沈林保

（上海住總集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司 上海 200011）

1 項(xiàng)目概況

為了進(jìn)一步滿足修繕后的大戲院的舞臺(tái)功能需求，即滿足設(shè)備間及舞臺(tái)樂池升降的空間需要，設(shè)計(jì)要求將原有地下室進(jìn)行擴(kuò)建（加大、加深）。改造開挖深度為3.0m 和3.70m（3.0m 深度為臨近原有戲院基礎(chǔ)位置，3.7m 深度為臨近戲院內(nèi)側(cè)場(chǎng)地位置）；新建舞臺(tái)區(qū)基坑面積約346m2，基坑周長(zhǎng)約76m。由于建筑歷經(jīng)百年滄桑，墻體、結(jié)構(gòu)較多存在開裂、變形、缺損等隱患，在對(duì)舞臺(tái)區(qū)域的原地下室擴(kuò)建的過程中采用科學(xué)、合理的技術(shù)措施以保證歷史建筑的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 方案的提出

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)勘察，提出了如下技術(shù)措施以保證地下室擴(kuò)建施工期間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：

（1）施工前對(duì)薄弱的老墻體進(jìn)行臨時(shí)支撐；

（2）對(duì)毗鄰地下室的老墻體基礎(chǔ)增加靜壓錨桿樁+混凝土地冠梁進(jìn)行加固；

（3）選用合理的圍護(hù)樁形式以保證施工期間對(duì)土體的最小擾動(dòng)和對(duì)建筑的最小影響；

（4）對(duì)基坑以下土體采用真空井點(diǎn)降水結(jié)合壓密注漿以確保土方開挖時(shí)基坑穩(wěn)定性；

（5）為了確保全過程的建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)地下室擴(kuò)建范圍的原結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行臨時(shí)扛抬架空。

上述主要涉及的施工流程：

3 方案的實(shí)施

3.1 針對(duì)“施工前對(duì)薄弱的老墻體進(jìn)行臨時(shí)支撐”的實(shí)施

由于與地下室毗鄰的北墻體高度達(dá)26m 且為單片墻，已有一定的變形、開裂現(xiàn)象，故在地下室擴(kuò)建施工前對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)支撐以增強(qiáng)其側(cè)向強(qiáng)度，防止其傾斜、倒塌。

具體做法如下：增設(shè)的斜向支撐采用φ219×8mm 的無縫鋼管，在三層結(jié)構(gòu)部位。同時(shí)在增加鋼管斜向支撐的北墻沿圈梁側(cè)面水平安裝20#槽鋼，槽鋼與圈梁、立柱采用M14 化學(xué)螺栓連接，間距1m，鋼管支撐端部與槽鋼圈梁焊接。由于舞臺(tái)臺(tái)口大梁（高2.5m）施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)有豎向裂縫，故斜向支撐采取了穿過臺(tái)口梁與室內(nèi)原四層結(jié)構(gòu)平面鋼桁架焊接成一體（圖1、圖2），以增強(qiáng)其整體安全性。

3.2 針對(duì)“對(duì)毗鄰地下室的老墻體基礎(chǔ)增加靜壓錨桿樁+混凝土地冠梁工藝”的實(shí)施

圖1 臨時(shí)支撐

圖2 現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)支撐

為了保證與地下室基坑毗鄰的墻體的穩(wěn)定性，在基坑開挖前，對(duì)北外墻采用錨桿靜壓樁進(jìn)行基礎(chǔ)加固，施工時(shí)為降低對(duì)原基礎(chǔ)的擾動(dòng)，樁位開孔采用機(jī)械靜力鉆孔。為了增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性（圖3），在錨桿靜壓樁頂部封樁后采取通長(zhǎng)混凝土地冠梁進(jìn)行施工，地冠梁與原筏板基礎(chǔ)的連接采用@200，二級(jí)φ12mm 鋼筋雙向植筋連接。其中：錨桿靜壓樁采用了φ219×8mm 的無縫鋼管，樁長(zhǎng)25m，間距850mm 布設(shè)，見圖4。

3.3 針對(duì)“選用合理的圍護(hù)樁形式以保證施工時(shí)對(duì)土體的最小擾動(dòng)和對(duì)建筑的最小影響”的實(shí)施

在施工前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及基坑特點(diǎn)進(jìn)行了全面的分析和勘查，主要?dú)w納如下：

（1）本項(xiàng)目基坑挖深較淺，規(guī)模也較小，且位于建筑物內(nèi)部，施工器械選擇受限，同時(shí)要求對(duì)原建筑物要加強(qiáng)保護(hù)，防變形要求較高。

（2）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面形狀不規(guī)則，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置較為不利。

