摘要：城市地下空间开发和利用已成为当代城市建设发展不可避免的趋势，而城市历史建筑又是不可替代的建筑，为保护历史建筑，就必须研究和解决城市地下工程施工对其所涉及到的历史建筑影响问题。结合工程实例，运用层次分析法分析基坑工程施工对邻近历史建筑的风险，并评判风险等级，再根据风险等级采用相应对策，以解决和控制城市地下工程施工对邻近历史建筑的影响问题。研究成果可供类似工程参考。
关键词：历史建筑；基坑工程；层次分析法；风险评判；对策
1工程概况
1.1基坑概况上海国际舞蹈中心项目包括了4栋新建单体（1#～4#楼），均为24m以下多层建筑；1#～4#楼地下1层地下室与地下车库连为整体，地上总建筑面积约44890m2，地下建筑面积约40040m2。剧院为框架抗震墙结构，其余建筑为框架结构。基础采用桩筏基础，工程桩采用φ600mm钻孔灌注桩。本工程基地区位条件优越，位于上海最大的外籍人士聚居区——长宁区虹桥地区，地处虹桥路历史文化风貌保护区核心保护范围，周边历史氛围浓厚，更被多幢市级优秀历史建筑所环绕，保护等级均较高，且距离基坑很近。周边建筑与本基坑工程关系如图1所示。基坑周边共有图1中所示的6#～11#共6栋上海市优秀历史建筑，其上部结构形式均为1层或2层的砖混结构，且均为条形基础，基础边线距基坑边线最近仅有3.712m。1.2基坑工程与历史建筑的关系本建设场地原为上海舞蹈学校和上海舞蹈团旧址，在拆除老建筑物的基础上新建4栋3～4层建筑，因此，场地用地面积和四周红线很受影响。基坑工程与保留的历史建筑地理位置关系复杂，基坑工程凸显如下特点。1）环境保护要求高。基坑周边分布有6栋市级优秀历史建筑，离基坑边线距离均在1倍开挖深度以内，其中南侧10#楼距离基坑边线最近为4.027m，并且历史建筑分布在基坑四周。2）基坑形状极不规则。受场地条件的限制，基坑的形状极不规则，给基坑支护设计中的支撑布置带来困难。同时，基坑开挖会从多个侧面影响同一栋历史建筑，会产生叠加影响。3）基坑开挖面积大，存在2个挖深。本工程1层基坑总面积约26609m2，其中包含2层基坑面积约14428m2。1层挖深6.4m，2层挖深10.8m，坑内标高各异，需要分坑组织施工，施工的流程与基坑支撑内力的传递路径关系复杂，有4栋历史建筑受2层地下室开挖影响。4）施工组织难度大。拟建场地地处虹桥路历史文化风貌保护区核心保护范围，被多幢优秀历史建筑环绕，三面邻近交通道路，场地条件十分紧张，给施工中的材料堆场、交通组织等带来较大的困难。同时基坑开挖、基础施工也给历史建筑带来不利影响。本基坑工程的设计与施工，不可避免地会对基坑周边6栋历史建筑产生不利影响，存在一定的风险，而且此风险具有复杂性和不确定性。为降低和消除风险，首先必须找到对历史建筑影响较大的风险源，然后通过有效对策，对风险实施控制，以达到保护历史建筑的目的。本文采用层次分析法对基坑工程影响周边历史建筑的风险进行分析。
2层次分析法理论与模型
2.1层次分析法简介层次分析法（AHP）是美国学者TLSaaty于20世纪70年代提出的一种简便、灵活、实用的多准则评价方法，它将一个复杂问题分解成若干组成因素，按支配关系形成层次结构，再用两两对比确定对策方案的相对重要性。层次分析法的重要特色是将定性分析和定量分析相结合，能够用数量的形式来处理和表达主观判断，为科学决策提供理性、半定量依据。基坑开挖对历史建筑影响的分析评价思路与步骤为：首先根据历史建筑的影响因素建立分层递进的层次结构模型，构造两两判断矩阵，然后先后计算单一准则下和目标准则下的风险因素权重，并进行一致性检验，最后得到影响历史建筑因素的风险分类[1]。2.2分析模型基坑开挖和基础施工对历史建筑的影响，既与历史建筑本身的设计与使用状况及其环境有关，又与基坑设计方案和施工方案有关。总结分析大量工程实例，可以得到图2所示的分析模型。
