上海某高層樓宇“空殼”改建施工難點與安全監(jiān)測

趙俊釗 杜曉暉 黃 軼 高永勇

1. 上海建工四建集團有限公司 上海 201103;2. 上海建筑改建與持續(xù)利用工程技術(shù)研究中心 上海 201103

1 項目概況

背景項目位于上海市南京西路，北側(cè)與軌道交通2號線在平面投影位置上相交約107 m，隧道外邊線與圍護地下連續(xù)墻間距7～9 m，且南京西路下存在電力、信息、煤氣、配水及污水等眾多管線；南側(cè)滄州大樓距離紅線最近處6.4 m，文化保護建筑華業(yè)公寓距離紅線約11 m；西側(cè)上海展覽中心能源樓距離圍護邊線約4.3 m；東側(cè)開挖面距離現(xiàn)有建筑7～9 m，且平安影院為文化保護建筑（圖1）。

圖1 項目總平面及周邊關(guān)系示意

項目由酒店改建為主樓辦公、裙房商場的綜合體。原項目地下1層，改建后主樓地上21層，地下1層（原主樓底板保留），裙房地上4層，地下4層（圖2、圖3）。

圖2 改建前、后地下室布置

圖3 改建前、后主樓平面示意

項目改建原則為：改建后建筑主體高度不超過現(xiàn)有建筑；改建前、后地上建筑面積不變；最重要的一條原則是不得全部拆除然后重建。實際上主樓結(jié)構(gòu)僅存“空殼”。

2 項目難點分析

本項目要求原位改建，不允許采用拆除后重建的方式施工，原位改建給項目施工帶來前所未有的挑戰(zhàn)。

2.1 圍護工程

基坑圍護牽涉到CD機清障、MJS工法樁、RJP工法樁、三軸攪拌樁、高壓旋噴樁、普通地下連續(xù)墻、銑槽地下連續(xù)墻等工藝，凡是目前建筑市場上用到的工藝，均會在本改建項目上應(yīng)用。

2.2 遮蔽工程

由于本項目地處上海最繁華的商業(yè)區(qū)，周邊環(huán)境復(fù)雜且安全要求高，故主樓的施工需要在全封閉環(huán)境下進行。項目采用的遮蔽腳手架包括落地扣件式鋼管腳手架、懸挑盤扣式腳手架和附著式整體腳手架等，隨著施工階段的不同，腳手架需隨時做出調(diào)整。

2.3 加固工程

基坑開挖前，原地下室頂板作為施工平臺已無法滿足施工要求，需進行地下室支撐和頂板加固施工。另外，為保證原主樓結(jié)構(gòu)拆除過程的安全，需在主樓局部構(gòu)件拆除前對剩余結(jié)構(gòu)進行臨時加固。

2.4 拆除工程

保護對象（軌交2號線）。因此，周邊環(huán)境監(jiān)測項目多，每個監(jiān)測項目又包括多個監(jiān)測點，詳見表1。本節(jié)介紹周邊管線監(jiān)測點和地鐵隧道監(jiān)測點布置情況。

采用鏈鋸切割和鎬頭機破拆相結(jié)合的施工工藝對改建結(jié)構(gòu)進行拆除，施工時的揚塵、噪聲和污水排放，以及切割后的構(gòu)件垃圾吊裝與外運等均需詳細(xì)籌劃，采取相應(yīng)措施。

2.5 新建工程

需在原結(jié)構(gòu)部分拆除后進行部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝。部分新建鋼結(jié)構(gòu)的施工需在剩余老結(jié)構(gòu)中進行，場地狹小且需避免與剩余老結(jié)構(gòu)及加固構(gòu)件、遮蔽工程的碰撞，給鋼結(jié)構(gòu)的施工造成了極大的困難。部分新結(jié)構(gòu)本身的安全性和整體穩(wěn)定性也需仔細(xì)分析，并采取相應(yīng)的加強措施。

2.6 項目管理

如此眾多的分項及工藝類型，勢必會牽涉到多家專業(yè)分包單位，如何妥善安排好彼此的先后施工順序，使之在原本緊張的場地環(huán)境下仍能保持有條不紊的施工，是本項目最大的難點和管理重點。

