縫排查，對(duì)于磚墻出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的，進(jìn)行注漿處理;并且按照甲方要求恢復(fù)室內(nèi)及室外裝修原狀。3)監(jiān)測(cè)方案實(shí)施。監(jiān)測(cè)計(jì)劃應(yīng)與頂升的施工計(jì)劃相協(xié)調(diào)，并可在實(shí)施工過(guò)程中改進(jìn)，其監(jiān)測(cè)結(jié)果，應(yīng)及時(shí)反饋給現(xiàn)場(chǎng)總指揮。