建筑结构 建筑结构 Building Structare ISSN 1002-848X CN 11-2833/TU 《建筑结构》网络首发论文 题目： 紧邻历史建筑的临江深基坑上下同步逆作与变形控制 作者： 陈永才，苏银君，翁其平，徐中华 DOI: 10.19701/j-jzjg.20221023 网络首发日期： 2025-01-09 引用格式： 陈永才，苏银君，翁其平，徐中华，紧邻历史建筑的临江深基坑上下同步逆 作与变形控制[J/OL].建筑结构.htps:/doi.org/10.19701/jzjg.20221023 n<i中国扣例 .cnki.net 网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶 段. 录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件. 排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码. 整期汇编定稿指出 版年、卷、期、页码均已确定的印剧或数字出版的整期汇编稿件. 录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出 版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定：学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编 辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他行为：稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、 出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等. 为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容， 只可基于编辑规范进行少量文字的修改. 出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版》电子杂志社有限公司签约，在《中国 学术期刊（网络版》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿. 因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型（ISSN2096-4188，CN11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版. 网地指时间 : 2325-01-09 14:5 23 网络普发增址 : hatpc.iat csaki nes/artid/11.233.T1:.31250109.1419.011 DOI: 10.19701/jzjg.20221023 紧邻历史建筑的临江深基坑上下同步逆作与变形 控制* 陈永才12，苏银君12，翁其平12，徐中华12 （1华东建筑设计研究院有限公司上海地下空间与工程设计研究院，上海200011： 2上海基坑工程环境安全控制工程技术研究中心，上海200011） 摘要：上海北外滩贯通和综合改造提升工程一期基坑紧邻两栋历史建筑和新建黄浦江防汛墙：基坑南北两侧水土压力不平衡， 地下障碍物较多，场地狭小，工期紧张. 结合项目特点，采用分区顺逆结合的总体设计方案. 采用考虑装修荷载、竖向支承 柱上方下圆节点以及一柱两桩托换节点设计等技术，实现上下同步逆作，确保了施工进度：采用抵抗不平衡水土压力的临时 钢结构剪刀撑、土方分区开挖、防汛墙与基坑围护结构拉结的措施，控制了新建黄浦江防汛墙变形：采用分坑施工及钢支撑 轴力补偿系统、设置隔离系统、历史建筑主动加固等技术，有效控制了基坑开挖对历史建筑变形影响. 对上述总体设计方案 及技术措施进行详细介绍，供后续类似基坑工程参考. 关键词：深基坑：历史建筑：防汛墙：上下同步逆作：主动托换保护 中图分类号：TU3181文献标识码：A [引用本文]陈永才，苏银君，翁其平，等，紧邻历更建筑的临江深基坑上下同步逆作与变形控制[]建筑结 2025 55(4):** ** CHEN Yongcai SU Yinjum WENG Qiping et al. Synchronous construction of super and underground structure and deformation control of deep foundation pitadjacent to river and historical buildings[].Building Structure 2025 55(4):** ** *上海市科委重点研发计划资助（20dz1202400），上海市优秀技术带头人计划资助（20XD1430300）. 