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(來(lái)源:上海勘察設(shè)計(jì))
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伯樂(lè)大院4號(hào)樓
“改邪歸正”
以精準(zhǔn)糾偏技術(shù)守護(hù)居民安居夢(mèng)
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伯樂(lè)大院永福路小區(qū)入口渲染圖
在城市更新的細(xì)微處,在居民生活的關(guān)切點(diǎn),上海市房屋建筑設(shè)計(jì)院有限公司始終以專(zhuān)業(yè)技術(shù)與責(zé)任擔(dān)當(dāng),守護(hù)每一棟建筑的安全與尊嚴(yán)。近日,由我院承擔(dān)的伯樂(lè)大院4號(hào)樓屋面及相關(guān)設(shè)施改造項(xiàng)目(含糾偏加固)圓滿完成,成功實(shí)現(xiàn)房屋整體扶正。此次工程,是全上海首個(gè)房屋“整體糾偏,精準(zhǔn)抬升”的成功案例。不僅為居民消除了長(zhǎng)期存在的房屋安全隱患,而且讓這棟“斜了”多年的老住宅重新“站直”。
項(xiàng)目背景
房屋傾斜嚴(yán)重,安全警鐘敲響
永福路,一條有著吉祥寓意名字的小馬路。這條路不長(zhǎng),優(yōu)雅靜謐。馬路兩側(cè)林立著高大茂密的法國(guó)梧桐。春夏季漫步在永福路上,你會(huì)感受到兩側(cè)樹(shù)木投射下一地陰涼,一路小鳥(niǎo)啾啾,好似隔絕了繁華城市的喧囂。花園建筑大多被密實(shí)的圍墻保護(hù)著,半露半掩,美卻又輕易不讓路人窺見(jiàn)。
永福路北起五原路,南至湖南路。長(zhǎng)495米,民國(guó)19年(1930年)筑,以法國(guó)傳教士名命名古神父路(Route Pere Huc)。民國(guó)32年以廣西永福改今名。沿路為住宅,領(lǐng)事館,圖書(shū)館。永福路列為上海市永不拓寬道路之一。
伯樂(lè)大院4號(hào)樓就位于永福路86弄4號(hào)地處。地處繁華地段,鬧中取靜。房屋始建于1964年,是一棟五層砌體結(jié)構(gòu)住宅樓,總建筑面積約1032m2,共居住10戶人家。由于建造年代久遠(yuǎn),該房屋未設(shè)置圈梁及構(gòu)造柱,樓屋面板主要為預(yù)制板,整體性較差。居民家中出現(xiàn)不同程度的地面開(kāi)裂、樓面傾斜、門(mén)窗變形、管道滲漏等問(wèn)題,日常生活受到嚴(yán)重影響。根據(jù)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)報(bào)告顯示,該樓東西向整體向西傾斜,平均傾斜率達(dá)20.5‰;南北向整體向北傾斜,平均傾斜率為10.2‰。房屋存在嚴(yán)重安全隱患。且傾斜變形處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)中,尚未穩(wěn)定。
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伯樂(lè)大院4號(hào)樓原狀
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受徐匯區(qū)住房保障和房屋管理局委托,我院承擔(dān)本次房屋糾偏加固及修繕設(shè)計(jì)任務(wù)。根據(jù)巖土勘察報(bào)告顯示,場(chǎng)地地基由粘性土、粉性土組成,分布較平穩(wěn),但淺層地下水位較高。場(chǎng)地類(lèi)別為IV類(lèi),屬抗震不利地段。房屋四周環(huán)境極為復(fù)雜:東側(cè)距2號(hào)樓僅12.6m,西側(cè)緊鄰圍墻最小距離僅2m,北側(cè)距一層附屬房?jī)H1.4m,空間極度受限。
設(shè)計(jì)方案
樁式頂升+基礎(chǔ)加固,雙管齊下
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房屋頂升作業(yè)動(dòng)態(tài)化位移建模
我院結(jié)構(gòu)研究所技術(shù)團(tuán)隊(duì)從2021年項(xiàng)目啟動(dòng)立項(xiàng)便全力投入,中間跨越疫情,通過(guò)積極走訪和深入溝通及了解訴求,歷經(jīng)幾十次方案匯報(bào)及專(zhuān)家論證。最終創(chuàng)新式采用“鋼管錨桿靜壓樁+樁式頂升糾偏”技術(shù)方案:先通過(guò)靜壓樁加固軟弱地基,再通過(guò)可控頂升將房屋緩慢扶正,最后注漿穩(wěn)固地基。
