特种建筑工程新技术的现状与发展
唐业清1，杨桂芹2
(1.北京交通大学，北京 100044；2.北京城建设计研究总院有限责任公司，北京 100037)
［摘要］介绍了特种建筑工程的发展、技术内容和应用。特别提出了当前我国建筑物使用寿命“短”的问题。阐述了本学科的重要性和发展。
［关键词］建筑；特种工程；技术
The Status and Development of New Techniques for The Special Construction Engineering
Tang Yeqing1, Yang Guiqin
(1.Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;
2. Beijing Urban Engineering Design & Research Institute Co., Ltd, Beijing 100037, China）
Abstract: Development, techniques and application of the special construction engineering are introduced herein. The current problem of building short service life at home is special analyzed.
Key words: building; the special engineering; technique
改革开放的伟大进程带来了我国社会和经济建设的大发展，而大规模建筑工程对建筑工作者的科学研究、勘查设计水平、施工技术进步等提出了更高、更多的要求。在此情况下，特种建筑工程的新技术得到了发展和提高。特种建筑工程技术一般包括建筑物（含构筑物）的移位技术、纠倾技术、增层技术、改造加固技术、灾损处理技术、托换技术等。
1 特种建筑工程新技术的应用
建筑物，包括构筑物，在建造过程或建成后的使用过程，由于遭受自然灾害(如地震、洪水、滑坡、泥石流、风灾及地面塌陷等)或使用不当而受损，可采用特种建筑工程技术处理。
建筑工程在勘察、设计、施工中有失误（如勘察中漏查或误查的地下人防工程、岩洞土洞、墓穴、树根和孤石、液化层、软弱夹层等。设计中结构形式选择不合理、断面和配筋量不足、设计参数选用不当、选错基础型式和地基持力层、建筑材料不合格和施工质量低劣等），给建筑物造成严重安全隐患的，可采用特种建筑工程技术处理。
为适应经济发展、生产和生活、城市规划的需要，对既有建筑物可采用特种工程技术进行改造、扩建、增层、移位、托换、加固等。
上述建筑物经过检测、鉴定、论证，付出1/3—1/4的代价，采用特种建筑工程技术处理后，都能具有继续使用价值，有肯定的经济效益和社会效益。
2 特种建筑工程新技术的主要内容：
建筑物的移位技术包括旋转、抬升、迫降、平行移动，可单项移位或组合多项移位。
建筑物的纠倾技术包括对倾斜的混凝土结构、砌体结构、钢结构、混合结构的多层和高层建筑纠倾等处理，这些建筑可以是框架（筒）结构、框支结构、剪力墙结构等。
建筑物的增层技术包括多层或高层建筑物的局部增层、整体增层、外套增层、地下增层、室内增层、顶部增层等。
建筑物的改造加固技术包括工业建筑物为适应生产发展的的改扩建，民用建筑物为扩大使用面积、改善使用功能的改扩建，公共建筑物为适应域市规划和发展等的改扩建工程。
建筑物的灾损处理技术包括对灾害后建筑物或桥梁等构筑物结构物发生错位、移动、倾斜、扭曲变位、结构裂损、过量沉陷、地基土被掏空或破坏、桩基弯曲或折断等处理技术。
