城市更新中的建筑结构体系改造

吴晓光

上海海鸥控股 (集团 )有限公司 201103

摘要：城市更新是以全新的城市功能替换功能性衰败的物质空间，使之重新发展和繁荣。历史建筑作为城市的一张名片，记载着这座城市的历史，但由于建成年代久远，使用过程中多有加建和改建过程，同一建筑中存在多种结构形式混用的情况。城市历史建筑的结构体系改造，无论是结构体系置换还是地下空间的开发，或者是建筑移位，对于建筑来说，是一种“外科手术”式的改造。当改造顺利完成后，建筑本身或是建筑周边的空间都是一种“新生”。

关键词：城市更新，历史建筑改造 Abstract: Urban renewal is to replace the declining material space with new urban functions to make it develop and prosper again. As a business card of the city, historical buildings record the history of the city. However, due to the long history of construction, there are many processes of addition and reconstruction in the process of use, and there are many mixed structural forms in the same building. The structural system transformation of urban historical buildings, whether it is the replacement of structural system or the development of underground space, or the displacement of buildings, is a kind of "surgical" transformation for buildings. When the renovation is successfully completed, the building itself or the space around the building is a kind of "rebirth". Key words: urban renewal, reconstruction of historical buildings

1、工程概况

背景工程位于北海路247号，处于人民广场片区，位于北海路与云南中路交叉口，北侧及东侧紧贴公共道路，西侧与现有建筑间距不足3米内部道路（场地）隔壁为居民住宅区，南侧为明珠中学，仅一墙之隔。西侧为居民住宅区。东北侧为海通证券大厦，东南侧为港泰广场。

本项目工程是对始建于1923年的茉莉花剧场进行改造，以更新内部设施、消除安全隐患。剧场占地面积1082㎡，建筑面积为2254㎡。

本工程建设单位是上海市工人文化宫，工程管理（监理）单位为上海建科工咨询有限公司，设计单位是上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司，施工总包单位为上海建工一建集团有限公司。

2、改造过程中需解决的问题

本施工内容包括建筑平面布局的局部调整（包括部分结构改造）、立面修缮及屋面翻新，现有门窗的置换，室内强弱电系统、给排水系统、消防系统及暖通系统的更新，室内装饰拆除后的翻新。

由于本建筑建成于上世纪20年代，至今已有90余年，建筑结构出现一定程度的老化、损坏现象，且建筑落成时限于科技及经济水平建筑未进行抗震处理。本次改造结构加固主要包括对老化、损坏构建的修复以及增加抗震措施两方面。基础加固采用新增部分条形基础以及扩大部分旧基础两种形式，结构柱加固采用扩大截面法进行加固，梁板主要采用粘贴碳纤维及型钢进行加固。

3、项目特点、难点

3.1 建筑建成年限较久，结构加固是工程重点之一

本项目工程建成于上世纪20年代，受当时科技、经济条件所限建筑结构无法满足目前规范要求与使用功能所需。为使茉莉花剧场能满足新的使用、结构安全需要，本工程的结构加固必须做到尽善尽美。

3.2 地理位置与交通条件给项目施工带来制约

本项目工程位于人民广场历史风貌区内，周边道路（北海路、云南中路）较为狭窄，大型车辆无法进入，施工过程中材料进场、建筑垃圾清运、施工噪音及扬尘等控制需要重点控制。

3.3 与周边居民楼、学校仅一墙之隔，文明施工要求极高

本项目位于人民广场片区，位于北海路与云南中路交叉口，茉莉花剧院作为历史建筑，剧院北侧及东侧紧贴公共道路，剧院西侧与现有建筑间距不足3米内部道路（场地）隔壁为居民住宅区，南侧剧院为明珠中学，仅一墙之隔。西侧为居民住宅区。东北侧为海通证券大厦，东南侧为港泰广场。因此本工程的施工，尤其是拆除、加固、外立面修缮等工程的文明施工的要求极高。

