羅志琪

摘 要：本文通過某典型歷史保護建筑的改擴建施工的具體情況，介紹了此類項目所采用的改造方法、加固手段及施工工序控制措施，通過整個施工過程和后期監(jiān)測也表明了這些方法和手段是可行和有效的。本項目采取的相關(guān)設(shè)計方案和技術(shù)手段對城市改造過程中的類似項目也有較大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：歷史保護建筑；改造方案；加固技術(shù)；施工工序

中圖分類號：TU746.3

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0422（2013）08-0127-02

1 前言

歷史保護建筑體現(xiàn)了一個城市的文化底蘊，具有重要的歷史文化價值。然而，大多數(shù)的歷史建筑隨著社會的發(fā)展和時間的流逝，發(fā)生了嚴(yán)重老化或損壞而造成其使用功能下降。隨著城市的不斷開發(fā)與飛速發(fā)展，如何更好地承載歷史建筑的原貌舊史、拓展其現(xiàn)代功能已是城市發(fā)展的一個重要課題。

本文案例即為上海某重要歷史保護建筑的改擴建實例，具體介紹如何拓展其使用功能并維持原貌，及其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)措施，對同類工程有較大的借鑒和參考意義。

2 工程概況

該歷史建筑建于1923年，平面上為矩形（長約156m，寬約19m），建筑面積10095m2，五層，為采用磚墻、鋼柱、鋼梁、木樓蓋、木梁和木屋架共同承重的混合結(jié)構(gòu)，根據(jù)其豎向荷載傳遞途徑，該房屋屬縱橫墻承重體系。改造前為居民住宅、辦公、商鋪，根據(jù)該區(qū)域綜合改造要求，本建筑將改造為高檔大型百貨商場，同時在該老建筑南側(cè)擴建同樣高度的5層新樓，并下設(shè)2層地下室。老樓與新樓間地上部分設(shè)縫連接，地下部分老樓基礎(chǔ)與新樓基坑最近距離約2.5m。

3 原歷史建筑的房屋質(zhì)量檢測

根據(jù)相關(guān)單位對該房屋質(zhì)量檢測結(jié)果[1]，該房屋承重構(gòu)件出現(xiàn)了外墻滲水風(fēng)化、砂漿粉化、局部磚墻開裂、磚砌過梁開裂、木梁大范圍腐朽等多種損傷。同時，由于本房屋設(shè)計時未考慮抗震設(shè)防，房屋結(jié)構(gòu)整體性不佳，不利于抗震。

同時，根據(jù)該房屋不均勻沉降趨勢檢測結(jié)果，該大樓整體沉降中間小、東西兩端沉降大，房屋傾斜嚴(yán)重，主要為向西南向傾斜，向南傾斜度已超出上海市相關(guān)規(guī)范傾斜度4‰的限值[2]。

4 房屋改造方案及相關(guān)技術(shù)措施

4.1房屋改造方案

在房屋改造的結(jié)體受力體系選擇上，一般有三種[3]：a） 完全利用原有結(jié)構(gòu)，并對原結(jié)構(gòu)進行加固；b） 由原結(jié)構(gòu)加固和增加新的結(jié)構(gòu)，使新老結(jié)構(gòu)共同起作用；c）完全脫離原結(jié)構(gòu)，采用新結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本項目原房屋的檢測結(jié)果，在維持結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)狀、按照改造后設(shè)置高檔百貨商場的使用荷載計算，房屋不能滿足上海地區(qū)抗震設(shè)防的要求，也無法滿足豎向承載的要求，必須進行全面加固處理。

綜合各方面因素考慮，并最大限度保持原建筑的外觀風(fēng)貌，最終業(yè)主選擇采用只保留沿街外墻拆除其內(nèi)部結(jié)構(gòu)重建的改造方案。根據(jù)房屋檢測結(jié)果計算，在原外墻與新建樓蓋具有可靠連接的前提下，各保留墻段的豎向承載力能滿足使用期間自承重的要求，采取可靠連接后也能與新建大樓的主體結(jié)構(gòu)部分成為一體共同抵抗地震作用，因此該方案是可行的。

4.2 房屋改造中的關(guān)鍵技術(shù)及加固措施

為滿足本建筑改造后的使用功能，原老樓內(nèi)部新建部分的主體結(jié)構(gòu)形式采用框架結(jié)構(gòu)形式，為避免房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)置換施工對外墻的損傷，和內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆除過程中外墻穩(wěn)定性的考慮，本房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用整體逆向施工方案，即先對基礎(chǔ)進行加固處理，再向上施工新的結(jié)構(gòu)體系至頂層樓面，待新結(jié)構(gòu)體強度滿足設(shè)計要求后，再自上而下逐層拆除其原有承重磚墻及結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

整個改造過程中，由于整個老建筑的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀較差，如何盡可能減小改造施工對老建筑的不良影響及提高老建筑抵抗變形能力，解決此問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就在于基礎(chǔ)加固和托換。對此，設(shè)計采用了如下處理。

