上海某高層樓宇“空殼”改建施工難點與安全監測

趙俊釗 杜曉暉 黃 軼 高永勇

1. 上海建工四建集團有限公司 上海 201103;2. 上海建筑改建與持續利用工程技術研究中心 上海 201103

1 項目概況

背景項目位于上海市南京西路，北側與軌道交通2號線在平面投影位置上相交約107 m，隧道外邊線與圍護地下連續墻間距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；南側滄州大樓距離紅線最近處6.4 m，文化保護建筑華業公寓距離紅線約11 m；西側上海展覽中心能源樓距離圍護邊線約4.3 m；東側開挖面距離現有建筑7～9 m，且平安影院為文化保護建筑（圖1）。

圖1 項目總平面及周邊關系示意

項目由酒店改建為主樓辦公、裙房商場的綜合體。原項目地下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

項目改建原則為：改建后建筑主體高度不超過現有建筑；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。實際上主樓結構僅存“空殼”。

2 項目難點分析

本項目要求原位改建，不允許采用拆除后重建的方式施工，原位改建給項目施工帶來前所未有的挑戰。

2.1 圍護工程

基坑圍護牽涉到CD機清障、MJS工法樁、RJP工法樁、三軸攪拌樁、高壓旋噴樁、普通地下連續墻、銑槽地下連續墻等工藝，凡是目前建筑市場上用到的工藝，均會在本改建項目上應用。

2.2 遮蔽工程

由于本項目地處上海最繁華的商業區，周邊環境復雜且安全要求高，故主樓的施工需要在全封閉環境下進行。項目采用的遮蔽腳手架包括落地扣件式鋼管腳手架、懸挑盤扣式腳手架和附著式整體腳手架等，隨著施工階段的不同，腳手架需隨時做出調整。

2.3 加固工程

基坑開挖前，原地下室頂板作為施工平臺已無法滿足施工要求，需進行地下室支撐和頂板加固施工。另外，為保證原主樓結構拆除過程的安全，需在主樓局部構件拆除前對剩余結構進行臨時加固。

2.4 拆除工程

保護對象（軌交2號線）。因此，周邊環境監測項目多，每個監測項目又包括多個監測點，詳見表1。本節介紹周邊管線監測點和地鐵隧道監測點布置情況。

采用鏈鋸切割和鎬頭機破拆相結合的施工工藝對改建結構進行拆除，施工時的揚塵、噪聲和污水排放，以及切割后的構件垃圾吊裝與外運等均需詳細籌劃，采取相應措施。

2.5 新建工程

需在原結構部分拆除后進行部分鋼結構構件的安裝。部分新建鋼結構的施工需在剩余老結構中進行，場地狹小且需避免與剩余老結構及加固構件、遮蔽工程的碰撞，給鋼結構的施工造成了極大的困難。部分新結構本身的安全性和整體穩定性也需仔細分析，并采取相應的加強措施。

2.6 項目管理

如此眾多的分項及工藝類型，勢必會牽涉到多家專業分包單位，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地環境下仍能保持有條不紊的施工，是本項目最大的難點和管理重點。

3 安全監測

3.1 監測項目

項目新開挖基坑深17 m，且周邊環境復雜，根據國家及上海市工程建設相關規范，確定本項目基坑安全等級為一級，基坑環境保護等級為一級，基坑工程監測等級為特級。按照本項目基坑監測等級并綜合考慮改建項目的特殊性，確定原主樓結構、周邊環境和基坑及支護結構等3種監測類型，每種類型再細分若干監測項目（表1）。

3.2 監測點布置

3.2.1 原主樓結構監測

裙房地下室開挖時，原主樓結構尚未完成拆除。為及時了解基坑施工過程中的主樓結構變形情況，預防危險發生，在主樓上布設11個垂直及水平位移觀測點，底板上布設5個底板水平度監測點（圖4），主樓傾斜通過沉降觀測反算得到。

3.2.2 周邊環境監測

本項目周邊環境復雜，既有歷史保護建筑，又有重要

表1 監測項目及監測點數量

圖4 原主樓結構監測點布置

基坑周邊共設置88個周邊管線監測點（圖5），其中，電力管線35個，信息管線12個，煤氣管線17個，配水管線17個，污水管線7個。

對附近地鐵隧道監測包括自動監測和人工監測，以人工監測為準，自動監測為參考。人工監測點布置為：46個上行線軌道道床垂直位移監測點，48個下行線軌道道床垂直位移監測點（圖6）；上、下行線隧道結構平面位移變形監測點均為36個；上行線隧道收斂變形監測46組，下行線隧道收斂變形監測48組。基坑范圍監測點加密，其余監測點布置與軌道道床垂直位移監測點類似。

圖5 周邊管線監測點布置

圖6 地鐵軌道道床沉降監測點示意

3.2.3 基坑及支護結構監測

為最大程度地反映監測對象的實際狀態及其變化趨勢，基坑及支護結構監測包括圍護結構頂部的垂直與水平位移、圍護體側向變形（測斜）、坑外土體測斜、立柱垂直位移、支撐軸力、立柱內力、坑外潛水位、坑內承壓水位、坑外承壓水位等9項監測內容（圖7）。

圖7 基坑及支護結構監測點布置

3.3 監測頻度

監測工作從地下連續墻護壁工程施工前開始，至地下工程施工結束、土方回填完成止，對基坑周邊環境的監測延續至變形趨于穩定后結束。

依據基坑工程等級、周邊環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確定監測項目的監測頻度（表2、表3）。根據規范要求，確定地鐵隧道監測頻度（表4）。當有危險事故征兆時，實時跟蹤監測。

表2 原主樓結構監測頻度

表3 基坑及支護結構和周邊環境（除地鐵隧道外）監測頻度

表4 地鐵隧道監測頻度

4 結語

本文首先對位于上海市的某高層改建項目的施工難點進行介紹，并從圍護工程、遮蔽工程、加固工程、拆除工程、新建工程、項目管理等方面進行了分析。依據基坑開挖深度、周邊環境，并綜合考慮改建項目的特殊性后，確定原主樓結構監測、周邊環境監測和基坑及支護結構監測等3種監測類型，共18項監測項目。對原主樓結構監測點、周邊管線監測點、地鐵軌道道床沉降監測點和基坑及支護結構監測點等的布置情況進行了詳細介紹，還對所有監測項目的監測頻度進行了列表說明。希望本文可為鬧市區復雜周邊環境條件下的建筑改建提供參考。