第一作者：陈永才，硕士，高级工程师，主要从事基坑工程与地下工程的设计与研究工作，Email: yongcai_chen@arsplus..cn. Synchronous construction of super and underground structure and deformation control of deep foundation pitadjacent to river and historical buildings CHEN Yongcail- SU Yinjun'2 WENG Qipingl XU Zhonghua.2 (1 Shanghai Underground Space Engineering Design & Research Institute East China Architecture Design & Research Institute Co. Ltd. Shanghai 200011 China; 2 Shanghai Engineering Research Center of Safety Control for Facilities Adjacent to Deep Excavations Shanghai 200011 China) Abstract: The deep foundation pit of the Shanghai North Bund Reconstruction Project ( Phase I ) is located adljacent to two historical buildings and the newly-built Huangpu River flood control wall. The water and soil pressure at the north and south sides of the foundation pit is unbalanced there are many underground obstacles the site is extremely narrow and the construction period is tight.Combined with the project characteristics a prehensive design scheme bining botom-up and top-down construction method was adopted. Technologies such as considering decoration loads designing upper square and lower circle nodes for vertical Sunsua onnsuo asaan paznus aaqpe on pozgn aam sapou yuaeda apd-om-uuno-uo pue suunooddns the progress of construction. Measures such as temporary steel structure scisors braces to resist unbalanced water and soil pressures partitioned excavationof earthwork and the connection between the flood control wall and the retaining structure of thefoundation pit were implemented to control the deformation of the newly constructed Huangpu River flood control wall. Technologies such as partitioned pit construction and steel support axial force pensation systems isolation systems and active reinforcement of historical buildings were employed to effectively control influence of foundation pit excavation on the deformation of historical buildings The above overall design scheme and technical measures were introduced in detail which can be used as reference for similar foundation pit project. ampnns punoaapun pue aadns jo uoonnsuo snoous :em onoo poog :Supnq ouosq nd uoepunoy daap spuom.ay active underpinning protection 0引言 场地，但工期要求又非常紧张. 