建构筑物的托换技术包括对城市、公路、江河湖海上的各类桥梁结构，为增大桥下通航空间的抬升改造托换。对修建城市地铁或矿区采矿，对相邻建筑物的托换加固处理。因环境污染、浸蚀造成建筑结构破损的局部或整体托换加固的处理技术。
特种工程技术还包含各类特殊工程，如水上、海上或岸边建筑，军事工程、地下建筑、沙漠建筑、人防工程、航天工程等环境特殊的各类特种建筑工程的改造、加固和病害处理等等。
3 我国建筑事业的大发展推动了特种建筑工程技术的迅速提高
在文革十年，全国的基本建设全面停顿，各类房屋严重不足，而且资金又十分短缺，从80年初到90年代初的10年，全国从南到北兴起了“向空中要住房，向旧房要面积”的既有房屋增层改造工程的热潮，许多有条件的旧房都进行了增层改造，扩大了使用面积，改善了便用功能，部分缓解了当时“房荒”的燃眉之急。而后，建筑物的增层改造技术及理论研究不断提高和发展，许多专业工程公司也应需成立，成为特种建筑工程的生力军。
例1.哈尔滨秋林公司增层工程：1984年施工。原地上2层，增加2层至4层。是我国较早的有代表性增层工程。
例2.北京日报社增层工程：原原地下一层，地上4层，增加4层至8层，采用外套框架增层法，框架柱采用大孔径桩基础。增层后面积由原来约6150m2，增至约12300m2。
与此同时全国开始了大规模的基本建设。但由于当时资金少、技术水平低、经验不足、规章制度不健全、工期要求急，出现了一些劣质工程，使刚刚竣工或尚未竣工的建筑物发生倾斜、开裂、过量下沉等一系列病害。需拆除的严重者几乎占新建工程1％-2％。为适应当时形势的需要，既有建筑物的纠倾加固病害处理技术迅速发展，工程数量较多。
例1.哈积滨齐鲁大厦纠倾土程：地上26层，总高99.6m，倾斜524.7mm。2000年纠倾复位成功。是目前国内纠倾成功最高的大厦。
例2.大庆油由管理局办公大楼纠倾土程：地上12层，增加1层，总高99.6m，倾斜270mm。2007年增层、纠倾、加固复位成功。
2000年初起，全国的城市和道路交通规划和建设、古建筑及文物保护等工作日益受到重视，因此既有建筑物的移位工程技术又迅速兴起与发展，不仅工程数量多，而且工程难度大、风险大、技术要求高，全国许多高校和科研单位也投入人力、物力，参与和支持这一工程热潮。
例1.上海音乐厅移位工程：地上水平移位66.46m，抬升3.38m。是我国有代表性的移位工程。
例2.山东莱芜开发新区办公大楼工程：该建筑15层，高度72m，水平移位78m。是目前国内移位最高的建筑物。
城市建设的加快，在各个城市，尤其是大城市形成了密集的建筑群和为他服务的地下管网、道路、桥梁等等。而新建工程，包括地下工程、地下铁道等受到建筑群及地下管网、道路、桥梁的制约，在穿越既有建筑物时，可采用托换技术对既有建筑物进行保护。对有不安全因素的建筑物，应进行加固。
例1. 地铁某车站下穿市政桥梁的桩基保护：该站是明挖法施工。保护桥桩基础采用在桥桩基保护段加大明挖围护桩和内支撑的刚度、强度，对桥桩基础周围注浆加固土体，基础补强加固等措施。
4 重视我国房屋使用寿命短的严重问题
按国家《民用建筑设计通则》规定，重要建筑和高层建筑主体结构的耐久年限为100年，一般性建筑为50年至100年。中国城市建筑生命平均只能维持25年到30年。许多城在城市建设指导思想是急功近利，重政绩、重速度、轻质量、轻效益。还有开发商的具体利益，造成目前大量不该拆的房屋大量被拆除。翻阅近年新闻报道，可列出一份长长的建筑“死亡名单”。
4.1 中国“短命建筑”不完全名单
4.2 中国房屋短寿命弊端之分析
我国除了那些引人关注的地标性建筑以外，还有大量普通住宅，在建成后不长的时间内就因为各种原因被提前拆除，非常不得人心。
