南京东路179地块改建项目为沪上曾经赫赫有名的中央商场,包括4组7幢上世纪20年代的老建筑,其中还要在既有建筑下方增设5层地下室,是二建集团既有建筑改造集大成的项目。
1 工程背景
本项目位于上海市黄浦区179 街坊,“中华商业第一街”南京东路东段南侧,江西中路、四川中路之间,距离“万国建筑博览群”外滩仅有一个街区之隔,属外滩历史文化风貌保护区范围。
项目建设场地内有保护保留建筑:沿南京东路的美伦大楼(由东南西北四幢大楼组成,其中美伦大楼北楼为上海市优秀历史建筑,保护等级三类)、沿江西中路靠近九江路的新康大楼、四川中路与南京东路口的中央商场大楼和场地东南部紧靠中央大厦西侧的华侨大楼。
设计方案遵循“尊重历史,重现风貌,提升形象,完善功能”的理念,通过新建建筑对原场地界面进行完形,并采用玻璃顶盖覆盖场地中原先的十字街及中心广场,半室内的空间和谐宜人。新建及还建建筑采用现代风格,强调材料质感与细部设计,放弃古典风格繁琐的雕饰做法,讲求在形体、尺度、色彩、质感等各方面与历史建筑相协调而又易于区分。
钢结构顶棚位于地块核心区域,由1座玻璃顶盖及4个方向的十字连廊组成,玻璃顶盖由纵向主、次连杆、内圈梁、外圈环梁及次梁组成,顶盖直径近45m,通过结构立柱与周边大楼以及地面连接。
2 工程难点
1 外墙保护
本地块涉及建筑均需要在保留外墙风貌的前提下对内部结构进行更新重建和改建,改造难度大。
其中,新康大楼保留外墙高约30m,在保留原结构三面外墙的同时,需要拆除原结构体系,在内部新建五层地下室,上部结构改建为十层。涉及工序繁多,各个工序之间相互影响,时间与空间存在一定的矛盾,风险较大。
2 环境保护要求高
1)本工程北临地铁2号线,美伦大楼及中央商场北侧外墙距地铁隧道仅2米,隧道附近钻孔桩基成孔时易坍孔、缩径,会对地铁隧道产生影响。地下五层基坑边线距地铁43米,位于地铁保护控制范围内,基坑开挖及承压水的处理会对地铁隧道产生影响。
2)本工程地处闹市,地墙深度较深,且周边管线多,施工受周边环境影响大。场地狭小,场地布置比较困难。
3.室内超深基坑施工
本工程基坑开挖深度较深,约23.5m。地下室施工范围包括新康大楼内部,但新康大楼三面外墙保护钢架将对地下室施工带来巨大的不利影响。
3 先进技术工艺
上海建工二建集团在承担“中央商场”建筑群综合更新改造过程中迎难而上,采用多项先进技术与工艺,解决了上述诸多问题。
1.“热水瓶换胆”
即先加固外墙地基,并采用钢结构支撑等临时措施对外墙进行加固保护,更新内部老旧结构,保留建筑外墙、建筑风貌不受影响。
华侨大厦内钢架
美伦大厦外墙保护钢架
No.1外墙基础加固施工
No.2外墙内胆施工
No.3保留外墙顶部临时加固钢架施工
No.4内部结构拆除
No.5内部基础施工
No.6内部结构施工
2.低净空钻孔灌注桩架
是改建项目中积极研发应用的一项适用既有建筑内部桩基施工的实用型装备。由于在既有建筑内部进行打桩加固,传统钻孔灌注桩桩架较高,无法进入建筑内部,另一方面建筑内部由于有梁柱等既有结构,对桩架进行移动也极其不便。二建集团通过不断试验和改进,研发应用了低净空钻孔灌注桩架,使得既有建筑内部打桩成为现实,即减少了泥浆污染,也降低了震动对既有建筑的影响。
新“成孔钻机” 的特点
1.低净空:设备全高度仅6.7m,可适应于“低净空”作用场地;
2.自行走:可进行机架升放、行走与旋转、水平等;
3.高效快速:2-3小时内可完成45米的桩基的成孔;
4.零距离:承载力较大,无需反力,可实现零距离打桩。
项目施工实景
3.基础托换
本工程为老建筑改建施工,所有的基础施工是基于对老建筑改施的整体加固,工程中将采取基础托换这一施工手段来进行改建加固。
本项目外墙托换使用基础加固梁以及钻孔灌注桩加固。通过相应技术,解决了基础梁分段施工、新老基础冲突处理、外墙基础梁施工对周边环境的保护等一系列施工难题。
基础施工总流程:地板面层破除——桩基施工——土方开挖——垫层施工—— 夹墙梁施工——基础梁施工。
保护建筑原有基础形式
新基础夹墙梁钢架施工
4.室内超深基坑施工技术
4.1室内超深TRD工法施工技术
TRD工法(Trench-Cutting& Re-mixing Deep Wall Method),其基本原理是利用链锯式刀具箱竖直插入地层中,然后作水平横向运动,同时由链条带动刀具作上下的回转运动,搅拌混合原土并灌入水泥浆,形成一定厚度的墙。其主要特点是稳定性好、成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好。
槽壁加固采用800mm厚TRD工法施工,外侧TRD深44米,内侧TRD深度44米。TRD施工深度较深,对周边影响较大。
800厚TRD,深44m,距永久外墙2.5m
4.2 室内超深地墙施工技术
由于30米限高,地墙钢筋笼分段吊装,坑内高压旋喷加固,加固范围从B2板至坑底5m。在实际施工中正确选择成槽方法及接头形式,加强导墙及钢筋笼的施工质量,控制好泥浆密度、成槽垂直度、水下混凝土灌注、接头处理等关键工序,能达到较高的施工质量。
地墙厚1.2m,深52m,距永久外墙3.3m
新康内部地墙钢筋笼将分为4段,每段长17米。永久结构取土口上方2层钢梁不架设,方便挖土施工。
4.3 逆作法深基坑施工技术
逆作法工艺的必要性
1、现场场地狭小,施工有效平面组织的需要。
2、有限使用场地下,基坑建筑面积最大化。
3、保护基坑边界外过近的建筑物和重要道路。
4、基坑环境变形控制最有效的工艺。
5、施工时减小对周边居民的影响。
永久钢结构框架挖土前吊装
4 结语
经过精心修缮改造,二建集团的项目团队完成了中央商场的蜕变,在保持它最初古朴、优雅、精美的外观面貌的同时,成功对其进行整体性功能性改造,让这座老上海的城市地标焕发出新的活力,真正成为集高端商业、金融办公为一体的多元复合活力街区。
既有建筑改造的每一个改造案例都有独特性,在城市更新改造过程中,上海建工始终坚持尊重历史,还原真实的历史建筑和故事,创造宜居空间、延续城市文脉、维系文化基因。结合历史传承、区域文化、时代要求,打造城市精神。
本文由上海建筑工程逆作法工程技术研究中心独创,转载请注明。
(转载自:逆作法工程中心)