建筑期刊投稿基坑開挖對相鄰歷史建筑的影響

　　在建筑工程的施工中，基坑工程是很重要的一項工程，基坑工程建設(shè)的是否到位也關(guān)系到整棟建筑的安全性和壽命。本文是一篇建筑期刊投稿范文，主要論述了基坑開挖對相鄰歷史建筑的影響。

　　摘要：城市地下空間開發(fā)和利用已成為當(dāng)代城市建設(shè)發(fā)展不可避免的趨勢，而城市歷史建筑又是不可替代的建筑，為保護(hù)歷史建筑，就必須研究和解決城市地下工程施工對其所涉及到的歷史建筑影響問題。結(jié)合工程實例，運(yùn)用層次分析法分析基坑工程施工對鄰近歷史建筑的風(fēng)險，并評判風(fēng)險等級，再根據(jù)風(fēng)險等級采用相應(yīng)對策，以解決和控制城市地下工程施工對鄰近歷史建筑的影響問題。研究成果可供類似工程參考。

　　關(guān)鍵詞：歷史建筑,基坑工程,層次分析法,風(fēng)險評判,對策

　　1工程概況

　　1.1基坑概況上海國際舞蹈中心項目包括了4棟新建單體(1#～4#樓)，均為24m以下多層建筑;1#～4#樓地下1層地下室與地下車庫連為整體，地上總建筑面積約44890m2，地下建筑面積約40040m2。劇院為框架抗震墻結(jié)構(gòu)，其余建筑為框架結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，工程樁采用φ600mm鉆孔灌注樁。本工程基地區(qū)位條件優(yōu)越，位于上海最大的外籍人士聚居區(qū)——長寧區(qū)虹橋地區(qū)，地處虹橋路歷史文化風(fēng)貌保護(hù)區(qū)核心保護(hù)范圍，周邊歷史氛圍濃厚，更被多幢市級優(yōu)秀歷史建筑所環(huán)繞，保護(hù)等級均較高，且距離基坑很近。周邊建筑與本基坑工程關(guān)系如圖1所示。基坑周邊共有圖1中所示的6#～11#共6棟上海市優(yōu)秀歷史建筑，其上部結(jié)構(gòu)形式均為1層或2層的磚混結(jié)構(gòu)，且均為條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)邊線距基坑邊線最近僅有3.712m。1.2基坑工程與歷史建筑的關(guān)系本建設(shè)場地原為上海舞蹈學(xué)校和上海舞蹈團(tuán)舊址，在拆除老建筑物的基礎(chǔ)上新建4棟3～4層建筑，因此，場地用地面積和四周紅線很受影響。基坑工程與保留的歷史建筑地理位置關(guān)系復(fù)雜，基坑工程凸顯如下特點(diǎn)。1)環(huán)境保護(hù)要求高。基坑周邊分布有6棟市級優(yōu)秀歷史建筑，離基坑邊線距離均在1倍開挖深度以內(nèi)，其中南側(cè)10#樓距離基坑邊線最近為4.027m，并且歷史建筑分布在基坑四周。2)基坑形狀極不規(guī)則。受場地條件的限制，基坑的形狀極不規(guī)則，給基坑支護(hù)設(shè)計中的支撐布置帶來困難。同時，基坑開挖會從多個側(cè)面影響同一棟歷史建筑，會產(chǎn)生疊加影響。3)基坑開挖面積大，存在2個挖深。本工程1層基坑總面積約26609m2，其中包含2層基坑面積約14428m2。1層挖深6.4m，2層挖深10.8m，坑內(nèi)標(biāo)高各異，需要分坑組織施工，施工的流程與基坑支撐內(nèi)力的傳遞路徑關(guān)系復(fù)雜，有4棟歷史建筑受2層地下室開挖影響。4)施工組織難度大。擬建場地地處虹橋路歷史文化風(fēng)貌保護(hù)區(qū)核心保護(hù)范圍，被多幢優(yōu)秀歷史建筑環(huán)繞，三面鄰近交通道路，場地條件十分緊張，給施工中的材料堆場、交通組織等帶來較大的困難。同時基坑開挖、基礎(chǔ)施工也給歷史建筑帶來不利影響。本基坑工程的設(shè)計與施工，不可避免地會對基坑周邊6棟歷史建筑產(chǎn)生不利影響，存在一定的風(fēng)險，而且此風(fēng)險具有復(fù)雜性和不確定性。為降低和消除風(fēng)險，首先必須找到對歷史建筑影響較大的風(fēng)險源，然后通過有效對策，對風(fēng)險實施控制，以達(dá)到保護(hù)歷史建筑的目的。本文采用層次分析法對基坑工程影響周邊歷史建筑的風(fēng)險進(jìn)行分析。