(1) 片面追求形象、政绩。中国青年报的一项调查显示，85.8%的人表示自己所在城市有“短命”建筑。在谈及城市建筑总“短命”的原因时，83.5%的人认为“地方领导片面追求形象、政绩”；71.8%的人认为是城市规划缺乏科学性。其他还有39.6%的人认为工程质量不佳，多有豆腐渣工程；有36.3%的人认为建筑开建筑商家急功近利、开发缺乏科学性等等。
(2) 短命建筑耗能耗财。据统计，中国是世界上每年新建建筑面积最大的国家，每年有20亿平方米，相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材，造出使用寿命不到30年到50年的建筑。在这场“拆了建、建了拆”的运动中，中国创造了两项世界第一——在消耗了全球最多的水泥和钢材的同时，也生产出全球最多的建筑垃圾。“短寿命”与资源高消耗并存，已成为中国建筑产业的一大通病。
(3) 拆房产生大量建筑垃圾，每年可达4亿吨。据国家有关权威部门研究报告，对砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略统计，每万平方米建筑施工过程中可产生建筑垃圾500吨至600吨；而每万平方米拆除的旧建筑，将产生7000至12000吨建筑垃圾。我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%至40%，每年产生新建筑垃圾4亿吨。这些垃圾的运输、处理和存放是一项庞大的工程，对当地环境造成影响，同时也是新的能源消耗。
4.3 国外建筑平均使用寿命长得多
国外建筑规范规定的设计使用年限与我国大致相同，如欧洲标准Eurocode1和国际标准ISO2394:1998均规定房屋建筑和其它普通结构50年，纪念性建筑、其它特殊或重要结构、桥梁等100年或100年以上。欧洲城镇对于旧建筑的“拆迁”总是慎之又慎，使欧洲古城风貌得以保存。保护建筑已成西方传统,匈牙利法定小于50岁建筑不准拆迁。在美国巴尔的摩市，一个有百年废旧的电厂经过精心改造后，变身成为一个书店。整个建筑至今还保持着发电厂原有的红色砖砌外形，甚至保留了四根醒目的烟囱。如今，这座上百年的建筑已成为巴尔的摩市的标志性建筑。
4.4 强拆的实例：
中国是世界上年新建建筑量最大的国家，但短命建筑层出不穷，“拆四星盖五星，未完工又推平”。爆破声中，大量“青壮年”建筑化为浓烟和瓦砾，看看被强拆的实例：
(1) 沈阳五里河体育场【楼龄：18年】：死亡时间为2007年2月12日。投资2.5亿兴建的沈阳五里河体育场素有“中国足球福地”之称。沈阳市申办2008年奥运会足球赛分赛场获批，放弃改建计划，将仅仅使用了18年的五里河体育场拆除，并以16亿的价格将地块拍卖，投资19亿元新建一座奥林匹克中心。
(2) 合肥维也纳森林花园小区【楼龄：0年】：“死亡”时间为2005年12月10日,位于合肥黄山路的维也纳花园小区1号商住楼主体结构高58.5米，总建筑面积近２万平方米,造价高达千万元,没有发现质量问题。在正常建设了16层尚未完工时却被整体爆破。据说因该小区影响了合肥城市景观中轴线。
(3) 南昌五湖大酒店 【楼龄13年】：“死亡”时间：2010年2月6日,位于江西省南昌市青山湖畔的四星级五湖大酒店建成于1997年，爆破起因源于港资公司接手酒店后，因原建筑规划与五星酒店差异过大而选择爆破。据估算，酒店拆除后将留下4万吨建筑垃圾。
(4) 北京凯莱酒店 【楼龄20年】“死亡”时间为2010年底。位于北京建国门黄金地段的凯莱酒店建成于1990年，是当时最早一批涉外四星级酒店。2010年5月，才满20岁的凯莱酒店以“设施老化”为由宣布拆除，之后原地重建五星级的“国际化商务高端店”。
(5) 兰州中立桥 【桥龄13年】：“死亡”时间为2010年7月5日。是位于兰州市中心的跨黄河大桥，自1997年11月主体结构完工后，大桥建设一直没有收尾，状况不断恶化。最终兰州市花巨资将这座建成13年却从未真正使用的大桥完全拆除。