3.4 施工场地有限，现场平面布置较困难

本工程可用场地十分有限，可用于本工程的场地仅为茉莉花剧场室内部分及西侧的部分人行通道，现场平面布置较为困难。

4、主要及关键技术方案

4.1 拆除施工方案

本工程的拆除内容主要包括现有结构拆除、室内装饰、现有机电及消防系统、部分室内隔墙三个方面。考虑到本工程施工周边环境的限制以及文明施工的需求，本工程拆除主要采用静力切割拆除的方法进行拆除。

（1）拆除原则

按照“室内装饰→机电及消防系统→部分室内隔墙→结构改造”的顺序组织拆除，按楼层依次从上至下进行拆除。具体拆除工作亦由上向下逐步拆除，拆除前做好防护工作。拆除中辅以洒水降尘措施，非施工人员严禁进入拆除区。

（2）楼板拆除要点

楼板拆除采用静力切割的方式进行拆除，楼板拆除前首先对切割板块的大小、顺序进行划分与规划，原则上切割板块大小不超过300mm×1000mm，并在切割前首先采用膨胀螺栓与反力架固定切割的板块。

切 割完成后的建筑垃圾集中至垃圾堆放点进行堆放，随后根据垃圾清运安排隔天清运出场。

（3）隔墙拆除要点

墙体拆除过程中划定拆除施工区，除拆除施工人员外其他人员一律不得进入拆除施工区，由专职监护人全程监督，确保拆除过程中的安全。

拆除后建筑垃圾清运：每日墙体拆除施工完成后，将大块的垃圾用大锤敲碎，将所有的垃圾用垃圾袋装运成袋。保持拆除墙体范围内无垃圾，将施工现场清理干净。

4.2 基础加固

本工程基础加固主要包括新增条形基础以及加固原有基础两种形式。

（1）基础原始结构状态

原结构为1922-8月设计的独立承台，上部框架结构体系，经历次结构改造，图纸与现场有局部不符现象。

（2）基础加固范围及主要技术参数

本工程基础加固范围及做法，详见下图；

4.3 结构加固

本工程结构加固主要包括扩大截面加固法（柱、梁加固）及粘贴碳纤维加固法（楼板加固）两类。

（1）扩大截面加固法

扩大截面加固法主要用于本工程的梁柱加固。

扩大截面法加固所用钢筋主要为三级钢，采用搭接、绑扎固定（与楼板交界处采用植筋固定）。模板采用木模板，并采用钢管固定。钢筋绑扎固定完成、模板铺设完成后进行隐蔽验收，通过后进行混凝土浇筑工作。

扩大截面法加固所用混凝土等级应为C30，采用商铺混凝土浇筑（当扩大截面部分混凝土厚度小于60mm时，采用喷射混凝土）。混凝土浇筑前首先凿除原结构的粉刷层，清理结构层表面的油污、浮灰等，并对结构层的表面进行凿毛处理。

（2）粘贴碳纤维加固法

粘贴碳纤维加固法主要用于本工程的楼板加固。

碳纤维采用300g（高强级），年贴钱应先凿除构件表面的粉刷层，清除混凝土表面的油污、浮浆。对不平整部位进行打磨或修复处理，转角处打磨成圆弧状（半径不小于25mm）。碳纤维粘贴是应保证粘合层密实无气泡，当多层碳纤维粘贴时应分层进行，保证粘贴平整，减少搭接。粘贴完成后进入养护阶段，养护期间不应触动碳纤维及粘结剂，以防粘结失效。

本工程结构加固的工作包括原有结构构件的加固以及部分柱梁板结构的新建。保留梁柱的加固采用扩大截面法，保留楼板的加固采用粘贴碳纤维法。新建结构与原有结构的连接采用植筋及界面咬合处理实现。

4.3.1结构柱加固

1-2层（±0.00-7.25m标高）结构柱加固包括扩大截面加固与新建两种方式，详见下图；

1-2层（±0.00-7.25m标高）原有结构柱均保留，采用扩大截面法进行加固，除外立面柱为三面加固外其余柱子均为四面加固，以无收缩灌浆料浇筑，钢筋采用直径18-25mm的三级钢（HRB400）。新增结构柱（截面320×320~600×600不等）采用C30混凝土浇筑，钢筋采用直径18-25mm的三级钢（HRB400）。

