紧邻历史保护建筑的深基坑施工技术

紧邻历史建筑的深基坑施工技术

一、工程概况

1、建筑分布情况

洛克外滩源工程保护、保留的历史建筑共12栋，具体建筑情况见表1、表2,。一期工程由8栋4~9层的历史保护、保留建筑和1栋新地下室能源中心组成，详见表3。

深基坑主要有四个，都紧邻历史建筑，现场平面图见图1，基坑周边受影响历史建筑物分布一览表见表4。

表1 需保护的7栋优秀近代建筑情况

表2 需保留的5栋历史建筑情况

表3 洛克外滩源一期地块工程概况

图1 现场平面图

表4 黄浦区174街坊工程周边保护建筑物分布一览表

1#基坑周长115m，开挖面积745㎡，1#基坑开挖深度12.3m，围护采用三轴水泥土搅拌桩套打钻孔灌注桩。基坑西侧和南侧紧邻历史建筑，东北侧为市政道路，北面距离基坑约20米为苏州河。

2#基坑在地块的中间，三面为历史建筑，西侧紧贴虎丘路。周长445m，开挖面积5283㎡，开挖深度17.7~19.70m，最深处21.6m。2#坑采用800厚地下连续墙围护，槽壁内侧加固三轴搅拌桩，外侧高压旋喷桩兼止水帷幕，四道（局部五道）钢筋混凝土内支撑；坑内用水泥土搅拌桩、高压旋喷桩加固。2#基坑基坑西侧为虎丘路，地下密布上水、煤气、电缆、排污管道、信息光缆等专业管线，虎丘路西面为年久失修的立帖式砖木结构老建筑，这些建筑有90年前，采用砖砌大放脚基础，楼盖为木格栅，出现大量危险点。深基坑施工造成地基发生沉降，后果不堪设想。地下连续墙北段没能全部隔断⑤3层粉质粘土，南段未能全部隔断⑦层砂质粉土层，第⑤3层与⑦层砂质粉土层局部连通，水文地质条件差，存在突涌的风险。

3#基坑是历史建筑的能源中心，开挖面积630㎡，开挖深度13.1m，亚洲文会加建基坑开挖面积90㎡，开挖深度6.5m。3#基坑采用地下连续墙+三轴搅拌桩两侧加固，亚洲文会

加建基坑采用SMW工法，桩基均采用钻孔灌注桩。3#坑与亚洲文会加建基坑之间只隔一道地下连续墙。

4#基坑实际为美丰洋行内部的地下室。周长102m，开挖面积600m2，开挖深度8.55m；局部深坑超挖1.75-3.25m，本工程底板顶相对标高-6.60m，厚1200mm，垫层200mm，桩基采用钻孔灌注桩，围护采用三轴套打灌注桩。施工时美丰洋行保留的两片外墙已经完成基础托换和钢架加固。

深基坑的设计紧贴红线和历史建筑基础，整个场地机会没有给坑外抢险预留操作空间，所有的施工临时设施、道路也只能布置在基坑位置。

2、地质水文条件：

根据建设单位提供的《地质勘探报告》分析，本项目范围内的地基土主要由饱和粘性土、粉性土和砂土组成。按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，可划分为6个主要层次，其中第②层根据土性不同可分为二个亚层（②1、②3），第⑤层根据土性不同可分为三个亚层（⑤1、⑤3、⑤4），第⑧层根据土性不同可分为二个亚层（⑧1、⑧2），第⑨层根据土性不同可分为三个亚层（⑨1、⑨2）。根据勘探成果分析，场地位于古河道地层分布区，缺失上海地区统编地层的第⑥层。

本场地地下水分为潜水和承压水。浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水与地表径流。平均地下水埋深为地表面以下0.50～0.70m，低地下水位埋深为地表下1.5m。第一承压水分布于第⑦层砂质粉土中，根据上海市区域观测资料，第⑦层中的承压水，其水位一般低于潜水水位，年呈周期性变化，埋深约3～11m。本工程3#基坑开挖深度按13.5m考虑，微承压水头埋深按最不利的3m考虑，第⑤2层顶埋深按最不利的29.8m考虑，则可不考虑微承压水突涌的影响。

二、施工技术难点

(1)深基坑贴近历史建筑，围护结构施工时，施工机械紧贴历史建筑布置困难，而且要减小对历史建筑基础的影响。

(2)历史建筑基础加固与多个基坑深浅不一的单体施工相互影响，施工顺序的安排至关重要。

(3)现场施工场地狭小，工期紧，必须合理解决土方和材料运输问题，加快地下工程施工进度，保证新建筑与历史建筑上部加固同时施工。

(4)深基坑施工时，如何保证临近未进行基础加固的待拆老建筑的安全。

(5)在进行桩基托换和周边深基坑施工期间，历史保护建筑主体结构不发生开裂，需保护的装饰可修补；

三、设计方案选择

此处以3#坑为例，2#坑在专项总结《坑内老建筑基础清障与深基坑同步施工技术》中重点介绍。

1、初步设计

三号地下室基坑围护由业主方委托上海岩土勘察设计研究院进行设计，初步设计方案为：采用800厚地下连续墙与结构外墙“二墙合一”，墙深分别为32.6m、28.5m、25.0m。地下连续墙两侧采用3Φ650@900三轴搅拌桩加固兼止水帷幕，搅拌桩长分别为18.50m、22.20m，与地下连续墙形成“夹芯饼”。在保证支撑刚度的同时增加止水效果。坑底加固采用2Φ700@1000双轴搅拌桩满堂加固，搅拌桩总长8.10m，其中坑内4.1m，基坑以下4m。基坑内在－1.008

和－8.808标高处各有钢筋混凝土支撑一道。坑内采用深井降水。

2、深化后设计

根据专家评审结合现场情况，对初步方案进行了部分修改，调整后基坑支护设计方案详

见表5：：

2.1由设计重新验算，在保证刚度的情况下尽量缩小地连墙厚度；

2.2三号坑地下二层，布置两道支撑不利于换撑，可能会影响工程进度，基坑暴露时间越长对基坑本身和周边历史建筑都不利。建议采用预应力钢支撑，并增加支撑数量。

2.3三轴搅拌桩施工是在地连墙施工前进行，桩长在满足止水的情况下应尽量减短，降低对周边历史建筑的影响。

2.4三号地下室呈南北向布置，周边均为历史建筑，现场不能布置施工通道，为满足施工要求应增加栈桥。

2.5取消坑底双轴搅拌桩满堂加固，沿南北方向中心线布置两道三轴搅拌桩坑底加固，便于深井降水施工；深井降水应持续至三号地下室封顶。

表5 调整后基坑支护设计方案

四、本基坑采用的主要施工技术

1、施工流程

1.1第一阶段：围护结构及桩基施工

1.2第二阶段：土方开挖及后续施工