(6) 上海“亚洲第一弯” 桥[桥龄11年]：死亡”时间为2008年2月13日。这个“华丽的弧形”桥被上海市民誉为“外滩最佳观景点”。而这座设计寿命长达100年的高架桥为了配合外滩通道综合改造工程的推进，只使用了11年就被整体拆除。
5 本学科技术的发展与展望：
特种建筑工程新技术在建筑领域的重要性越来越被人们所认识。它是国家抵御自然灾害、抗灾减灾和进行灾损处理的重要技术手段；是治理各种建筑物病害、保护国家财富、保证人民生产生活安全、延长建筑物使用寿命的技术支持。随着特种建筑工程技术的应用、进步和发展，带动了特种工程技术的理论研究、监测和检测技术和手段、施工工法和工艺、专项专利、标准和科技书刊的出版等等方面同时进步和发展。各学术团体也积极开展学术交流活动，出版论文集，对本学科的进步和发展起到了促进和桥梁纽带作用。
(1)中国老教授学会土建专业委员会每两年组织一次的“建筑物改造与病害处理”学术研讨会，每次研讨会均出版论文集一册。今年将召开第九届《建筑物改造与病害处理》学术研讨会。
(2)中国标准化协会鉴定加固委员会每两年组织一次“建筑物鉴定加固学术交流会”，并出版论文集。
(3)近几年编制完成发布执行的有关特种工程技术的标准有：
a.《铁路房屋增层纠倾技术规范》(TB10114-97)
b.《建筑物地基基础加固技术规范》(GBJ123-2000)
c.《建筑物移位纠倾增层改造技术规范》(CECS225：2007)
d.《灾损建筑物处理技术规范》(CECS269：2010)
e.《建筑物托换技术规程》(CECS295：2011)
（4）已出版和正在编写即将据需出版发行的科技书刊有许多，如：
a、《建筑物改造与维修加固新技术》（1999 编著 范锡盛等）
b、《建筑物改造与病害处理》（2000 主编 唐业清）
c、《建筑物：评估、加固》（2006 编著 吕志涛等）
d、《建筑物移位纠倾与增层改造》（2008 主编 唐业清）
e、《建筑物鉴定加固与增层改造》（2010 电子书）
f、《特种建筑工程新技术系列丛书》（2011～2012 陆续出版总编编著 唐业清）
丛书共有七册：
第一册 《特种建筑工程新技术》 （主编著 唐业清）
第二册 《建筑物移位工程设计与施工》 (主编著 张 鑫)
第三册 《建筑物纠倾工程设计与施工》 (主编著 李启民)
第四册 《建筑物增层工程设计与施工》 (主编著 苗启松)
第五册 《建筑物改造加固工程设计与施工》 (主编著 韩继云)
第六册 《灾损建筑物处理技术》 (主编著叶观宝 )
第七册 《建筑物托换技术》 (主编著 崔江余)
该丛书的编著集国内30多位专家，他们从事特种建筑工程的科学研究、教学、监测和检测、设计、施工等工作多年，技术实力雄厚、经验极其丰富。
该丛书的特点是涵盖的特种建筑工程技术全面，具有明显的广泛性、代表性。所列技术先进，有许多方法是新专利成果，具有新颖性、创新性。丛书各分册都选编了大量的工程实例，具有明显的实用性和可操作性。同时丛书技术内容具有明显的可信性、可靠性、实用性，是广大靑年学子和技术人员学习、探讨本学科技术最好的入门工具和手段。本丛书不仅有丰碩的工程案例，还有较深入的机理探讨，较详细的相关工程技术标准的具体应用，提出对本学科未来发展方向和前景展望。
随着我国经济建设的大发展，既有建筑物建成量越来越大，加之自然灾害的频繁，本门学科的重要性就会越显著。特种建筑工程新技术将随着人类生存的历史长河不断进步、不断创新、不断发展，对它的应用会更为广泛。
［作者简介］唐业清，北京交通大学教授，北京市海淀区上园村3号，邮编：100044，电话：010-51684505，E-mail: Tzh3235@sina.com
