第十六届詹天佑大奖入选项目
工程概况
上海自然博物馆工程于2009年9月1日开工，2014年5月30日竣工，总投资20.16亿元。
工程位于上海市静安区山海关路、大田路、慈溪路、静安雕塑公园合围区域，设计灵感来源于活化石“鹦鹉螺”的壳体结构，盘旋而上的绿植屋面从公园内冉冉升起，静动有致的建筑宛如一只“绿螺”。博物馆总基地面积28092m2，建筑面积45086m2，地上三层、地下二层，建筑高度18m，基坑工程包含地铁13号线自然博物馆站及静安60号地块，是上海市中心唯一处于公园之中的市级博物馆，其建设规模、展品存量、展示手段、内外部条件处于国内三大自然博物馆的前列。自然博物馆在自身场馆设计上集成与博物馆建筑特点相适应的生态节能技术，成为绿色、生态、节能、智能建筑的典范。项目通过十二大生态节能技术体系实现上述目标：建筑节能幕墙、绿化隔热外墙及绿化屋面一体化、地源热泵技术、热回收技术、太阳能综合利用、自然通风策略、自然光导光技术、雨水回收系统、绿色照明、绿色建材、生态节能集控管理平台、全寿命研究平台。
工程基坑面积约14400m2，开挖深度约17.5m，基坑外边周长约532m，支护体系采用地下连续墙与4道钢筋混凝土支撑。底板下有13号线一期9标段自然博物馆站区间段南北方向贯穿，区间段长度155m，宽度23m，开挖深度25m，支护体系采用地下连续墙与1道钢筋混凝土支撑、1道Φ609mm钢支撑。在结构上地铁区间段的顶板即自然博物馆的部分底板，2个基坑形成“坑中坑”的组合式基坑，采用“明挖法”施工。
基坑周边环境复杂，基坑东侧为已建成的世博500kV变电站与110kV变电站，离本工程基坑最近距离约20m。基坑西侧主要为居民楼与上海市育才中学教学楼，建筑年代均较为久远，离本工程基坑最近距离仅为10m。基坑南侧为已建成的静安雕塑公园。基坑北侧为在建中的地铁13号线自然博物馆站车站与静安60号地块工程。
工程基坑平面示意图
为基坑剖面图
地下工程施工关键
支撑与栈桥的布置。自然博物馆基坑采用盆式开挖形式，土方开挖主要集中在盆心区域。因此，提高盆心区域土方开挖效率即可有效地加快整体土方开挖速度。根据以往工程施工经验，开挖区域上部支撑栈桥的布置对开挖效率影响较大，如开挖区域上部无支撑栈桥布置，则可在基坑内以及栈桥取土口配置方量较大的开挖、取土机械，从而提高出土效率。反之，则只能配置较小的挖土、取土设备，降低出土效率。因此，本工程朱佳君上海自然博物馆与地铁共建工程基坑的高效施工技术。在支撑栈桥布置时，采用了桁架体系，尽量减少了基坑盆心区域的支撑布置，从而将支撑对盆心区域土方开挖的影响降到最低，提高盆心区域施工效率。
支撑栈桥的布置形式，在空间上使自然博物馆底板施工与地铁区间段土方开挖与结构施工相对独立，相互之间施工牵制较小。在功能上满足了自然博物馆底板与区间段施工可同步进行的施工工况。
支撑栈桥布置
土方开挖分块的划分。自然博物馆基坑采用“盆式，分层、分块、对称、限时”的原则进行开挖。盆边坡顶留土宽度不小于15m，以保证在挖土阶段的坑内被动土压力，同时结合支撑布置形式以及平均日出土量，将每块盆边土划分在2000m3土方左右。在工作量上结合可配备机械、劳动力、材料及周边通行条件，尽可能满足在48h内完成挖土及垫层浇捣、挖土完成后54h内完成分块内混凝土支撑的施工。盆边分块开挖顺序编排，满足在平面上支撑对撑的形成，同时尽可能满足在平面上的连续，为挖土及支撑钢筋施工的连续性带来便利。
在第4皮土（挖至自然博物馆坑底标高）挖土阶段，为满足区间段基坑尽早提前开始施工，故在保持以上开挖原则的前提下，根据地铁区间段首道支撑与自然博物馆底板分块，进行调整。在盆心挖土阶段即优先完成盆心区域内地铁区间段首道混凝土支撑施工，为区间基坑开挖创造条件。
在自然博物馆基坑区域将盆边土划分为6个分块，以盆心为中心两两对称布置。开挖流程上，在盆心开挖后先开挖涵盖剩余区间段范围的盆边分块，使得区间段首道支撑可在最快时间形成。随后，以南侧和北侧分块为起始按分块逆时针方向连续开挖，从而完成自然博物馆基坑的挖土施工。
第4皮土开挖分块