　　2層次分析法理論與模型

　　2.1層次分析法簡介層次分析法(AHP)是美國學(xué)者TLSaaty于20世紀(jì)70年代提出的一種簡便、靈活、實用的多準(zhǔn)則評價方法，它將一個復(fù)雜問題分解成若干組成因素，按支配關(guān)系形成層次結(jié)構(gòu)，再用兩兩對比確定對策方案的相對重要性。層次分析法的重要特色是將定性分析和定量分析相結(jié)合，能夠用數(shù)量的形式來處理和表達(dá)主觀判斷，為科學(xué)決策提供理性、半定量依據(jù)。基坑開挖對歷史建筑影響的分析評價思路與步驟為：首先根據(jù)歷史建筑的影響因素建立分層遞進(jìn)的層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造兩兩判斷矩陣，然后先后計算單一準(zhǔn)則下和目標(biāo)準(zhǔn)則下的風(fēng)險因素權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗，最后得到影響歷史建筑因素的風(fēng)險分類[1]。2.2分析模型基坑開挖和基礎(chǔ)施工對歷史建筑的影響，既與歷史建筑本身的設(shè)計與使用狀況及其環(huán)境有關(guān)，又與基坑設(shè)計方案和施工方案有關(guān)。總結(jié)分析大量工程實例，可以得到圖2所示的分析模型。

　　3實例分析

　　3.1影響因素風(fēng)險計算根據(jù)圖2所示的分析模型，采用Saaty的1～9標(biāo)度，通過專家打分法構(gòu)建兩兩比較判斷矩陣。專家的評判標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)自己多年從事基坑支護(hù)設(shè)計與施工的實踐經(jīng)驗，并結(jié)合實際工程的周邊環(huán)境、歷史建筑物現(xiàn)狀、基坑設(shè)計和施工方案等情況所作出的綜合比較判斷。下面以10#樓為例詳細(xì)介紹計算分析過程。10#樓為上海市優(yōu)秀歷史建筑，該建筑為2層磚混結(jié)構(gòu)，無地下室。目前建筑外邊線西北角距離本工程基坑最近，距離為4.027m。該棟歷史建筑基礎(chǔ)形式為條基，基礎(chǔ)邊線超出外墻0.315m，基礎(chǔ)埋深1.19m。10#樓檢測現(xiàn)狀：樓保護(hù)較好，未見明顯損傷;房屋東西向平均傾斜率0.119%、最大向西傾斜0.205%，南北向平均傾斜率0.108%、最大向北傾斜0.222%，低于DGJ08-108—2004《優(yōu)秀歷史建筑修繕技術(shù)規(guī)程》中一級修繕的臨界值(0.700%)。10#樓保護(hù)要求為：在保持原有建筑整體性和風(fēng)格特點(diǎn)的前提下，允許對建筑外部作局部適當(dāng)?shù)淖儎?允許對建筑內(nèi)部作適當(dāng)變動;內(nèi)部重點(diǎn)保護(hù)部位為空間格局及原有裝飾。3.2風(fēng)險歸類從影響因素來看，基坑開挖對歷史建筑的影響從大到小排序為：基坑設(shè)計風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、建筑物本身風(fēng)險、施工風(fēng)險。具體可以根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合風(fēng)險因素的特征，將風(fēng)險分為表2所示的4類。從表2可以看出，對歷史建筑影響最大的因素是基坑挖深，因為基坑開挖深度決定對周邊環(huán)境影響的范圍，這一因素是最基本的、原發(fā)性的，因為一切均由基坑開挖而引起的;然后才是歷史建筑與支護(hù)體系的剛度、與基坑的距離、歷史建筑基礎(chǔ)形式等因素。其中支護(hù)體系的剛度是人為設(shè)計的，也是可調(diào)控的，距離和方位也可調(diào)控，但人們的選擇余地不大。3.3對策分析評價基坑開挖對歷史建筑影響的目的是控制風(fēng)險，保護(hù)歷史建筑。針對表2中的風(fēng)險分類，對于重要和較為重要的風(fēng)險，在規(guī)劃、設(shè)計和施工整個過程中都必須予以關(guān)注和預(yù)警，有時必須從源頭上加以控制，這樣能起到事半功倍的效果。一般風(fēng)險和次要風(fēng)險是可以接受的風(fēng)險，通過提高風(fēng)險意識，加強(qiáng)管理，就能化解風(fēng)險。下面主要針對重要和較為重要的風(fēng)險提出對策(表3)[3]。

