上海外灘歷史風貌保護區的地下空間施工技術

上海市申江兩岸開發建設投資（集團）有限公司 上海 200126

1 工程概況

外灘公共服務中心位于上海市中山東一路九江路西南側，為外灘歷史風貌保護區第一立面。工程東臨中國外匯交易中心（最近距離為1.8 m），南臨市總工會（最近距離為1.9 m），西靠上海證券有限公司（最近距離為1.7 m），是集信息發布、展示、辦公為一體的綜合性建筑。工程總建筑面積為11 369 m2，地上6 層、地下2 層，建筑高度為28.55 m（圖1）。

圖1 工程平面示意

本基地對工程有影響的地下水為淺層的潛水，其主要補給來源為大氣降水，水位埋深隨季節變化而變化，一般為0.3～1.5 m。鉆探期間淺層地下水初見水位埋深0.7～1.7 m，穩定水位埋深0.4～1.4 m，根據上海市工程建設規范《地基基礎設計規范》 DGJ 08—11—1999有關條款，年平均水位埋深一般在0.5～0.7 m。

2 周邊復雜環境分析

根據本工程的特點，分析在施工過程中，對周邊建筑物安全的直接影響因素有以下幾點：

（a）地下室施工階段周邊建筑物的不均勻沉降；

（b）地下連續墻滲水導致周邊建筑物水土流失，導致周邊建筑物的不均勻沉降；

（c）施工過程中的機械設備對周邊建筑的碰撞損壞。

3 針對周邊環境影響的因素采取的措施[1-6]

3.1 前期設計的策劃、圍護結構的選型

本工程開挖地下2 層，開挖深度約為11.6 m。按通常做法，圍護結構可以采用鉆孔灌注樁和地下連續墻作為圍護體系；基坑開挖的施工工藝可以采用明挖順作法或者逆作法施工。但是由于本工程周邊環境復雜，地理位置特殊且相鄰建筑均為保護性歷史建筑，采用地下連續墻作為圍護結構并且逆作法施工，基坑變形能控制在3 cm以內，滿足對周邊建筑物的保護，同時也可以解決項目零施工場地的困難。

3.2 施工方案的深化及施工控制

3.2.1 針對地下連續墻施工對周邊建筑的影響的措施

（a）在施工槽壁加固階段，確定三軸攪拌樁的噴漿量及控制噴漿壓力。合理安排三軸攪拌樁的施工流程，并及時跟蹤周邊建筑的隆起情況，分析監測數據；若出現變形情況較大，匯總專業分包、總包、設計、監理等單位進行分析，合理調整噴漿壓力、攪拌樁提升速度。

（b）根據本工程的實際情況，周邊建筑物（外匯交易中心、上海證券有限公司）基礎形式為條形基礎，埋深較淺。導墻設計圖紙中，導墻的底標高低于上述建筑物基礎底標高，故在施工導墻時需合理安排工期，分段開挖、分段施工。同時在導墻施工階段跟蹤監測周邊建筑的變形情況，待導墻完成后及時回填，減少導墻暴露時間。

（c）槽壁穩定控制。地下連續墻施工過程中，成槽階段對周邊環境的影響最大。方案優化的切入點和質量控制點主要是泥漿性能指標。護壁泥漿在使用前，先進行室內性能試驗，施工過程中根據監控數據及時調整泥漿指標。如果不能滿足槽壁土體穩定，需對泥漿指標進行調整。

3.2.2 針對開挖階段周邊建筑物不均勻沉降的施工措施

考慮到該基坑周邊環境比較復雜，深度較大，從嚴格控制基坑及周圍環境變形的角度出發，設計采用逆作法。利用本工程的地下室頂板和地下1層結構板作為支護結構的第1、第2道支撐。

（a） 圍護墻體采用地下連續墻。為了控制圍護結構位移，考慮適當加大地下連續墻的剛度。圍護墻采用厚1 m的地下連續墻， 墻深27.05 m，鋼筋全長配置，混凝土強度為水下C30，墻頂設置C30混凝土冠梁。

（b）根據地下連續墻的深度合理選擇成槽機，避免由于垂直度問題而導致地下連續墻出現嚴重的滲水、流沙或周邊環境水土流失而引起周邊建筑物的不均勻沉降。本工程選用的是配備有垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置的SG35成槽機。

（c）鋼筋籠的制作嚴格按照設計要求及相應規范進行加工，經現場監理驗收合格后方可入槽。

（d）地下連續墻混凝土的澆筑需嚴格控制以下幾點：鋼筋籠就位后，在4 h內必須澆筑混凝土；在澆筑過程中需保證混凝土的連續性，避免由于混凝土供應不及時導致地下連續墻出現夾泥現象；根據施工工況流程要求進行各層樓板施工及土方開挖。土方開挖、支撐施工應嚴格執行“先撐后挖、分層分段、留土護壁、墊層隨挖隨澆”原則，嚴禁先挖后撐。根據工程實際情況，將基坑分為A、B這2 個區進行開挖，具體流程如圖2所示。

3.3 針對地下連續墻滲水導致周邊建筑物沉降措施

地下室滲水已成為地下室結構的通病，在設計階段不僅要考慮施工階段的滲水問題，從長遠考慮，還得考慮使用階段滲水問題。施工階段可以考慮設置三軸水泥攪拌樁作為槽壁加固。在使用階段的滲水考慮措施，一般有2 種方式：設置內襯墻，以堵為主；設置排水溝，以疏為主。由于周邊建筑物的實際情況，避免周邊環境水土流失，本工程采用內襯墻作為結構外墻，并起到地下室防水作用。

3.3.1 設置止水帷幕

止水帷幕采用Φ850 mm雙排三軸水泥土攪拌樁（即槽壁加固），由于本工程周邊環境復雜，對于地基土的沉降變形要求非常嚴格。水泥土攪拌樁水泥為P.O 42.5水泥，水泥摻量為20%，水灰比為1.5。

圖2 開挖流程

3.3.2 減少地下連續墻接縫處的滲水

用接頭刷清除相鄰地下連續墻的泥漿，開挖時若有滲水現象，邊挖邊堵，若滲水量大則考慮在地下連續墻接縫處外側進行旋噴樁止水。

3.3.3 基坑開挖階段地下連續墻滲水處理措施

在施工過程中隨挖隨堵。整個基坑取消井點降水，利用基坑明排水，防止在降水階段對周邊建筑物的影響。同時基坑底部采用滿堂高壓旋噴樁加固。

4 結語

本工程在中國外匯交易中心、上海證券有限責任公司、市總工會、外灘郵政支局及招商銀行外灘分行等周邊建筑物布置了56 個房屋沉降監測點。待本工程全部完成后針對數據進行了分析，周邊5 幢建筑物呈均勻沉降且變化速率穩定，房屋傾斜變化處于0.3%以內，符合設計及規范要求。本工程通過采用逆作法及相應技術措施后，在外灘保護性建筑群中地下空間施工過程中，確保了周邊建筑的安全，為相應的建筑施工提供了很好的施工經驗。