上海外滩历史风貌保护区的地下空间施工技术

上海市申江两岸开发建设投资（集团）有限公司 上海 200126

1 工程概况

外滩公共服务中心位于上海市中山东一路九江路西南侧，为外滩历史风貌保护区第一立面。工程东临中国外汇交易中心（最近距离为1.8 m），南临市总工会（最近距离为1.9 m），西靠上海证券有限公司（最近距离为1.7 m），是集信息发布、展示、办公为一体的综合性建筑。工程总建筑面积为11 369 m2，地上6 层、地下2 层，建筑高度为28.55 m（图1）。

图1 工程平面示意

本基地对工程有影响的地下水为浅层的潜水，其主要补给来源为大气降水，水位埋深随季节变化而变化，一般为0.3～1.5 m。钻探期间浅层地下水初见水位埋深0.7～1.7 m，稳定水位埋深0.4～1.4 m，根据上海市工程建设规范《地基基础设计规范》 DGJ 08—11—1999有关条款，年平均水位埋深一般在0.5～0.7 m。

2 周边复杂环境分析

根据本工程的特点，分析在施工过程中，对周边建筑物安全的直接影响因素有以下几点：

（a）地下室施工阶段周边建筑物的不均匀沉降；

（b）地下连续墙渗水导致周边建筑物水土流失，导致周边建筑物的不均匀沉降；

（c）施工过程中的机械设备对周边建筑的碰撞损坏。

3 针对周边环境影响的因素采取的措施[1-6]

3.1 前期设计的策划、围护结构的选型

本工程开挖地下2 层，开挖深度约为11.6 m。按通常做法，围护结构可以采用钻孔灌注桩和地下连续墙作为围护体系；基坑开挖的施工工艺可以采用明挖顺作法或者逆作法施工。但是由于本工程周边环境复杂，地理位置特殊且相邻建筑均为保护性历史建筑，采用地下连续墙作为围护结构并且逆作法施工，基坑变形能控制在3 cm以内，满足对周边建筑物的保护，同时也可以解决项目零施工场地的困难。

3.2 施工方案的深化及施工控制

3.2.1 针对地下连续墙施工对周边建筑的影响的措施

（a）在施工槽壁加固阶段，确定三轴搅拌桩的喷浆量及控制喷浆压力。合理安排三轴搅拌桩的施工流程，并及时跟踪周边建筑的隆起情况，分析监测数据；若出现变形情况较大，汇总专业分包、总包、设计、监理等单位进行分析，合理调整喷浆压力、搅拌桩提升速度。

（b）根据本工程的实际情况，周边建筑物（外汇交易中心、上海证券有限公司）基础形式为条形基础，埋深较浅。导墙设计图纸中，导墙的底标高低于上述建筑物基础底标高，故在施工导墙时需合理安排工期，分段开挖、分段施工。同时在导墙施工阶段跟踪监测周边建筑的变形情况，待导墙完成后及时回填，减少导墙暴露时间。

（c）槽壁稳定控制。地下连续墙施工过程中，成槽阶段对周边环境的影响最大。方案优化的切入点和质量控制点主要是泥浆性能指标。护壁泥浆在使用前，先进行室内性能试验，施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标。如果不能满足槽壁土体稳定，需对泥浆指标进行调整。

3.2.2 针对开挖阶段周边建筑物不均匀沉降的施工措施

考虑到该基坑周边环境比较复杂，深度较大，从严格控制基坑及周围环境变形的角度出发，设计采用逆作法。利用本工程的地下室顶板和地下1层结构板作为支护结构的第1、第2道支撑。

（a） 围护墙体采用地下连续墙。为了控制围护结构位移，考虑适当加大地下连续墙的刚度。围护墙采用厚1 m的地下连续墙， 墙深27.05 m，钢筋全长配置，混凝土强度为水下C30，墙顶设置C30混凝土冠梁。

（b）根据地下连续墙的深度合理选择成槽机，避免由于垂直度问题而导致地下连续墙出现严重的渗水、流沙或周边环境水土流失而引起周边建筑物的不均匀沉降。本工程选用的是配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置的SG35成槽机。

（c）钢筋笼的制作严格按照设计要求及相应规范进行加工，经现场监理验收合格后方可入槽。

（d）地下连续墙混凝土的浇筑需严格控制以下几点：钢筋笼就位后，在4 h内必须浇筑混凝土；在浇筑过程中需保证混凝土的连续性，避免由于混凝土供应不及时导致地下连续墙出现夹泥现象；根据施工工况流程要求进行各层楼板施工及土方开挖。土方开挖、支撑施工应严格执行“先撑后挖、分层分段、留土护壁、垫层随挖随浇”原则，严禁先挖后撑。根据工程实际情况，将基坑分为A、B这2 个区进行开挖，具体流程如图2所示。

3.3 针对地下连续墙渗水导致周边建筑物沉降措施

地下室渗水已成为地下室结构的通病，在设计阶段不仅要考虑施工阶段的渗水问题，从长远考虑，还得考虑使用阶段渗水问题。施工阶段可以考虑设置三轴水泥搅拌桩作为槽壁加固。在使用阶段的渗水考虑措施，一般有2 种方式：设置内衬墙，以堵为主；设置排水沟，以疏为主。由于周边建筑物的实际情况，避免周边环境水土流失，本工程采用内衬墙作为结构外墙，并起到地下室防水作用。

3.3.1 设置止水帷幕

止水帷幕采用Φ850 mm双排三轴水泥土搅拌桩（即槽壁加固），由于本工程周边环境复杂，对于地基土的沉降变形要求非常严格。水泥土搅拌桩水泥为P.O 42.5水泥，水泥掺量为20%，水灰比为1.5。

图2 开挖流程

3.3.2 减少地下连续墙接缝处的渗水

用接头刷清除相邻地下连续墙的泥浆，开挖时若有渗水现象，边挖边堵，若渗水量大则考虑在地下连续墙接缝处外侧进行旋喷桩止水。

3.3.3 基坑开挖阶段地下连续墙渗水处理措施

在施工过程中随挖随堵。整个基坑取消井点降水，利用基坑明排水，防止在降水阶段对周边建筑物的影响。同时基坑底部采用满堂高压旋喷桩加固。

4 结语

本工程在中国外汇交易中心、上海证券有限责任公司、市总工会、外滩邮政支局及招商银行外滩分行等周边建筑物布置了56 个房屋沉降监测点。待本工程全部完成后针对数据进行了分析，周边5 幢建筑物呈均匀沉降且变化速率稳定，房屋倾斜变化处于0.3%以内，符合设计及规范要求。本工程通过采用逆作法及相应技术措施后，在外滩保护性建筑群中地下空间施工过程中，确保了周边建筑的安全，为相应的建筑施工提供了很好的施工经验。