基礎(chǔ)加固
在原有基礎(chǔ)頂面澆筑鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),預(yù)留壓樁孔,采用Φ300×10鋼管錨桿靜壓樁,樁長(zhǎng)32m,共68根。施工中全面引入“智能化壓樁技術(shù)”,每臺(tái)壓樁設(shè)備配備高精度傳感器和智能控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集壓樁力、垂直度等參數(shù)并上傳云端,實(shí)現(xiàn)“一樁一檔、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可追溯”。
糾偏頂升
采用“大噸位高敏感精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)移位控制系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)上位機(jī)與PLC下位機(jī)聯(lián)動(dòng)控制,通過(guò)17個(gè)四通道高壓液壓油泵站驅(qū)動(dòng)68個(gè)千斤頂,實(shí)現(xiàn)位移值自動(dòng)控制與人工校核雙重保障。系統(tǒng)支持同步抬升與異步抬升兩種模式,可根據(jù)房屋傾斜姿態(tài)靈活調(diào)整各頂升點(diǎn)的出力與行程。同時(shí)配備止回閥與雙梁系統(tǒng)雙重安全保障,確保頂升過(guò)程中任何意外情況下均能鎖死油路、防止回落。頂升到位后立即注漿填充筏板底部空隙,確保房屋扶正后不反彈。
施工組織
精細(xì)管控,步步為營(yíng)
整個(gè)施工過(guò)程就像給一棟老房子做一次“精密的骨科手術(shù)”,每一步都嚴(yán)格按計(jì)劃執(zhí)行:分區(qū)開(kāi)挖、分批壓樁、分級(jí)頂升,同時(shí)建立了一套“全天候”的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),隨時(shí)掌握房屋的一舉一動(dòng)。
施工總體流程
先進(jìn)行土方開(kāi)挖,在老基礎(chǔ)上開(kāi)好孔洞,澆筑墊層,為基礎(chǔ)托換創(chuàng)造條件。然后新做平板式筏形基礎(chǔ)(里面預(yù)埋了350×350mm的穿墻梁和壓樁孔),把一樓所有墻體的重量都穩(wěn)穩(wěn)地傳遞到這塊新筏板上。等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,利用筏板和房屋自身的重量,68根錨桿鋼管靜壓樁,并在樁頂安裝頂升裝置。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的休止期,再借助這些鋼管樁提供的反力,通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)房屋進(jìn)行“差異抬升”—哪里需要多抬就多抬,哪里少抬就少抬,精準(zhǔn)化抬升房屋整體。直到房屋整體傾斜率達(dá)到預(yù)期要求,從而實(shí)現(xiàn)加固糾偏的目標(biāo)。
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施工過(guò)程及頂升系統(tǒng)介紹
基坑開(kāi)挖
室內(nèi)挖深1.4m,全部由人工完成,避免機(jī)器振動(dòng)影響房屋;室外挖深0.95m,西側(cè)和西北側(cè)緊挨著圍墻和鄰居房子,也采用人工開(kāi)挖,其他區(qū)域可以用小型機(jī)械配合。開(kāi)挖過(guò)程中,每天都要測(cè)量周邊建筑的沉降情況,確保安全。
墻體加固
為了讓墻體在頂升過(guò)程中不出現(xiàn)開(kāi)裂,我們對(duì)室內(nèi)地坪下5cm到筏板頂面之間的墻體進(jìn)行了雙面“穿鎧甲”—鋪上直徑6毫米、間距150mm的鋼筋網(wǎng),再抹上10mm厚的高強(qiáng)度水泥砂漿。這樣墻體抗剪能力提高了約40%。
智能化壓樁