3层以上至屋面设备层的柱，均为新建结构柱（截面尺寸400×400~700×700不等）。采用C30混凝土浇筑，钢筋也采用直径18-25mm的三级钢（HRB400），箍筋采用直径8-12mm的三级钢（HRB400）。

4.3.2 二、三层结构梁板加固

二、三层结构，保留部位包括：看台区域，看台后方部分走道的楼板，南侧功能用房的部分楼板；2层、3层所有外墙的圈梁，所有保留楼板区域的结构梁。新建梁板结构部位包括：南侧功能用房梁板结构，西侧功能用房梁板结构，看台后侧走道内沿区域梁板结构。具体加固及新增区域如下图所示：

保留部分梁采用扩大截面法（四面扩大）进行加固处理，以无收缩灌浆料浇筑，钢筋采用直径16-25mm的三级钢（HRB400）。保留部分楼板采用底部粘贴碳纤维法进行加固。

新建部分：二、三层新建梁板部分采用C30混凝土，截面尺寸250×400mm~300×600mm不等，梁的主筋采用直径16-20mm的三级钢（HRB400）作为主筋，箍筋采用直径为8mm的三级钢（HRB400）；楼板厚度为100mm，板的钢筋采用直径8mm的三级钢（HRB400）双向布置。

4.3.3 屋面板及屋面机房结构新建

屋面板及屋面机房结构均为拆除后新建。

4.3.4 室内楼梯新建

本项目原有室内楼梯全部拆除，并于改建过程中新建5部楼梯。

4.3.5 新建结构与保留结构连接处理

本项目结构加固包括保留结构的扩大截面处理与部分新建结构两部分内容。这两部分结构之间的连接应当牢固、可靠，才能保证加固完成后建筑结构体系按设定的方式传力、承载。

①扩大截面部分与原有结构的连接：原有保留结构表面装饰、抹灰层均凿除至混凝土表面，随后将混凝土表面凿毛，截面扩大部分与原有结构之间的握裹力。扩大截面部分钢筋以6mm直径的钢筋（三级钢）作为定位拉筋，采用化学植筋法与原结构固定（定位拉筋布置间距随箍筋间距）。对于混凝土强度小于C20的保留结构构件，定位拉筋改用穿孔对拉后灌浆固定的形式与原结构连接。

②新建结构与原有结构的连接：新建结构钢筋与原有结构的连接主要采用化学植筋的方式，在边缘部位原有结构扩大截面区域，节点区域钢筋应连续布置。新建结构混凝土与原结构的连接，将原结构混凝土凿成锯齿形（凹凸不小于50mm），以增加新老界面之间的连接力。

③纵向主筋的连接：部分结构柱3层（7.25m标高）以下部位为扩大截面加固，3层以上部位为新建结构。这部分新老结构之间的连接，在拆除时将原结构柱的钢筋保留约1m长度，新间结构的纵向主筋采用焊接连接（焊接长度≥新增钢筋的10d）。新建结构内部纵向主筋采用机械连接或焊接，不得采用绑扎方式连接。

5、其他主要措施

5.1 对于地理位置与交通条件给项目施工带来制约

针对性措施：

①分多批进出场：工程材料与建筑垃圾的进出场采用“少量多次”的方法，增加材料及建筑进出场的批次，减少每次进出场材料及建筑垃圾数量，匹配周边道路的交通能力。

②按要求调整进出场时间：根据总施工进度计划、月度施工进度计划测算材料需求计划，以确定工程材料进场周期，并于材料进场当天夜间（晚上22:00之后）通过中型货车运送至工程现场。建筑垃圾每日施工结束后安排专人集中堆放至指定位置，项目部与市政环卫部门联系建筑垃圾外运事宜，计划隔天夜间将建筑垃圾清运出场。

