上海保護建筑改造前期工程勘察案例分析

■ 馮雪威 FENG Xuewei

0 引言

據不完全統計，上海已經公布了1 058處優秀歷史建筑，3 435處不可移動文物，397條風貌保護道路（街巷），41km2的歷史文化風貌區，250片風貌保護街坊[1、2]。近年來，上海市政府在建立和完善歷史建筑的保護制度、強化民眾保護意識等方面都取得了較大的進步。據了解，《上海市歷史文化風貌區和優秀歷史建筑保護條例》的修訂、《上海市歷史風貌區和歷史建筑保護條例》（暫定名）草案均已提上日程，市房管部門也在積極推進優秀歷史建筑的保護修繕和改造利用[3]。對于歷史建筑改造或修繕項目，原有的巖土工程勘察和設計資料往往已經遺失。在改造階段，相對于房屋結構檢測、改造設計等階段，前期的巖土勘察工作往往容易被忽視，文獻中亦少有涉及。由于場區內環境多數較為復雜，勘察施工易出現難度大、針對性差等現象[4、5]，可能導致基底下土層探查不清、地基實際承載力不滿足要求等安全問題。本文以黃浦區8號街坊（一期）房屋修繕內部整體改造試點項目為例進行介紹。

1 工程概況

黃浦區8號街坊（一期）房屋修繕內部整體改造試點項目位于上海市黃浦區黃河路、青島路交匯處，本次勘察范圍為黃河路281弄、253弄住宅。

8號街坊承興里為新舊里弄式住宅，始建于1934 年，一直作為住宅使用。鄰近承興里還有其他的石庫門房屋，如派克里、梅福里、協和里等，極富上海石庫門特色。承興里是上海現存最完善的石庫門建筑群，包含多種式樣不同的建筑風格，經上海市人民政府批準，該街坊被列入上海市歷史文化風貌區范圍（滬府〔2016〕11號）。目前，社區房屋存在功能使用性差、外墻風化、墻體滲水、違規搭建等問題。承興里作為留改工作試點，擬進行房屋修繕和公共廚衛改造，改善居民居住條件。

由于建筑年代較為久遠，且當時的資料管理制度不完善，承興里小區的設計、施工單位及相關圖紙文件均已無從查找。依據本項目的《房屋質量檢測報告》，281弄、253弄住宅均為2層磚木結構，墻下基礎為剛性大放腳磚基礎，埋深在0.5m左右，其下為素混凝土墊層。

2 勘察難點及方案布置

承興里小區為舊式里弄住宅，建筑年代較久遠，場地內部空間狹小且環境較為復雜，具體為：①小區內部道路狹窄，主路寬度約3m，兩側小路寬度約2m，且道路兩側地面及墻壁放置有較多綠色盆景，居民窗口外側設有外伸的晾衣架（圖1）；②小區內道路靠近房屋外墻兩側下方敷設有給水管及污水管管線，電力管線及網線等分布在道路上方（2～3m）靠近外墻兩側，局部管線在空中橫跨道路，分布較為雜亂（圖2）；③由于小區內房屋分批改造，尚未改造的住宅內仍有居民居住，而本次擬改造的房屋原有居民亦未全部搬遷；④本次擬改造的房屋為老式住宅，房屋內部結構寬度和高度均較小。

由上述分析可知，擬改造小區為歷史風貌區保護建筑物，場地施工操作空間狹小，且小區內仍有居民生活，對道路使用及噪音控制亦均有嚴格要求，這使得勘察施工難度極大，對勘察方案及其布置亦提出了挑戰。

依據設計要求，此次改建建筑的基礎形式擬采用天然地基，但亦不排除樁基加固的可能性。若采用天然地基基礎，設計需要詳勘資料，重點明確基礎下方及附近淺部土層性質、分布范圍及強度特性，勘探孔宜布設在貼近房屋外墻附近或屋內，同時，施工時還要避開地下污水管等管線。