68根鋼管樁分三批壓入,每批之間至少間隔7天,讓地基有個(gè)“喘息”的機(jī)會(huì)。每根樁的壓力控制在500到600kN之間,以樁長(zhǎng)和壓力雙重控制是否到位。所有壓樁數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)上傳到云端,每根樁都有自己獨(dú)立的“電子檔案”,質(zhì)量全程可追溯。
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樁基分批壓樁分批圖
動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控
我院結(jié)構(gòu)研究所專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)在房屋的關(guān)鍵位置布設(shè)了多種智能傳感器:高精度無(wú)線傾角計(jì)(能測(cè)出0.01度的傾斜變化)、靜力水準(zhǔn)儀(監(jiān)測(cè)沉降)、裂縫計(jì)(捕捉頭發(fā)絲那么細(xì)的裂縫)、以及頂升位移和壓力傳感器等。這些數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)每分鐘采集一次,并實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫恕9芾砣藛T用手機(jī)APP就能隨時(shí)查看房屋傾斜、沉降、裂縫等情況。系統(tǒng)還設(shè)置了三級(jí)報(bào)警(黃、橙、紅),一旦數(shù)據(jù)異常,會(huì)自動(dòng)報(bào)警及發(fā)送預(yù)警短信。通過(guò)智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)房屋進(jìn)行24小時(shí)全過(guò)程動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè),保證房屋安全。
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房屋頂升過(guò)程中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
頂升作業(yè)
項(xiàng)目施工過(guò)程中整個(gè)頂升系統(tǒng)布置68個(gè)千斤頂,由17臺(tái)四通道高壓液壓泵站驅(qū)動(dòng),通過(guò)計(jì)算機(jī)和PLC聯(lián)動(dòng)控制,共同協(xié)同工作。先根據(jù)最終的扶正目標(biāo),計(jì)算出每個(gè)頂升點(diǎn)每級(jí)需要頂升高度,然后再由人工校核確認(rèn)。頂升分10級(jí)進(jìn)行,每級(jí)只頂5mm。每頂升完一級(jí),都需要穩(wěn)定觀察30分鐘,監(jiān)測(cè)房屋整體及局部墻體有沒(méi)有異常開(kāi)裂及沉降變化。頂升過(guò)程中,可以根據(jù)需要選擇“同步抬升”(所有千斤頂一起動(dòng))或“異步抬升”(分區(qū)順序動(dòng))。通過(guò)靈活運(yùn)用,在安全方面給整個(gè)抬升過(guò)程上了“雙保險(xiǎn)”。抬升系統(tǒng)止回閥和雙梁系統(tǒng)時(shí)刻待命,一旦出現(xiàn)油壓異常或位移超標(biāo),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)鎖死并報(bào)警。達(dá)到設(shè)計(jì)頂升高度后,立即鎖緊千斤頂,然后進(jìn)行壓密注漿(注漿壓力控制在0.3~0.5MPa),把筏板下部的空隙嚴(yán)密填實(shí)。注漿完成后再進(jìn)行封樁作業(yè),等封樁混凝土達(dá)到強(qiáng)度,再拆除頂升裝置。最終,在頂升作業(yè)完成后房屋的傾斜整體回正,完美達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果,完全滿足規(guī)范限值要求。
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房屋頂升作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)
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房屋頂升全過(guò)程控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行