5.2 对于与周边居民楼、学校仅一墙之隔，文明施工要求极高

针对性措施：

①做好通告工作：施工开始前按上海市规定办理相关手续，并以公告形式将施工情况通告周边居民、师生，广泛听取群众意见，对最关心的问题做好相应的解决措施。

②优选施工工艺：从施工工艺选择上开始考虑文明施工因素，选择静力切割、商品混凝土浇筑、管道及装饰半成品预制现场安装等对环境友好的施工工艺，减少施工现场噪音、震动、扬尘的产生。

③必要工序错时施工：对于无法避免的易产生噪音、震动、扬尘的施工工艺（如混凝土振捣），优先安排在非教学、休息时段进行施工（如周中17:00-19:00及周末9:00-11:00、14:00-16:00），减少这些施工噪音、震动带来的影响。

建筑施工作业的噪声可能超过建筑施工现场的噪声限值时，施工单位应在开工前向建设行政主管部门和环保部门申报，核准后方能开工。禁止中午和夜间进行产生噪音的建筑施工作业。由于施工不能中断技术原因和其他特殊情况，确需中午或夜间连续施工作业的，应向建设行政主管部门和环保部门申请，并提前1天向甲方和周边物业管理部门告示夜间施工情况和降低噪声措施，按规定减少噪声排放。由于在项目工程周边有居民区，根据实际施工需要，为了防止在施工阶段产生的噪音对居民有太大的干扰，影响居民日常生活，特在施工中使用低震动、低噪音的施工机具，避免或减少施工噪音和震动。现场装卸物件须轻装慢放，并铺垫草包等降噪物体。

④做好施工围护：外立面施工前首先搭设封闭式脚手架，并采用全封闭的阻燃防尘密目网进行围护，同时在必要处搭设人行安全通道，确保周边居民、学生出入的安全。

交通阻碍防治措施：1）车辆进出尽量安排在周边道路相对空闲时间，避开上下班高峰。2）车辆进出期间，安排交通引导员在路口引导，确保安全。3）加强联系沟通，尽量争取获得业主和周边大楼单位的理解，减少因施工带来的矛盾，顺利安全愉快的完成本次建设任务。

5.3 对于施工场地有限，现场平面布置较困难

针对性措施：

①合理规划现有建筑内空间：充分利用茉莉花剧场现有的三个楼层，各个分部工程在楼层之间安排顺序施工，并在施工过程中进行合理的腾挪，充分利用现有的建筑室内场地布置材料堆场、必要的临时施工设施、临水临电与消防照明设施等，满足施工需求。

②部分后勤设施外租解决：对于工人宿舍、食堂、现场办公及会议室等设施，积极寻找本工程附近的替代场所。工人宿舍就近租借住宿；现场办公及会议室在进场后与业主协调借用业主闲置的办公房；工人用餐则由项目部统一安排具有相应营业资质的餐馆每天定时配送，随后指定统一的用餐地点，并在餐后安排专人分类回收处理生活垃圾。

6、实施效果

目前本改建工程基础部分和上部结构部分已经结束，即将进入机电安装和装饰装修阶段，从实施的效果看，取得了我们想要的目标，

城市更新的目标是实现城市未来发展的目标愿景，是城市的理想、审美和价值的体现，城市更新必须注重历史文化的保护。在城市更新过程中应注重历史建筑和城市文脉、空间结构和肌理的保护。不同于其他文物，历史建筑不能只是作为博物馆加以封存，绝大部分历史建筑都应当在使用中保护，但是也需要尊重建筑的真实环境和历史风貌。

☆ ☆ 参考文献 ☆ ☆

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[2] 陆秋平 城市更新工程中的建筑改造和历史风貌保护《建筑施工》2019年第9期1701-1703页

[3] 兆佳宇 浅谈城市更新中的建筑改造 《建筑论坛》2018年第25期3703页

[4] 曾军 当代中国城市更新与城市改造的分析《四川建材》2007年第3期185-186页

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