3 安全監(jiān)測

3.1 監(jiān)測項目

項目新開挖基坑深17 m，且周邊環(huán)境復(fù)雜，根據(jù)國家及上海市工程建設(shè)相關(guān)規(guī)范，確定本項目基坑安全等級為一級，基坑環(huán)境保護等級為一級，基坑工程監(jiān)測等級為特級。按照本項目基坑監(jiān)測等級并綜合考慮改建項目的特殊性，確定原主樓結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境和基坑及支護結(jié)構(gòu)等3種監(jiān)測類型，每種類型再細(xì)分若干監(jiān)測項目（表1）。

3.2 監(jiān)測點布置

3.2.1 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測

裙房地下室開挖時，原主樓結(jié)構(gòu)尚未完成拆除。為及時了解基坑施工過程中的主樓結(jié)構(gòu)變形情況，預(yù)防危險發(fā)生，在主樓上布設(shè)11個垂直及水平位移觀測點，底板上布設(shè)5個底板水平度監(jiān)測點（圖4），主樓傾斜通過沉降觀測反算得到。

3.2.2 周邊環(huán)境監(jiān)測

本項目周邊環(huán)境復(fù)雜，既有歷史保護建筑，又有重要

表1 監(jiān)測項目及監(jiān)測點數(shù)量

圖4 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測點布置

基坑周邊共設(shè)置88個周邊管線監(jiān)測點（圖5），其中，電力管線35個，信息管線12個，煤氣管線17個，配水管線17個，污水管線7個。

對附近地鐵隧道監(jiān)測包括自動監(jiān)測和人工監(jiān)測，以人工監(jiān)測為準(zhǔn)，自動監(jiān)測為參考。人工監(jiān)測點布置為：46個上行線軌道道床垂直位移監(jiān)測點，48個下行線軌道道床垂直位移監(jiān)測點（圖6）；上、下行線隧道結(jié)構(gòu)平面位移變形監(jiān)測點均為36個；上行線隧道收斂變形監(jiān)測46組，下行線隧道收斂變形監(jiān)測48組。基坑范圍監(jiān)測點加密，其余監(jiān)測點布置與軌道道床垂直位移監(jiān)測點類似。

圖5 周邊管線監(jiān)測點布置

圖6 地鐵軌道道床沉降監(jiān)測點示意

3.2.3 基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測

為最大程度地反映監(jiān)測對象的實際狀態(tài)及其變化趨勢，基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測包括圍護結(jié)構(gòu)頂部的垂直與水平位移、圍護體側(cè)向變形（測斜）、坑外土體測斜、立柱垂直位移、支撐軸力、立柱內(nèi)力、坑外潛水位、坑內(nèi)承壓水位、坑外承壓水位等9項監(jiān)測內(nèi)容（圖7）。

圖7 基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測點布置

3.3 監(jiān)測頻度

監(jiān)測工作從地下連續(xù)墻護壁工程施工前開始，至地下工程施工結(jié)束、土方回填完成止，對基坑周邊環(huán)境的監(jiān)測延續(xù)至變形趨于穩(wěn)定后結(jié)束。

依據(jù)基坑工程等級、周邊環(huán)境和自然條件的變化等情況，按照基坑及地下工程的不同施工階段來確定監(jiān)測項目的監(jiān)測頻度（表2、表3）。根據(jù)規(guī)范要求，確定地鐵隧道監(jiān)測頻度（表4）。當(dāng)有危險事故征兆時，實時跟蹤監(jiān)測。

表2 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測頻度

表3 基坑及支護結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境（除地鐵隧道外）監(jiān)測頻度

表4 地鐵隧道監(jiān)測頻度

4 結(jié)語

本文首先對位于上海市的某高層改建項目的施工難點進行介紹，并從圍護工程、遮蔽工程、加固工程、拆除工程、新建工程、項目管理等方面進行了分析。依據(jù)基坑開挖深度、周邊環(huán)境，并綜合考慮改建項目的特殊性后，確定原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測、周邊環(huán)境監(jiān)測和基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測等3種監(jiān)測類型，共18項監(jiān)測項目。對原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測點、周邊管線監(jiān)測點、地鐵軌道道床沉降監(jiān)測點和基坑及支護結(jié)構(gòu)監(jiān)測點等的布置情況進行了詳細(xì)介紹，還對所有監(jiān)測項目的監(jiān)測頻度進行了列表說明。希望本文可為鬧市區(qū)復(fù)雜周邊環(huán)境條件下的建筑改建提供參考。