采用托換技術(shù)解決在古建筑地下的結(jié)構(gòu)施工【摘要】本文通過(guò)介紹****新館地面庫(kù)房施工時(shí)，采用鋼門架托換技術(shù)，將地下通道通過(guò)部位的地面古建筑“****樓”完全架空，在滿足地下通道基坑開挖，結(jié)構(gòu)施工后，恢復(fù)古建筑所采取的相關(guān)施工技術(shù)。【關(guān)鍵詞】博物館新館****樓鋼結(jié)構(gòu)托換文物保護(hù)1．工程概況****新館庫(kù)房位于全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位---*****“****樓”北側(cè)，而新館位于南側(cè)，為便于珍貴文物的安全搬運(yùn)，以及文物管理的有關(guān)規(guī)定必須將庫(kù)房與新館連接起來(lái)。“****樓”作為保護(hù)建筑不能破壞，同時(shí)設(shè)計(jì)師也有意將“****樓”一同熔入新館建筑群中，為此只有考慮在“****樓”地下做文章，采用地下通道連接溝通。鑒于“****樓”的獨(dú)特歷史意義和其作為國(guó)家級(jí)控保建筑的重要地位，加上設(shè)計(jì)的地下通道埋深達(dá)-5.60m，****樓部位-4.30m，通道凈寬2.80m，與****樓兩側(cè)承重木柱間距3.20m僅差0.4m。如何在確保文物古跡安全、完好的同時(shí)，進(jìn)行地下通道施工成為問(wèn)題的關(guān)鍵。圖1****樓與地下通道平面關(guān)系圖2．現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及鑒定****樓，據(jù)記載為清代******內(nèi)的女眷住房，目前作為****書畫藏品及研究工作室。其為中間五開間，兩側(cè)東、西廂房的七樓七底兩層木結(jié)構(gòu)建筑。地下通道通過(guò)的部位在樓中間部位，開間為3.2米，進(jìn)深9米左右，整個(gè)建筑面積近700平方米。考慮到它是國(guó)家級(jí)控保建筑的重要性，方案確定之前我們會(huì)同業(yè)主、監(jiān)理方及文保單位共同對(duì)“****樓”的現(xiàn)有實(shí)際情況進(jìn)行事前勘測(cè)和鑒定工作，其主要內(nèi)容應(yīng)包括：（1）對(duì)原有房屋的主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式以及地質(zhì)情況、地下水等進(jìn)行詳細(xì)了解，設(shè)計(jì)勘察院出具了地面庫(kù)房工程的勘察報(bào)告；（2）對(duì)房屋目前的沉降變形結(jié)果作出客觀的確認(rèn)；（3）對(duì)房屋目前所有內(nèi)外裂縫，特別是裂縫較為敏感的地方進(jìn)行必要的記錄工作。（4）對(duì)****樓的瓦、望磚、木構(gòu)件、樓板、門窗、板壁等的分布和重量進(jìn)行測(cè)定，掌握第一手原始數(shù)據(jù)，以便確定方案時(shí)計(jì)算所用。3．方案確定****樓為中國(guó)古典木結(jié)構(gòu)形式的建筑，其柱基的埋置深度較淺，由于通道要從地下通過(guò)，涉及8根木柱及基礎(chǔ)在通道開挖區(qū)域內(nèi)，如何保護(hù)和解決****樓中部建筑荷載轉(zhuǎn)遞是整個(gè)施工保護(hù)的關(guān)鍵。我們初步設(shè)想要求業(yè)主搬遷上部和底層通道兩側(cè)12m寬度范圍內(nèi)的文物及家具，達(dá)到卸荷目的；拆除底層通道兩側(cè)的板壁（原本可拆卸）、地板（已腐朽變形）和方磚；然后在開挖基坑的兩側(cè)邊坡上口澆筑混凝土條形基礎(chǔ)，采用鋼梁對(duì)****樓荷載進(jìn)行頂托，并擴(kuò)大原3.2米的承載點(diǎn)間距到8.0米，滿足通道施工；同時(shí)對(duì)臨時(shí)承載的淺埋條形基礎(chǔ)雜填土地基進(jìn)行壓密注漿加固；再對(duì)木結(jié)構(gòu)屋面主梁采用方木進(jìn)行頂撐加固，將屋面荷載通過(guò)木頂撐和二層主木梁直接傳至托換鋼梁，避免木結(jié)構(gòu)梁柱榫接部位因應(yīng)力集中而斷裂；全部托換完成后再進(jìn)行地下通道的土方開挖，開挖時(shí)同步進(jìn)行基坑邊坡的土釘墻支護(hù)；在完成所有地下通道結(jié)構(gòu)工作內(nèi)容后，進(jìn)行****樓基礎(chǔ)恢復(fù)。托換前在****樓的承重木柱上做好沉降觀測(cè)點(diǎn)，以便比對(duì)托換前后建筑的變形情況，隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。4．