（3）考慮對(duì)原建筑的加固，施工周期長(zhǎng)，對(duì)控制基坑變形不利。

（4）本工程地處鬧市區(qū)，施工場(chǎng)地受限，水位較高需設(shè)置止水帷幕。

圖3 錨桿樁及地梁剖面

圖4 錨桿樁的分布

（5）上海屬軟土地區(qū)，本工程基坑開挖深度內(nèi)均以軟弱的粘性土為主，變形控制難度大，基坑圍護(hù)成本較高。

基于上述特點(diǎn)，進(jìn)一步擬定三種圍護(hù)樁方案，見表1。

經(jīng)過上述優(yōu)劣分析，從對(duì)建筑、土體的影響；施工工期、對(duì)周邊環(huán)境的影響、造價(jià)等綜合考慮，最終選擇方案一：Ⅳ號(hào)小齒口拉森鋼板樁（采用Ⅳ型9.0m 長(zhǎng)密扣拉森鋼板樁）。由于其缺點(diǎn)是施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定程度的振動(dòng)，因此在施工前對(duì)墻體做好合理的臨時(shí)支撐、加強(qiáng)對(duì)墻體的監(jiān)控、在壓樁過程中旁站監(jiān)護(hù)人員密切注意垂直度控制等技術(shù)措施以確保振動(dòng)錘絕對(duì)不能觸碰到外墻等原結(jié)構(gòu)件，完全可以保證將不利因素降低到最小，見圖5、圖6。

3.4 針對(duì)“對(duì)基坑以下土體采用真空井點(diǎn)降水結(jié)合壓密注漿以確保土方開挖時(shí)基坑穩(wěn)定性”的實(shí)施

為了基坑施工安全，并防止基坑開挖過程中發(fā)生流砂、管涌現(xiàn)象，并有效防止坑底土出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，因此在開挖前對(duì)基坑進(jìn)行地基壓密注漿加固以及真空井點(diǎn)降水處理。待基坑圍護(hù)樁完成后在既有筏板基礎(chǔ)上機(jī)械開孔，孔距1.00m，線距8m，排列方式“梅花”展布套管，注入深度為3.1m（-3.4～-6.5m），見圖7。降水和開挖配合進(jìn)行，采取隨挖隨降，并確保降水深度始終在開挖面以下500mm 左右且每天二次進(jìn)行沉降觀察。

圖5 鋼板樁施工剖面

圖6 鋼板樁施工

圖7 真空井點(diǎn)降水布設(shè)以及地基壓密注漿區(qū)域（陰影部位）

3.5 針對(duì)“為了確保全過程的建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)地下室擴(kuò)建范圍的原結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行臨時(shí)扛抬架空”的實(shí)施

為了保證施工期間老建筑的整體穩(wěn)定性，對(duì)基坑開挖時(shí)施工區(qū)域內(nèi)的兩根混凝土立柱必須先保留。但由于基坑開挖標(biāo)高為-4.400，而現(xiàn)有柱子基礎(chǔ)底標(biāo)高為-2.870，現(xiàn)有柱子基礎(chǔ)下部需掏空1.6m，故基坑開挖之前對(duì)現(xiàn)有柱子基礎(chǔ)采取了扛抬架空的辦法，見圖8～圖10：柱子基礎(chǔ)扛抬架空采用4 根φ219×8mm 靜壓錨桿樁，打樁深度32m，并在原有的混凝土柱四側(cè)增加牛腿橫梁支撐，來承擔(dān)原有柱的軸力。

4 結(jié)論和展望

通過采用了前期臨時(shí)鋼支撐保護(hù)老墻體、靜壓錨桿樁加混凝土地冠梁增強(qiáng)老墻體基礎(chǔ)穩(wěn)定性、因地制宜選擇合理的圍護(hù)樁形式、重視對(duì)開挖部位的土體加固和降水、采取抬杠法確保施工期間原結(jié)構(gòu)體系和老建筑受力的完整性等技術(shù)措施，解決了在歷史保護(hù)建筑中擴(kuò)建地下室的同時(shí)不破壞其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的技術(shù)難點(diǎn)。這種貫穿全過程、全方位、多角度的綜合性保護(hù)措施經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效且科學(xué)合理的。隨著國(guó)家對(duì)歷史保護(hù)建筑修繕的日益重視，許多歷經(jīng)百年的老建筑將面臨修繕后的再利用，對(duì)其后改結(jié)構(gòu)的復(fù)原或是因功能提升而做的局部結(jié)構(gòu)調(diào)整等工作將會(huì)非常普遍，本文論述的這種在施工過程中不影響老建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的技術(shù)保征措施可對(duì)這些類型的施工給予拋磚引玉或參考指導(dǎo)的作用。

表1 圍護(hù)樁方案優(yōu)劣比選

圖8 老混凝土柱平面位置

圖9 抬杠法臨時(shí)支撐立柱

圖10 施工