结合项目特点采用了 随着我国城市化建设和城市更新进程的不断深入， 考虑装修荷载的上下同步递作技术均、新建防汛墙变 基坑工程不仅面临更复杂的环境条件和更高的环境保 形控制技术、历史建筑成套保护技术等，本文较系统 护要求，往往同时还会面临严苛的工期要求. 尤其是 介绍该基坑工程的设计和实践. 对于同时临江和邻近优秀历史建筑物的深基坑工程， 工程概况 其设计和施工将是很大的挑战. 1.1项目规模 临江基坑由于离江河近，通常地质条件较差、地 北外滩贯通和综合改造提升工程一期项目（图1） 下水位与江水有明显的水力联系，还会产生不平衡土 总建筑面积为99000m²，其中地上建筑面积为57000m²， 压力，且以前的江边防汛墙施工等工程活动往往会遗 地下建筑面积为42000m².地上1#楼包含4个自然层 留一些地下障碍物，因此临江基坑施工存在较大的风 和3个夹层，地上2#楼和3#楼包含3个自然层和3 险，如何在保证基坑安全以及工期的前提下，做好基 个夹层：普遍地下3层，东侧地下2层. 地上为大跨 坑变形控制以及对防汛墙保护，是临江基坑的一大考 度钢结构，地下为现浇钢筋混凝土结构，基础为桩筏 验. 田爱平和张成刚研究了城市防汛墙附近施工影 基础. 响及保护措施，针对斜坡式L型钢筋混凝土墙采取了 泄压孔、控制围护施工质量、限载、加强监测等措施： 针对拉锚板桩防汛墙采取新建锚定支座或人工掏土等 措施. 袁芬2提出临江环境对地下连续墙施工不利影 响主要有：一是抛石层块石障碍物：二是地下水与江 水的水力联系：三是软弱江滩土：并提出了控制地下 连续墙成槽施工对防汛墙影响的针对性技术措施. 针对邻近深基坑的历史建筑的保护，通常采取增 加地下连续墙、增大支撑刚度、设置坑内土体和地下 拆 连续墙槽壁、根据时空效应理论分块开挖、设置隔离 图1建筑效果图 桩等技术，从控制基坑变形的角度来控制对邻近历史 基坑总面积约14000m²，周边总长约616m. 地下 建筑的影响，典型的工程如上海兴业银行大厦项目 3层区域基坑挖深16-18m，局部地下2层区域挖深约 等. 随着时代的发展，对历史建筑的保护要求越来越 12m. 基坑安全等级和环境保护等级均为一级. 高，越来越多的工程对历史建筑本身采取了保护和加 1.2环境条件 固技术，典型工程如上海益丰外滩源项目等. 将基 本工程位于上海市虹口区虹口港以西，武昌路以 坑变形控制技术与建筑物加固和保护技术相结合，可 东，黄浦路以南，黄浦江以北（图2）.场地内部原有 以很好地控制基坑开挖对历史建筑的不利影响. 港务办公楼、1号库、2号库、3号库及4~6号库. 位于上海市的北外滩贯通和综合改造提升工程一 项目拟将原港务办公楼、1号库和4-6号库拆除，原 期基坑工程紧邻优秀历史建筑和黄浦江防汛墙，环境 2号库和3号库历史建筑采取风貌保护方式拆除后老 保护要求很高：场地地质条件复杂，地下障碍物多： 砖新砌，恢复其历史风貌. 同时场地狭小，基坑周边无供车辆行驶和材料加工的 D 8 照地红楼 1号库（拆 2号率（拆除） 3号库(拆强) 地下外墙线 地下二 3号基 1号基块 R) 2号基坑 RTP （上下同多泌作法） 地下三层 老防汛墙 联风障（已建成） 底板厚1.0m，钢管柱基础 5=标高亲水平台 黄滑江 亲水平台边线 图2基坑与现状环境总平面图 1 建筑结构 基坑西侧为两栋优秀历史建筑红楼（建于1911 理，并在围护结构施工前，对厚填土、旧基础、障碍 年）和灰楼（建于1941年），红楼距离基坑开挖边线 物进行挖除及换填处理. 8.6m，灰楼距离基坑开挖边线9.2m. 红楼为3层砖木 2总体设计方案 结构商住楼，基础为墙下大放脚条形基础，基础埋深 考虑到本基坑工程面积大、周围环境条件复杂， 约为2.2m：灰楼为6层混凝土结构，基础形式为钢筋 且项目工期要求十分严格，同时基坑周边可用场地十 混凝土片筏木桩，埋深约1.50m. 分狭小，因此本基坑采用分区顺逆结合的总体设计方 基坑南侧邻近黄浦江，东侧邻近虹口港，整个区 案. 本工程分为3个基坑先后实施（图1和图5），先 域分布有防汛墙. 新防汛墙和亲水平台已施工完成（图 施工西侧1号基坑，待1号基坑地下室结构完成后上 3）. 新防汛墙施工完成后，原有老防汛墙底板已大部 下同步逆作施工2号基坑，最后顺作开挖3号基坑. 分拆除. 老防汛墙下方尚遗留有大量的块石、本桩、 具体施工步骤如下： 板桩等地下障碍物. Stepl：场地平整，施工硬地坪后进行隔离系统、 2标路来水平白曾 新建防汛境 止水唯幕、围护桩等的施工. 流地底板 Step2：待1号基坑周边围护结构施工完成后，依 B18 次架设支撑，开挖1号基坑. 