垫层与支撑传力节点。根据上述施工筹划，为满足地铁区间段基坑在自然博物馆基坑开挖完成，区间段首道支撑完成后应立即进行开挖施工的施工工况。在自然博物馆坑底垫层标高面设置一道水平传力带，从而确保自然博物馆基坑的区间段在开挖过程中的基坑安全。通过将地铁区间段首道支撑圈梁顶面与自然博物馆坑底垫层面设置在同一标高，从而使自然博物馆坑底形成一道通畅、有效的传力带。另外，将垫层厚度适当加厚，从而保证传力带的刚度。地铁区间段的开挖，在该结点形成后即可进行，使地铁区间段在自然博物馆两侧底板未形成前进行施工成为可能，有效缩短了工程工期。
支撑与垫层传力节点
上海自然博物馆及地铁区间段共建工程，以高效施工筹划为施工指导依据，通过合理的支撑栈桥布置以及开挖分块划分，使基坑开挖效率达到了良好的效果，日平均出土量达到2000m3。另外，工程施工使地铁区间段开挖至结构顶板与自然博物馆底板形成整体，实际施工周期控制在102d，较原计划提前了17d，基本达到了方案预期效果。监测结果表明，整个施工过程中，基坑及周边环境变化情况稳定，基坑是安全的。在上海自然博物馆与地铁共建工程基坑开挖时，我们对整个基坑进行了前期分析，采用了高效施工筹划方案，不仅确保了工程的安全，而且大大缩短了施工工期。
工程综合技术创新
◆ 通过不断研究和创新，形成了复合群坑施工成套技术，并提出了“源头控制、路径隔断、对象保护”的基坑变形综合控制理念，最大限度地减小地下工程建造过程中对城市带来的不利影响。项目科研成果《超大型复杂环境软土深基坑工程创新技术及其应用》获上海市科学技术奖一等奖，查新显示技术达国际先进。
◆ 通过绿化隔热外墙及绿化屋面一体化、地源热泵技术、生态节能集控管理平台等十二大生态节能技术体系，在公共建筑的绿色建筑创新方面取得了突出成果：先后获得LEED金奖、三星级绿色建筑评价标识、全国优秀工程设计绿色建筑一等奖、全国绿色建筑创新奖一等奖等奖项。使项目成为绿色生态、节能、智能建筑的典范。
◆ 针对本工程钢结构要兼顾结构性承载和勾勒建筑造型的艺术钢这一特点进行攻关，使矩形杆件多杆交汇而成的异型网壳结构从深化设计、加工制作、产品检测到现场安装一系列的技术难题的解决，完全自主化。
◆ 工程研究应用了大面积异形清水混凝土技术、解决大空间各类管线碰撞的管线综合布置技术、针对博物馆对温湿度、空气洁净度、振动、噪声的特殊要求的精密空调技术等。
对外开放展览
上海自然博物馆自1958年5月举办“《几种上海常见的农林益害鸟》”第一个专题展览以来，共举办了84个不同内容的临时和流动展览。该馆办有“中国历代古尸”、“一九八○年云南日全食观测”、“珍稀动物”、 “宝石”、“优生优育”、“生物工程”、“南极考察和知识”、“中国特产动物──麋鹿”等展览，赢得社会各界一致好评。除基本陈列和临时性专题展览外，还在馆内搞“科普之夏”活动，让学生动手触摸标本；参加“爱鸟周”、“野生动物保护月”，带学生野外考察等活动；在电视台举办知识竞赛，向公众进行科普讲座，放映科教影片，编写科普读物；主办《自然与人》科普刊物，向全国公开发行。
科学研究方面，1984年以来共申请到各种科学基金19项，其中“西藏海相中生代腹足类”、“关于野生麋鹿种群在中国重建问题的探讨”分获市科技进步二、三等奖；“药用矿物的研究和开发”、“我国自然博物馆的现状、结构及发展趋势”分获上海科学院科技进步二、三等奖。独立和合作编写出版的生物学、矿物学等学术著作、彩色图集等共33部。此外，在中外刊物上发表的博物馆学著作约20篇，还主办《考察与研究》学术专辑，每年出版1～2辑，主要反映上海自然博物馆科技人员的考察与研究成果。国际文化交流，包括标本交换、展览来往、合作研究、学术交流、资料交换等5个方面。自1985年11月“动物演化史展览”赴新加坡展出后，先后有7个展览赴新加坡、菲律宾、意大利等国展出。现有组织机构设置包括：动物学部、植物学部、地质古生物学部、人类学部、天文学部、科学教育普及部、资料部、美术设计部、标本制作中心和《自然与人》杂志社。业务人员145人。
上海自然博物馆（静安新馆）位于上海市静安区静安雕塑公园内。地址：自然博物馆正门位于上海市静安区北京西路510号，团体下车点位于四号门上海市静安区山海关路399号（近石门二路口）。