　　4結(jié)論與建議

　　1)在歷史建筑附近興建建筑物時，特別是地下空間的開發(fā)利用，在規(guī)劃、基坑設(shè)計和施工整個階段，都必須重視基坑開挖和基礎(chǔ)施工對歷史建筑的影響，并事前作出風(fēng)險評價，必要時為保護(hù)歷史建筑，應(yīng)修改、調(diào)整規(guī)劃。2)從影響因素來看，基坑開挖對歷史建筑的影響從大到小排序為：基坑設(shè)計風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、建筑物本身風(fēng)險和施工風(fēng)險。基坑設(shè)計因素是最基本的因素，一切風(fēng)險皆由基坑開挖引起的。從源頭控制風(fēng)險往往能事半功倍。3)基坑開挖對歷史建筑有重要風(fēng)險的因素為：基坑挖深、支護(hù)體系剛度和距離。對于基坑開挖深度能淺則淺，盡量減小挖深;在設(shè)計基坑支護(hù)體系時，應(yīng)以歷史建筑變形控制為準(zhǔn)則來設(shè)計支護(hù)體系，使支護(hù)體系的剛度滿足環(huán)境變形要求。4)基坑開挖對歷史建筑有較為重要風(fēng)險的因素為：歷史建筑的基礎(chǔ)形式、地質(zhì)條件、平面形狀和分區(qū)面積大小。這4個風(fēng)險可通過施工措施加以解決。對基礎(chǔ)較差的歷史建筑，可采用基礎(chǔ)托換、加固等方式加固基礎(chǔ)，提高其基礎(chǔ)抵抗基坑開挖擾動影響的能力。針對基坑開挖的時空效應(yīng)，可通過分坑或分塊、分區(qū)施工來控制時空效應(yīng);對地質(zhì)條件差的區(qū)域，可通過對基坑坑內(nèi)土體加固、歷史建筑基礎(chǔ)加固、托換等措施來改善土層力學(xué)性質(zhì)，從而起到減小基坑開挖對歷史建筑影響，保護(hù)歷史建筑的目的。5)在基坑工程和基礎(chǔ)工程的設(shè)計與施工過程中，應(yīng)重視環(huán)境監(jiān)測與信息反饋分析，加強(qiáng)施工管理，并應(yīng)準(zhǔn)備好應(yīng)急預(yù)案，控制一般風(fēng)險和次要風(fēng)險，防止一般風(fēng)險和次要風(fēng)險轉(zhuǎn)變成重要風(fēng)險和較為重要風(fēng)險。
　　建筑科學(xué)論文投稿期刊推薦：《建筑技術(shù)》本刊任務(wù)是：交流建筑技術(shù)新經(jīng)驗，推廣建筑科技新成果，介紹國內(nèi)外建筑新技術(shù)，促進(jìn)建筑管理現(xiàn)代化，貫徹建筑科技法規(guī)，研討建筑技術(shù)政策，傳播建筑科技信息，開發(fā)建筑技術(shù)市場，為我國建筑業(yè)的科技進(jìn)步服務(wù)，為我國建筑市場的繁榮和發(fā)展服務(wù)，為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。本刊為專業(yè)技術(shù)刊物。報道應(yīng)用建筑科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果。主要欄目有施工技術(shù)、建筑設(shè)計、工程實例、建筑材料、建筑機(jī)械、工業(yè)建筑、混凝土制品、建筑裝飾、建筑節(jié)能、設(shè)備安裝、工程質(zhì)量等。讀者對象為建筑企事業(yè)單位和建設(shè)單位從事建筑科技和管理工作的中高級人員。獲獎情況：首家國家期刊獎獲獎期刊；第二屆全國優(yōu)秀科技期刊評比一等獎；全國優(yōu)秀科技期刊評比二等獎；中國期刊方陣“雙高”期刊。