3实例分析
3.1影响因素风险计算根据图2所示的分析模型，采用Saaty的1～9标度，通过专家打分法构建两两比较判断矩阵。专家的评判标准是根据自己多年从事基坑支护设计与施工的实践经验，并结合实际工程的周边环境、历史建筑物现状、基坑设计和施工方案等情况所作出的综合比较判断。下面以10#楼为例详细介绍计算分析过程。10#楼为上海市优秀历史建筑，该建筑为2层砖混结构，无地下室。目前建筑外边线西北角距离本工程基坑最近，距离为4.027m。该栋历史建筑基础形式为条基，基础边线超出外墙0.315m，基础埋深1.19m。10#楼检测现状：楼保护较好，未见明显损伤；房屋东西向平均倾斜率0.119%、最大向西倾斜0.205%，南北向平均倾斜率0.108%、最大向北倾斜0.222%，低于DGJ08-108—2004《优秀历史建筑修缮技术规程》中一级修缮的临界值（0.700%）。10#楼保护要求为：在保持原有建筑整体性和风格特点的前提下，允许对建筑外部作局部适当的变动；允许对建筑内部作适当变动；内部重点保护部位为空间格局及原有装饰。3.2风险归类从影响因素来看，基坑开挖对历史建筑的影响从大到小排序为：基坑设计风险、环境风险、建筑物本身风险、施工风险。具体可以根据计算结果，结合风险因素的特征，将风险分为表2所示的4类。从表2可以看出，对历史建筑影响最大的因素是基坑挖深，因为基坑开挖深度决定对周边环境影响的范围，这一因素是最基本的、原发性的，因为一切均由基坑开挖而引起的；然后才是历史建筑与支护体系的刚度、与基坑的距离、历史建筑基础形式等因素。其中支护体系的刚度是人为设计的，也是可调控的，距离和方位也可调控，但人们的选择余地不大。3.3对策分析评价基坑开挖对历史建筑影响的目的是控制风险，保护历史建筑。针对表2中的风险分类，对于重要和较为重要的风险，在规划、设计和施工整个过程中都必须予以关注和预警，有时必须从源头上加以控制，这样能起到事半功倍的效果。一般风险和次要风险是可以接受的风险，通过提高风险意识，加强管理，就能化解风险。下面主要针对重要和较为重要的风险提出对策（表3）[3]。
4结论与建议
1）在历史建筑附近兴建建筑物时，特别是地下空间的开发利用，在规划、基坑设计和施工整个阶段，都必须重视基坑开挖和基础施工对历史建筑的影响，并事前作出风险评价，必要时为保护历史建筑，应修改、调整规划。2）从影响因素来看，基坑开挖对历史建筑的影响从大到小排序为：基坑设计风险、环境风险、建筑物本身风险和施工风险。基坑设计因素是最基本的因素，一切风险皆由基坑开挖引起的。从源头控制风险往往能事半功倍。3）基坑开挖对历史建筑有重要风险的因素为：基坑挖深、支护体系刚度和距离。对于基坑开挖深度能浅则浅，尽量减小挖深；在设计基坑支护体系时，应以历史建筑变形控制为准则来设计支护体系，使支护体系的刚度满足环境变形要求。4）基坑开挖对历史建筑有较为重要风险的因素为：历史建筑的基础形式、地质条件、平面形状和分区面积大小。这4个风险可通过施工措施加以解决。对基础较差的历史建筑，可采用基础托换、加固等方式加固基础，提高其基础抵抗基坑开挖扰动影响的能力。针对基坑开挖的时空效应，可通过分坑或分块、分区施工来控制时空效应；对地质条件差的区域，可通过对基坑坑内土体加固、历史建筑基础加固、托换等措施来改善土层力学性质，从而起到减小基坑开挖对历史建筑影响，保护历史建筑的目的。5）在基坑工程和基础工程的设计与施工过程中，应重视环境监测与信息反馈分析，加强施工管理，并应准备好应急预案，控制一般风险和次要风险，防止一般风险和次要风险转变成重要风险和较为重要风险。
作者：朱伟 单位：上海建工房产有限公司
