【编者按】为更高质量推动旧住房更新,传承修缮匠心技艺,守护城市民生福祉,“房可圆”编辑部推出【住房更新,匠心传承】主题专栏,围绕住房更新工作抓示范、树典型。今天请看第五十一期:中海69号地块历史建筑群的保护与深层地下空间开发的关键技术集成

中海地产建国东路69号地块位于上海市黄浦区,由建国东路、黄陂南路、合肥路与顺昌路合围。作为“上海建国东路历史风貌保护及城市更新工程”的核心组成部分,在推进大规模的深层地下空间开发的同时,必须严格遵循“原位保护、最小干预”原则,确保区内8栋历史建筑的结构安全与风貌完整。这要求开发与保护在技术与设计层面实现高度协同。如何实现深层开发与在地保护的统筹兼顾,是项目成功的关键。

为了整个地块地下空间开发的需要,结合周边地块场地标高实际与地层土质情况,需将8栋历史建筑分成4个组团采取整体提升后降落的方式进行原位主动拖换施工,利用格构桩作为提升反力支撑。

主要步骤:先将8栋历史建筑整体提升1.68米,为下部地下空间开发创造一定条件,待下部地下室顶板逆作施工完毕后,再整体降落0.8米,与逆作顶板进行基础连接后开挖地下空间,逆作地下结构。总提升历史建筑群占地面积3458.4㎡

,总建筑面积7528.7㎡,提升总重13800吨。

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作为国内首个历史建筑群原位主动托换开发地下空间项目,项目团队通过核心技术研发与系统集成,依托智能装备与控制技术,成功解决了软土地区深层地下空间开发与历史建筑群保护难以兼容的行业难题。该项目已于2025年10月份顺利完工。

1、可调式与主动托换技术集成

上海地区地质条件复杂,地表约2~3米为地表硬壳层,承载力尚可,但厚度薄,易受扰动破坏;地表下约3-20米为淤泥质软土,埋深20-30米以下分布多层砂性土承压含水层(深层承压水),水量丰富,这种地质环境对托换工程极为不利,极易因地下水变化或施工扰动诱发差异沉降与结构开裂。为此,在主动托换基础上集成可调装置,即可调式主动托换技术:利用桩基提供顶升支撑,不需要安装临时倒换钢支撑,在顶升过程中,千斤顶下部分配梁锚固螺母随时旋紧,在油管及千斤顶故障时建筑物有可靠支撑,而且顶升全过程中精轧螺纹钢始终受拉,任何不均匀沉降均可消除,不存在累积误差。通过主动调节来保证建筑变形要求,避免上部建筑物产生较大的沉降。

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2、提升主动协同分组技术

结合历史建筑群的结构特点与现场复杂的周边环境,项目摒弃了整体提升方案,创新采用“建筑分组、逐步提升”的策略。将整个工程划分为四个独立的提升分组(分组一:45#楼;分组二:47#、49#楼;分组三:46#楼;分组四:48#楼),实现化整为零的精准管控。

针对分组提升面积大、提升高度高、单点荷载不均匀且需精确降落的复杂工况,叠加上海地区软土地基差异化沉降的风险,项目对提升主动系统实施了专项精细化分析:

分组独立闭环控制:各分组提升系统相互独立,互不干扰,有效解决了大跨度建筑整体提升时因“牵一发而动全身”导致的应力集中难题。每个分组内部建立独立的“监测-反馈-调整”闭环,确保各组在建筑群姿态调整时的自主性与安全性。

多组协同降落策略:考虑到后续还需将建筑安全回落就位,系统设计了“分级卸载、分步降落”程序。在降落阶段,各分组按照既定顺序与速率协同作业,避免因局部先着地产生倾覆力矩,确保建筑群在归位过程中始终保持平稳姿态。

针对砌体结构单点荷载分布不均及上海差异化地质带来的沉降风险,在智能液压同步控制技术下,分组后通过高精度传感器实时捕捉各支点位移与荷载变化,自动调节油压输出,实现荷载在各分组间的动态重分布。同时,在提升及停滞阶段,系统主动抵消软土地基可能产生的不均匀沉降量,将落位精度严格控制在毫米级。

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3、桩柱合一逆作开发技术

基于历史建筑群“基础先天不足、现状病害丛生、倾斜超限”的严峻现状,以及上海软土地区“地下水敏感、环境扰动控制严”的特殊工况,项目创新采用“桩柱合一逆作法”进行地下空间开发,从根本上阻断施工对历史建筑的扰动路径:

(1)应对“浅基础+软土地基”:以“桩”代“浅”,重构传力体系:针对历史建筑基础埋深浅、直接坐落于软弱硬壳层的缺陷,利用原位托换技术,将上部砌体结构的荷载通过特制转换构件,直接转移至新施工的“桩柱合一”竖向支承桩上。此举将受力体系由“浅层扩散”变为“深层锚固”,彻底规避了基坑开挖卸荷引起的基底应力释放对原有浅基础的致命影响。

(2)应对“地下水敏感+沉降风险”:逆作封闭,阻隔水力联系:针对上海地面沉降敏感区及深层承压水风险,采用逆作法施工(由上往下逐层开挖与支护)。在地下结构未完成形成整体刚度前,利用已施工的顶板作为隔水屏障,大幅减少基坑暴露时间与面积;同时,桩柱合一体系在开挖过程中即已形成稳定的竖向支撑,无需大规模降水,从源头上消除了因抽排地下水导致的区域性沉降威胁。

(3) 应对“结构病害+倾斜超限”:刚柔协同,同步扶正加固:面对建筑群“屋面漏雨、木构件腐朽、柱脚烂根、墙体松动且倾斜超限”的残损状态,桩柱合一技术提供了“边施工、边纠偏、边加固”的条件。在逆作过程中,利用液压系统对托换结构进行主动姿态调整,在托换新桩的同时逐步纠正原有倾斜;并结合模块化拼装技术,对破损砖墙与腐烂柱脚进行原位置换,实现“基础加固、结构纠偏、病害治理”三位一体完成。

(4)应对“施工扰动”:微扰动作业,隔离环境影响:针对基坑开挖、材料堆载、施工振动等外部风险因素,逆作+桩柱合一工艺将主要施工作业面限定在地下,极大减少了重型机械在地面的运行距离与荷载。上部历史建筑通过桩柱体系与地面形成“软隔离”,有效隔绝了土方开挖与运输带来的振动波传递,确保了在“危房”状态下仍能安全实施深层地下空间开发。

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中海69号地块项目成功实施了历史建筑群的保护和深层地下空间的开发,标志着我国在城市复杂环境下的历史风貌保护和地下空间开发领域取得了重大技术突破。

该项目通过集成“可调式与主动托换技术”“提升主动协同分组技术”以及“桩柱合一逆作开发技术”三大核心技术体系,构建了一套针对软土地区、高敏感历史建筑群的系统性解决方案。它不仅完美诠释了“原位保护、最小干预”的原则,更在工程实践中实现了“保护、开发、修复、加固”的多目标协同。通过创新的分组主动控制策略和逆作施工工艺,确保了8栋历史建筑的结构安全与风貌完整,同时为城市创造了宝贵的深层地下空间资源。

本项目的成功实践,为国内外同类历史风貌区的地下空间开发与遗产保护提供了可复制、可推广的关键技术集成范例和工程实践经验,具有重要的行业引领和示范价值。

资料:天演移位 作者:郑志远

供稿:市修建协会历保专委会 市住宅(修缮)中心

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