建筑修繕
由內(nèi)而外,煥然一新
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房屋設(shè)計(jì)效果圖
在房屋頂升作業(yè)結(jié)束,結(jié)構(gòu)安全得到保障的基礎(chǔ)上,我院同步開(kāi)展了全面的建筑修繕工作。坡屋面整體翻新,更換瓦片,重做防水層,增設(shè)保溫層。外墻采用優(yōu)質(zhì)丙烯酸涂料整體涂裝;單元入口門(mén)更換為不銹鋼防盜門(mén),臺(tái)階重做花崗巖面層;明溝修繕加裝鑄鐵蓋板;空調(diào)支架全部更換為不銹鋼支架。雨水管、雨水斗全部更換;新增或更換空調(diào)冷凝水立管;改造陽(yáng)臺(tái)排水管;更新廚房廢水管和衛(wèi)生間出墻管。修繕后的伯樂(lè)大院4號(hào)樓,外墻立面煥然一新,與周邊歷史風(fēng)貌街區(qū)和諧統(tǒng)一。居民們回遷時(shí)看到煥然一新的房屋潸然淚下,紛紛表示:“房子正了,心里也踏實(shí)了,感謝政府和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。”
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房屋頂升作業(yè)及修繕完成后實(shí)景
技術(shù)亮點(diǎn)
1. 狹小空間綜合糾偏技術(shù):在四周最小距離僅1.4米的極端條件下,成功實(shí)施32m深樁基和分級(jí)頂升。
2. 智能化壓樁技術(shù):壓樁過(guò)程實(shí)時(shí)采集、云端存檔,全程動(dòng)態(tài)化質(zhì)量可追溯。
3. 大噸位高敏感精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)移位控制系統(tǒng):項(xiàng)目采用計(jì)算機(jī)+PLC聯(lián)動(dòng),17泵站驅(qū)動(dòng)68千斤頂,同步/異步抬升靈活切換,止回閥+雙梁雙重安全保障項(xiàng)目安全。
4. 項(xiàng)目全過(guò)程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng):集成無(wú)線傾角計(jì)、沉降儀、裂縫計(jì)等多維傳感器,實(shí)現(xiàn)全過(guò)程遠(yuǎn)程預(yù)警與數(shù)據(jù)可視化管理。
5. “結(jié)構(gòu)+建筑”一體化修繕:全面提升房屋功能品質(zhì)。
伯樂(lè)大院4號(hào)樓的“改斜歸正”,是我院在城市更新與房屋加固糾偏領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力的生動(dòng)體現(xiàn),此次工程,是全上海首個(gè)房屋“整體糾偏,精準(zhǔn)抬升”的成功案例。為既有建筑糾偏及加固修繕提供了可復(fù)制的成功范例。
以匠心守初心,以技術(shù)護(hù)安全
從傾斜超限到穩(wěn)固如初,從結(jié)構(gòu)隱患到安居典范,伯樂(lè)大院4號(hào)樓的“改斜歸正”凝聚了我院全體專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的智慧與汗水。每一個(gè)數(shù)據(jù)的背后,都是對(duì)安全的敬畏;每一道工序的嚴(yán)控,都是對(duì)品質(zhì)的堅(jiān)守。
我們深知,房屋是家的載體,安全是幸福的根基。一棟樓的“站直”,關(guān)乎幾十戶人家的心安;一座城的更新,始于每一棟建筑的牢靠。正因如此,我院始終將“技術(shù)為民”作為價(jià)值原點(diǎn),將建筑的每一次糾偏、每一根樁基、每一道頂升都視作對(duì)生命的承諾。
未來(lái),上海市房屋建筑設(shè)計(jì)院將繼續(xù)秉持“專(zhuān)業(yè)、責(zé)任、創(chuàng)新、服務(wù)”的理念,深耕既有建筑加固改造與城市更新領(lǐng)域,以更精準(zhǔn)的算法、更可靠的工藝、更智能的監(jiān)測(cè),為上海城市安全、歷史風(fēng)貌保護(hù)和居民幸福生活貢獻(xiàn)更多設(shè)計(jì)智慧與工程力量。
讓每一棟老宅都能安然屹立,讓每一位居民都能安心入夢(mèng),這不僅是承諾,更是我們矢志不渝的初心與使命。
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