张 弛

(上海建工二建集团，上海 200080)

0 引 言

文物保护建筑和优秀历史建筑的地下空间开发，是多项工程技术的集成，包括保护性加固、结构托换、基坑支护和逆作法等[1]。在上海张园的城市更新项目上，施工情况更复杂：周边紧邻地铁和超高层等高度敏感结构和建筑[2]，逆作法基坑对周边环境有沉降等影响[3]；场地过于狭小，需要通过平移和旋转平移建筑借地；多栋里弄式建筑联合体整体平移[4]，中间牌坊连接处为结构薄弱环节；下穿大截面管幕；地质条件和地下已有管线复杂；原有建筑需要在预加固基础上顶升和调平，以满足净空高度提升的建筑设计要求；修缮和加固工序繁多[5]；建筑风貌保留同时兼顾结构功能的提升[6]等。

本文研究了如何同时运用基坑内、外的建筑整体平移技术[7]、建筑旋转平移技术[8]、基坑内的建筑物原位托换加固技术[9,10]、小截面顶管开挖保护地坪工艺；此外，为了项目需要，还并专门研发了定制的室内狭小空间的打桩设备，设计并试验了新型逆作法中的三种环梁节点形式，以及研发了长距离土方暗挖的新式爬挖机。

1 工程概述

张园，被誉为“上海第一园”，紧邻上海核心路段——南京西路，位于地铁线2、12和13号线的南京西路站的中间位置，周边高楼林立，如图1所示。张园石库门里弄建筑群具有稀缺性、典型性，是“石库门艺术博物馆”，共有43栋文物保护建筑和优秀历史建筑。

张园是国人百年前睁眼看世界的一扇窗口。第一盏电灯、自行车、照相、电影、第一个热气球、电灶、电扇、电铃，以及各类体育赛事、花会、展销会，和话剧表演等许多新鲜事物都是在这里第一次展现在国人面前。电影《夜上海》《团圆》《股疯》以及电视剧《孽债》等在此取景。

张园同时见证了中国近代史上许多重大事件：“裙钗大会”“禁烟运动”“剪辫大会”,以及两次“拒俄集会”、反对“中日二十一条”的“国民大会”等。孙中山先生曾两次在此演讲。此处也留下过“秋瑾、宋教仁、蔡元培”等历史名人的故事，以及“霍元甲威震外国武师”的传奇。

图1 张园项目

张园保护性综合开发地下空间项目，因其复杂程度，设计采用国内外招标。张园地区按平面位置分为东区、南区、中区、西区和北区。北区需要进行老旧房屋和违建的拆迁，以及建筑平移。此外，大型人行和水电管幕需要下穿此区到西区北部。中区施工场地狭小，含有数量庞大的保护建筑，全部地上房屋托换，并需要采用逆作增设地下室；西南角1、2号两栋建筑需要整体在基坑外，旋转移动至南区场地内。中区地下室的基坑开挖需待东、北二区基坑完成。中区是整个场地的核心区域和施工的关键线路区域。南区先拆除原有建筑，成为整个场地的进出口，以及机械和材料堆放场地。西区全体建筑需要加固和原味装修。全场都需要采用小管幕开挖和切割技术，保护地坪。

2 关键技术

2.1 基坑内、外平移

目前平移的方式大致分为三类：SPMT拖车式平移(图2a)、顶推式平移(图2b)、步履式平移(图2c)。中区施工范围狭小平移路径复杂，故选择无须设置反力后背、人工少的步履式平移。北区三栋建筑平移距离较近(38.5 m)，且为场地内直线平移，故选择工艺较成熟、安全性高的顶推式平移。

图2 建筑平移方式

两栋建筑位于中区地块内，将两栋建筑平移至南区临时地址存放，待原址地下室顶板完成后回移至原址位置(图3a)。北区平移三栋建筑至北区西侧中间地址位置，待东区围护桩以及原址地下室顶板施工完成后回迁至原址(图3b)。

图3 建筑平移工作安排

2.2 基坑内托换

基坑内托换工艺(中、北区)的基本流程：室内土方开挖、托换梁施工(在扎钢筋时在梁中预埋方孔，为后续的静压桩留位置)、在室内低净空条件下打静压桩，调平(根据设计要求决定是否在顶升后调平)，运用低净空长距离暗挖设备进行土方开挖，最后封装及连接(图4)。

图4 基坑内托换工艺

2.3 小截面顶管

小截面管幕的开挖，贯穿整个张园地面瓷砖和马赛克等地坪的保护。可使用的小截面顶管开挖机械有螺旋出土顶管和地箭式顶管。地箭式顶管包括：液压顶推系统、前导向钻头、前导向管和扩孔切削头(图5)。

图5 小截面顶管工艺

2.4 室内工程打桩

文物保护建筑的地下逆作开挖地下室。需要在原味保护的基础上，全建筑加固和托换。需要在室内开展低净空的打桩。为此，研发了全新的低净空打桩设备。张园中区狭小的房间(打桩时候面临的现场条件)。建筑长、宽、高的尺寸都较小，传统的打桩设备都较大，无法在室内打桩，为此，本工程研发了室内低净空打桩机。

锚杆桩和托换梁做完，在上部加固好后，才可以在房间里打钻孔灌注桩，是在做好锚杆桩和夹壁梁的状态下。目前为张园专门研发的全新设备已在加工阶段，将在2022年春节后进行全仿真状态试打。设备可在4m净空下，从0.7m×1.9 m门进入室内，室内空间最小尺寸为2.6m×3.9 m。

图6 低静空打桩设备

2.5 长距离土方暗挖

在张园中区，大底板浇筑完后开挖地下一层。最长盖挖距离可达到71.35 m(图7a)，因此研发了适应于逆作法区域的超长运距的低净空土方暗挖机械。

图7 土主暗挖机械

2.6 桩柱一体

在逆作法中，用浇筑大地板托起上部的加固后的历史建筑。而地板下部的荷载通过地梁和桩传给地基。采用了全新的桩柱一体技术，可认为板上的为柱，板下的为桩。板与梁柱的连接形式需要特别的设计与试验。为此，专门设计了三种环梁节点形式。无钢骨，用这种素桩的节点形式来代替原来的钢管柱/钢格构柱。

图8 桩柱一体的环梁节点形式

3 其他技术

临近地铁基坑施工措施还包含基坑槽壁加固施工；地下连续墙施工，和挖土、支撑、垫层施工。工艺搭接上应减小各个施工对地铁隧道的叠加影响。坑内满堂加固须在地下连续墙封闭后实施。槽壁加固和坑内满堂加固用三轴水泥土搅拌桩，分两次进场施工，地下连续墙封闭后进行坑内满堂加固，减小大面积土体加固对周边环境的影响。地下连通道开挖在上部结构已经完成改建工作后，剪力墙、钢梁、钢筋混凝土板已经形成整体，提高保护建筑的整体刚度。

临近保护建筑的深基坑施工技术还包含控制变形的坑外隔离、地基加固施工，地墙在保护建筑侧的施工，基坑降水施工，以及低净空止水帷幕的封闭施工技术等。

4 结束语

作为临近地铁、超高层的市中心的文保与优秀历史建筑的保护性增设地下三层的综合开发项目，张园项目技术集成度高，项目难度大，机械化程度高，工期紧，场布巧妙，施工组织管理精细。其施工做法可为此类文保类城市更新项目提供参考。