上海某高層樓宇“空殼”改建施工難點(diǎn)與安全監(jiān)測(cè)

趙俊釗 杜曉暉 黃 軼 高永勇

1. 上海建工四建集團(tuán)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(xiàng)目概況

背景項(xiàng)目位于上海市南京西路，北側(cè)與軌道交通2號(hào)線在平面投影位置上相交約107 m，隧道外邊線與圍護(hù)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(hù)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(hù)邊線約4.3 m；東側(cè)開(kāi)挖面距離現(xiàn)有建筑7～9 m，且平安影院為文化保護(hù)建筑（圖1）。

圖1 項(xiàng)目總平面及周邊關(guān)系示意

項(xiàng)目由酒店改建為主樓辦公、裙房商場(chǎng)的綜合體。原項(xiàng)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(xiàng)目改建原則為：改建后建筑主體高度不超過(guò)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(shí)際上主樓結(jié)構(gòu)僅存“空殼”。

2 項(xiàng)目難點(diǎn)分析

本項(xiàng)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(xiàng)目施工帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。

2.1 圍護(hù)工程

基坑圍護(hù)牽涉到CD機(jī)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(chǎng)上用到的工藝，均會(huì)在本改建項(xiàng)目上應(yīng)用。

2.2 遮蔽工程

由于本項(xiàng)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(jìn)行。項(xiàng)目采用的遮蔽腳手架包括落地扣件式鋼管腳手架、懸挑盤(pán)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(shí)做出調(diào)整。

2.3 加固工程

基坑開(kāi)挖前，原地下室頂板作為施工平臺(tái)已無(wú)法滿(mǎn)足施工要求，需進(jìn)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(guò)程的安全，需在主樓局部構(gòu)件拆除前對(duì)剩余結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)加固。

2.4 拆除工程

保護(hù)對(duì)象（軌交2號(hào)線）。因此，周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目多，每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目又包括多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，詳見(jiàn)表1。本節(jié)介紹周邊管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)和地鐵隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置情況。

采用鏈鋸切割和鎬頭機(jī)破拆相結(jié)合的施工工藝對(duì)改建結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，施工時(shí)的揚(yáng)塵、噪聲和污水排放，以及切割后的構(gòu)件垃圾吊裝與外運(yùn)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(jìn)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(jìn)行，場(chǎng)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(qiáng)措施。

2.6 項(xiàng)目管理

如此眾多的分項(xiàng)及工藝類(lèi)型，勢(shì)必會(huì)牽涉到多家專(zhuān)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(chǎng)地環(huán)境下仍能保持有條不紊的施工，是本項(xiàng)目最大的難點(diǎn)和管理重點(diǎn)。

3 安全監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

項(xiàng)目新開(kāi)挖基坑深17 m，且周邊環(huán)境復(fù)雜，根據(jù)國(guó)家及上海市工程建設(shè)相關(guān)規(guī)范，確定本項(xiàng)目基坑安全等級(jí)為一級(jí)，基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)為一級(jí)，基坑工程監(jiān)測(cè)等級(jí)為特級(jí)。按照本項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)等級(jí)并綜合考慮改建項(xiàng)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(hù)結(jié)構(gòu)等3種監(jiān)測(cè)類(lèi)型，每種類(lèi)型再細(xì)分若干監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（表1）。

3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

3.2.1 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

裙房地下室開(kāi)挖時(shí)，原主樓結(jié)構(gòu)尚未完成拆除。為及時(shí)了解基坑施工過(guò)程中的主樓結(jié)構(gòu)變形情況，預(yù)防危險(xiǎn)發(fā)生，在主樓上布設(shè)11個(gè)垂直及水平位移觀測(cè)點(diǎn)，底板上布設(shè)5個(gè)底板水平度監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖4），主樓傾斜通過(guò)沉降觀測(cè)反算得到。

3.2.2 周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)

本項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜，既有歷史保護(hù)建筑，又有重要

表1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量

圖4 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

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

對(duì)附近地鐵隧道監(jiān)測(cè)包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)和人工監(jiān)測(cè)，以人工監(jiān)測(cè)為準(zhǔn)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)為參考。人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置為：46個(gè)上行線軌道道床垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，48個(gè)下行線軌道道床垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（圖6）；上、下行線隧道結(jié)構(gòu)平面位移變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)均為36個(gè)；上行線隧道收斂變形監(jiān)測(cè)46組，下行線隧道收斂變形監(jiān)測(cè)48組。基坑范圍監(jiān)測(cè)點(diǎn)加密，其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置與軌道道床垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)類(lèi)似。

圖5 周邊管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

圖6 地鐵軌道道床沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)示意

3.2.3 基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

為最大程度地反映監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際狀態(tài)及其變化趨勢(shì)，基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的垂直與水平位移、圍護(hù)體側(cè)向變形（測(cè)斜）、坑外土體測(cè)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(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容（圖7）。

圖7 基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

3.3 監(jiān)測(cè)頻度

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

依據(jù)基坑工程等級(jí)、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(lái)確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻度（表2、表3）。根據(jù)規(guī)范要求，確定地鐵隧道監(jiān)測(cè)頻度（表4）。當(dāng)有危險(xiǎn)事故征兆時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)。

表2 原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)頻度

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

表4 地鐵隧道監(jiān)測(cè)頻度

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先對(duì)位于上海市的某高層改建項(xiàng)目的施工難點(diǎn)進(jìn)行介紹，并從圍護(hù)工程、遮蔽工程、加固工程、拆除工程、新建工程、項(xiàng)目管理等方面進(jìn)行了分析。依據(jù)基坑開(kāi)挖深度、周邊環(huán)境，并綜合考慮改建項(xiàng)目的特殊性后，確定原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)和基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等3種監(jiān)測(cè)類(lèi)型，共18項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。對(duì)原主樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、周邊管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)、地鐵軌道道床沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)和基坑及支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等的布置情況進(jìn)行了詳細(xì)介紹，還對(duì)所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻度進(jìn)行了列表說(shuō)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。