綜合場地內環境分析，在滿足相關規范和設計要求的基礎上，本次勘察采用鉆探孔、靜力觸探孔、螺紋孔和輕便觸探孔相結合的方式[6、7]，布置方案詳見圖3。圖中紅色虛線框內為本次擬改造建筑，由于南側道路過于狹窄，取土孔和靜探孔均無法施工，因此，將此區域的取土孔和靜探孔均移至中間道路空地處施工，南側道路僅施工螺紋孔。由于建筑物高度較小，鉆探孔無法在房間內部施工，而建筑物外墻，為查明建筑物基礎下部地層情況，在房屋內部小天井處采用輕便觸探孔、靜探孔及螺紋孔相結合的方式，探查淺部地層分布范圍及特性。其中，輕便觸探孔深度為3.0m，靜探孔深度為5.0m，螺紋孔深度為3～4m。

圖1 現狀狹窄道路

圖2 現狀主道路及架空管線

3 勘察成果及地基基礎分析建議

本工程場地屬于上海地區五大地貌單元中的濱海平原地貌類型，依據勘察的地層資料，場地均位于正常沉積區，普遍分布有暗綠色黏性土；場地內建筑物范圍之外道路區域，道路中心區域受歷史管線開挖敷設、修建道路等影響，淺部均為雜填土，相應缺失素填土及②層灰黃色粉質黏土。地層分布情況及主要地基土物理力學性質參數詳見表1。

對于淺部土層，由于受建筑物結構及高度、寬度等條件限制，無法在該區域內進行鉆探取樣施工。故此次采用螺紋孔及原位測試試驗孔探查，并對小天井內外墻一側進行人工開挖（圖4），開挖深度約0.8m，以探槽的形式查明基礎埋深、墊層厚度及基礎下填土土質情況。勘探結果表明，擬改造建筑范圍內及民宅外墻附近區域，淺部普遍分布有素填土和②層灰黃色粉質黏土（圖5）；建筑原有基礎埋深在0.55m 左右，置于素填土層中，基礎墊層為混凝土墊層，厚約0.12m。

對于淺部土層分布的①1-2層素填土，層頂標高2.15～1.21m，平均厚度0.79m，以灰黃色黏性土為主，夾雜少量植物根莖，靜探比貫入阻力Ps值約1.11MPa，輕便觸探擊數N10約16.8擊，在建筑基礎下壓實固結時間距今已有80多年，土質較好，視基礎下方地基土實際情況適當處理后，可作為擬改造建筑的天然地基持力層。針對本工程性質及周邊環境，宜優先考慮采用加大基礎底面積法進行基礎加固。根據上海市工程建設規范《巖土工程勘察規范》（DGJ 08—37—2012），并結合工程經驗，估算素填土地基承載力設計值約為80kPa（假定采用條形基礎，基礎寬度1.50m、埋深0.60m，地下水位埋深0.50m），基本可滿足設計要求；但施工時，應加強檢測工作，確保該層地基土能滿足天然地基承載力及沉降控制要求。

圖3 勘探點平面布置圖

表1 土層主要物理力學性質參數一覽表

圖4 擬改建房屋內天井處基礎開挖現場

圖5 建筑物范圍內淺部土層剖面圖

依據上海地區舊房改造項目工程經驗，若改造后荷載較大，擴大基礎不能滿足設計要求時，亦可采用錨桿靜壓樁加固方式，這也是增層改造建筑物最常用的地基加固方式。根據本次勘察的地層條件，可考慮將樁端置入⑤層灰色黏土或⑥層暗綠色粉質黏土層中。但需注意，擬改建建筑位于黃浦區承興里石庫門建筑群內，周圍建筑物較密集、人口密度較大，預制樁沉樁擠土效應對周圍環境有一定影響[8]。故在沉樁施工時，應加強原建筑及臨近管線的監測工作，做到信息化施工，并采取必要的防擠措施，盡量減少由于沉樁施工而對原建筑、道路及管線的影響。

4 結語

綜上所述，歷史保護建筑區內往往環境較復雜、施工空間狹小，勘察施工前，應充分做好環境調查工作，并結合場地實際情況進行勘察方案布置。勘察施工時，除鉆探手段外，還應采取探槽、原位測試試驗和螺紋孔相結合的方法，并盡量在基礎附近施工，以明確基底下土層性質。對于結構功能改善等荷載變化不大的歷史保護建筑物，往往優先考慮擴大基礎的方案，其原有地基土經過多年的壓實固結，對于基底下土層的地基承載力值應結合試驗數據和工程經驗，避免過于保守而造成工程浪費。