黄浦江 Step3：自下面上依次拆除1号基坑的第四~二支 B2 撑，施工1号基坑的底板~地下一层楼板及换撑. 地下室外墙 B3板 Step4：待1号基坑地下一层结构施工完成并达到 新建钢管（8114) 设计强度的80%后，拆除首道支撑：同时2号基坑开 挖首层土方：1号基坑和2号基坑同步完成首层结构. Step4：待首层结构达到设计强度80%后，1号基 图3防汛墙与本项目地下室关系 坑和2号基坑同时往上施工地上结构，2号基坑同时 1.3地层条件 往下开挖各层土方（即上下同步逆作），施工各层结构 本工程基坑地质条件复杂：场地紧邻黄浦江，遍 楼板. 布①灰色黏质粉土夹淤泥质粉质黏土，俗称江滩土， Step5：待2号基坑基础底板完成后，2号基坑施 土质松散，厚度约6.8~12.1m（图4）. 在江滩土中施 工地下室内衬墙以及封闭出土口：3号基坑依次开挖 工基坑围护结构，易发生孔（槽）壁坍塌的情况，影 各层土方，施工各道支撑. 响成桩（墙）的质量. 并且地下水与黄浦江江水存在 Step6：3号基坑开挖至基底后，及时浇筑基础底 水力联系，受到黄浦江的潮汐影响，基坑止水、降水 板，自下而上依次拆除各道支撑，完成地下结构施工. 要求高，设计施工需综合考虑黄浦江潮汐的影响. Step7：拆除各分区之间的临时隔断，将地下结构 连成整体. 283 281 为增加围护结构刚度，控制基坑变形对周边环境 2.60 的影响，基坑周边采用厚度为1000mm的地下连续墙 易近精土央足医激质土（土）①） 作为围护结构，地下连续墙既作为基坑开挖阶段的挡 11.30 1.80 1.40 土止水构件，同时作为永久使用阶段地下室结构外墙， 基位置29 形粉土 18.30 ④ 14.10 即两墙合一. 黏土 @1 为减小地下连续墙成槽施工对周边敏感环境的影 24.10 4.10 24.90 24.50 24.08 粉质药士 响且提高围护结构止水能力，确保围护结构施工和基 29_70 29.40 22.50 1-2 29.20 坑的安全，地下连续墙两侧均设置了水泥土搅拌墙槽 秘质称土央数质士 53-1 壁加固兼作坑外止水幕. 根据地下障碍物的分布特 36 60 38.00 37.30 38.10 点以及周边环境的敏感程度，采用如下槽壁加固方案： 粉后黏土 -2 北侧探明无地下障碍物区域采用厚度为800mm的 图4工程地质概况 TRD工法等厚度水泥土搅拌墙作为槽壁加固：南 场地局部存在厚填土、旧基础、地下障碍物等不 侧存在老防汛墙遗留木桩等障碍物，为减小对施工的 良地质现象，需对相应位置的围护结构做适当加强处 影响，同时兼顾邻近黄浦江需增加止水的可靠性，采 2 建筑结构 用厚度为800mm的SMC工法等厚度水泥土搅拌墙作 所示. 为槽壁加固：东南角由于距离防汛墙很近，大型设备 1号基坑设计计算时，重点设计轴力同服系统的 施工对防汛墙扰动较大，为减小围护结构施工对防汛 预应力，以达到微变形控制的要求，保护西侧的优秀 墙的影响，同时增强止水的可靠性，采用施工扰动小 历史建筑. 2号基坑设计计算时，重点考虑南北两侧 的半圆形MIS工法大直径旋喷桩作为槽壁加固. 的不平衡水土压力对围护结构的影响：同时钢立柱和 西侧1号基坑紧邻优秀历史建筑，东侧3号基坑 立柱桩设计计算时，重点分析上部结构的荷载取值， 邻近虹口港，为增强支撑系统刚度，控制围护结构变 确保递作开挖过程中上部结构的安全. 3号基坑设计 形，这两个基坑均设置多道水平支撑顺作开挖：中间 计算时，重点考虑东侧、南侧有限的水土压力与北侧 2号基坑面积大，上部结构工期要求紧，采用考虑装 水土压力不均衡对支撑系统的影响，确保东侧和南侧 修荷载的上下同步逆作法实施. 基坑支护剖面如图6 防汛墙的安全. （1价3钢） 1号基坑 （上下同步运作） 2号基坑 （3道经支摔） 3号基坑 灰 6层 红楼 3层 新防汛增（已建成） 底板厚1.0m，钢管柱基础 5标高亲水平台 防汛墙墙身 黄浦江 亲水平台边线 图5基坑分区示意图及支撑平面图 1号基统 红楼 (13） （上下网步逆作) 2号基坑 3号基坑 U 身地土 上支 配权土支控 大直径高压旋响桩 81 土支排 粉质枯土夹涨配所粉新粘土 轴力间服钢支撑 (Z江准) 隔爽柱 轴力间服钢支控 等厚应水泥土搅拌 等原应水泥土授排墙 拍水泥土报排 (SIC工法) 土 粉规粘土 粉近粘土夹转近粉土 41.000 粉粘士 40.c0 43.00 图6基坑支护方案剖面示意图 3上下同步逆作 不同，考虑完成50%~80%：机电安装考虑完成1~4 3.1上下同步逆作设计 个楼面，考虑装修荷载后，桩柱结构的荷载增加约 2号基上下同步逆作结构模型如图7所示. 在荷 20%~30%. 由于荷载的增加，为避免荷载突然增大以 载设计时，考虑的上部结构做完：幕墙根据楼栋 及荷载分布的不均匀对桩柱产生不利影响，以及逆作
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