鋼梁托換方案的實(shí)施（1）由于地下通道設(shè)計(jì)挖土深度-4.3m，通道凈寬2.8米，為此我們首先根據(jù)建筑定位尺寸，計(jì)算并放出挖土邊坡上口邊線，上口兩邊線間距確定為：2.8（通道凈寬）+0.5（基坑下部工作面）×2+4.3×0.5（坡度系數(shù)）×2=8.10米（2）退進(jìn)邊坡線上口50厘米設(shè)置托換鋼結(jié)構(gòu)混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用1000（寬）×300（厚）的鋼筋混凝土梁式條形基礎(chǔ)，并在梁中設(shè)置托換結(jié)構(gòu)鋼柱的預(yù)埋螺絲。（3）鋼門架的支托布置：根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和荷載分散傳遞的原則，初步確定采用六榀鋼門架對(duì)****樓進(jìn)行荷載托換。然后根據(jù)“支撐計(jì)算書”的計(jì)算結(jié)果在相應(yīng)的位置設(shè)置跨度為8米的H400×250×10×12鋼梁，H250×250×10×10鋼立柱，門架柱與梁螺栓連接并電焊加強(qiáng)，與混凝土基礎(chǔ)螺栓鉸接。門架間采用L75×8角鋼作為柱間支撐，以保證整體穩(wěn)定性。鋼門架布置詳見圖2所示。鋼門架平面布置圖鋼門架剖面布置圖鋼門架平面布置圖鋼門架剖面布置圖真圖豎2潮****途樓托換鋼門架驗(yàn)布置圖腰（丙4迫）拐在托換結(jié)構(gòu)的刻基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)側(cè)度達(dá)士到磁100懼%色后進(jìn)行鋼門架蘇的安裝，尸鋼梁面標(biāo)高應(yīng)磨比原木結(jié)構(gòu)大跪梁底低節(jié)1糧0宜厘米垃，支托時(shí)用木膀方加木楔打緊闖釘牢?？紤]到能壓密注漿地基巷加固時(shí)會(huì)對(duì)基寬礎(chǔ)形成反力，焦因此地基加固煎確定在鋼架安晝裝頂撐完成后紡進(jìn)行，以保證臨木結(jié)構(gòu)與托換肉結(jié)構(gòu)的接觸緊勻密茂。鴉（李5改）竹對(duì)于些****標(biāo)樓臂屋面惕的支撐，采用鐵5廁0×10刺0汗木方作為傳力湯構(gòu)件，將其屋譽(yù)面的荷載傳置則二保層結(jié)構(gòu)辮木亦梁上尊，好再由板木瞇梁直接的傳遞診給托換鋼梁，薦具體做法見圖獸2畫鋼門架剖面布鄙置圖謙。黨（糊6桐）翅在土方開挖之紛前用鋼管港對(duì)給8速根木柱進(jìn)行夾城固，以防止在挽地下通道施工回過(guò)程中受外部演撞擊而受損。圖3***樓托換鋼門架工況圖根（糠7誠(chéng)）攜完成所有托換劃工作后，對(duì)整耐個(gè)古建筑進(jìn)行止第二次沉降觀辯測(cè)，采集原始扯數(shù)據(jù)，經(jīng)與托池?fù)Q前第一次觀鳥測(cè)值比較，未超產(chǎn)生沉降，反別而有忙5勾毫米燈的反彈值，分葡析原因?yàn)閴好芘e注漿地基加固釣造成。圖3***樓托換鋼門架工況圖肅（鞏8淚）桌在做好支護(hù)施漂工準(zhǔn)備工作后寇，即進(jìn)行土方牧開挖，要求每輕向下開挖欠1.潛2即米肚，立即組織土擾釘墻支護(hù)撫。地下通道的盯結(jié)構(gòu)施工嚴(yán)格淡按進(jìn)度要求實(shí)憑施。外模喚在黨滿足拆除要求逐后拐即組織漫施工，并抓緊鬧外墻防水、保望護(hù)墻和回填土告?；娱_挖后欠托換梁工作情盲況見辰圖玉3因所示。奶（技9賀）錢古建筑基礎(chǔ)恢嚷復(fù)：襲在完成地下通賣道所有外部施亭工后即進(jìn)行回狀填土工作。為蘋保證悄****加樓整棟建筑烤基礎(chǔ)受力均勻督，在通道回填慮土前，我們初外步定倡出萌8吊根木柱的位置競(jìng)，在其下方全鮮部回志填溝1峰：敵1翅砂石并夯填密膽實(shí)，交專業(yè)古按建筑修復(fù)單位武進(jìn)行恢復(fù)確，武并對(duì)裹****夠樓此進(jìn)行全面修復(fù)機(jī)，對(duì)外開放。染修復(fù)后的街****躁樓外貌見晌圖新4雕。章圖衣4藏或修復(fù)后的峽****世樓外貌5．施工監(jiān)測(cè)扎在進(jìn)行質(zhì)鋼門架托換和擾地下通道施工袍，特別是廈基坑開挖過(guò)程罰中應(yīng)及時(shí)做川好挨“羅****項(xiàng)樓啦”短的沉降觀測(cè)工休作，蒙使尼用北DSZ氏2丈型精密水準(zhǔn)儀原對(duì)先前標(biāo)注在智八寧根木柱上的跑基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)觀測(cè)擦，單日沉降超刪過(guò)笑3重毫米伸作為預(yù)警值演。偏依據(jù)方案欣在土方開挖期截間觀測(cè)的時(shí)間深必須嚴(yán)格控制析在每天進(jìn)行一適次，開挖結(jié)束溪后控制在每刑3鐮天進(jìn)行