4.2.1扁擔(dān)梁托換

原房屋基礎(chǔ)為磚砌放大腳下設(shè)300厚剛性基礎(chǔ)，不能滿足改造后和施工過程中的荷載要求，為滿足本建筑改造后的使用功能，改建后的基礎(chǔ)采用梁板式筏型基礎(chǔ)加樁基的形式。為確保老建筑的上部荷載從原來的基礎(chǔ)可靠的轉(zhuǎn)換到新托換結(jié)構(gòu)體系上，并有效控制被托換結(jié)構(gòu)在施工中的有害變形，本項目采用了穿墻基礎(chǔ)扁擔(dān)梁托換手段，通托扁擔(dān)梁托換老建筑的承重墻體，將上部荷載傳遞到兩側(cè)基礎(chǔ)梁，再傳遞給樁基礎(chǔ)（如圖1）。

為確保原建筑承重磚墻的穩(wěn)定，扁擔(dān)梁采取逐個施工、即時封堵的施工措施，當(dāng)原磚墻切割出一個墻洞后，立即按綁扎穿墻基礎(chǔ)扁擔(dān)梁的鋼筋，然后采用 C30混凝土（摻12%UEA）將該墻洞澆灌好，鋼筋露出在墻洞外，再采用切割法切割出另一個墻洞。采用此托換技術(shù)后，整個施工過程得以順利實施。

4.2.2組合式靜壓錨桿樁基礎(chǔ)加固

加固樁樁長為34m，采用第⑤3層粉質(zhì)粘土夾砂質(zhì)粉土層為樁端持力層。由于樁長較長，錨桿樁若全采用鋼筋混凝土方樁，擠土效應(yīng)較大，沉樁困難較大，因此此處錨桿樁采用組合式錨桿樁，即樁基下半部分采用Φ273X10鋼管樁、上半部分采用300x300的鋼筋混凝土方樁，根據(jù)房屋底層凈空，單節(jié)樁樁長取2.5m。鋼筋混凝土方樁與鋼管樁通過鋼板套箍連接，具體如圖2。

4.3 改擴建施工工序控制

由于豎鄰老建筑需接建新建筑，并開挖兩層地下室，如何充分減小新建建筑施工對老建筑的影響，施工工序的安排尤為關(guān)鍵。

根據(jù)上海地區(qū)經(jīng)驗，在軟弱場地上開挖2層地下室對周圍2.5倍基坑開挖深度范圍的建筑物沉降影響較大，因此除老建筑自身的加固外，對新建筑施工方法和施工工序安排也是降小影響的另一個有效控制手段。

通過深入討論研究，最終確定本項目施工工序為：

首先，進行老建筑的加固：先進行扁擔(dān)梁托換施工并預(yù)留錨固鋼筋、再進行老建筑筏板、基礎(chǔ)梁施工，待強度達要求后再進行組合式靜壓錨樁加固施工；

然后，進行老建筑內(nèi)部的拆除和改建，同時進行接建建筑的地下室基坑圍護墻、加固樁、立柱樁等的施工；

最后，進行接建建筑地下室基坑開挖逆作法施工，完成地下室主體結(jié)構(gòu)并向上施工至結(jié)構(gòu)封頂。

本項目監(jiān)測結(jié)果表明，前期基礎(chǔ)托換加固是有效的，整個施工工序安排也是非常合量的。在老建筑基礎(chǔ)加固后，老建筑上部結(jié)構(gòu)持續(xù)向上施工、同時接建建筑地下室逆作開挖期間，老建筑沉降增加平緩，最終平均沉降量增值在5mm左右，該過程具體如圖3。

5 工程監(jiān)測結(jié)果

該項目基礎(chǔ)加固施工始于2008年12月，至2009年4月錨桿靜壓樁施工基本完成；接建建筑地下室基坑圍護墻施工始于2009年4月，于2009年7完成；老建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆除及新建施工時間為2009年4月～10月。老建筑周圍設(shè)了20個監(jiān)測點，在施工階段進行了全過程監(jiān)測，沉降監(jiān)測結(jié)果如圖4。

監(jiān)測結(jié)果表明，老樓在錨桿靜壓樁施工完成時，累計沉降在10mm左右，之后沉降趨于穩(wěn)定，在進行老建筑上部結(jié)構(gòu)改建、以及接建建筑地下室基坑圍護墻施工時，沉降又開始變大，待圍護墻施工完成后（而老建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)新建仍在持續(xù)時）又逐漸變緩并趨于穩(wěn)定。從上圖也可看出，地下室圍護墻施工擾動對老建筑的沉降影響比較大，在圍護墻施工期間老建筑平均沉降量在12mm左右。

6 結(jié)語

本項目為原址原地改擴建歷史保護建筑的一個較成功案例，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益和時間效益，對目前的城市改造具有一定的借鑒與參考意義：

6.1對歷史保護建筑的基礎(chǔ)托換加固有效地提高了老建筑抵抗變形的能力，對老建筑有較好的保護作用；

6.2整個施工工序安排對老建筑沉降影響和穩(wěn)定性控制較為關(guān)鍵；

6.3老建筑附近的新建工程，尤其是新建工程的基坑施工，對老建筑沉降影響較大，實際工程中應(yīng)重點控制該項施工對既有建筑的影響，并有針對性地加強保護。

參考文獻：

[1] 上海市優(yōu)秀歷史建筑北京東路 31～91號房屋質(zhì)量檢測評定報告 [R]. 上海：同濟大學(xué)房屋質(zhì)量檢測站，2007.

[2] 上海市工程建設(shè)規(guī)范. 地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DGJ08-11-2010）[S]. 上海：2010.

[3] 侯建設(shè)，上海近代歷史建筑保護修復(fù)技術(shù) [J].時代建筑，2006年02期.