地下工程增層改造鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)

崔勇前 徐 磊

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

1 工程概況

1.1 工程總體概況

上海市靜安區(qū)閘北廣場(chǎng)項(xiàng)目位于上海市靜安區(qū)天目西路街道130街坊13丘，東鄰大統(tǒng)路，南至天目西路，西側(cè)為新梅華東大酒店，北靠靜安區(qū)行政辦公大樓及上海站地區(qū)治安派出所。其中西側(cè)建筑與本項(xiàng)目僅一墻之隔，北側(cè)地下煤氣管線距離項(xiàng)目圍墻僅2 m，西側(cè)有高壓電纜在紅線范圍以內(nèi)穿過。

1.2 基坑工程概況

本項(xiàng)目基坑面積約為8 204 m2，大面積開挖深度為15.7～17.5 m，局部深坑開挖深度為20.5 m。基坑一期范圍內(nèi)存在既有地下結(jié)構(gòu)需要拆除（圖1），其中既有地下室底板厚度為1.9～2.3 m，局部達(dá)到4 m，拆除工作量近10 000 m3。

1.3 工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

圖1 新老圍護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)系

1）基坑開挖深度大、拆除工作量大。本項(xiàng)目基坑開挖深度及面積均較大，且場(chǎng)地范圍內(nèi)存在大面積地下結(jié)構(gòu)、數(shù)量較大的圍護(hù)體、止水帷幕、換撐結(jié)構(gòu)及舊工程樁，影響新建樁基及地下連續(xù)墻施工，需要拆除，工作量較大。

2）周邊環(huán)境復(fù)雜，安全文明施工要求高。項(xiàng)目地處上海市中心城區(qū)，周邊均為交通要道，車輛或行人流量較大，交通較為擁擠。既有地下結(jié)構(gòu)清理、樁基拔除、混凝土澆筑、土方開挖等項(xiàng)目施工會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。施工期間的環(huán)境污染因素有：施工機(jī)械噪聲及廢氣、渣土及建筑垃圾、建材堆場(chǎng)及運(yùn)輸車輛行駛產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

2 施工技術(shù)分析

2.1 水鉆機(jī)鉆孔

上海市靜安區(qū)閘北廣場(chǎng)項(xiàng)目基坑存在原一期工程樁，考慮既有工程樁可能存在的偏位及傾斜，且新建建筑塔樓區(qū)域樁位極其密集，故在施工工程樁過程中應(yīng)根據(jù)建筑樁位圖定位放線。同時(shí)，由于鉆孔灌注樁需穿越厚底板施工，故可利用水鉆機(jī)于底板處鉆孔，在探測(cè)既有工程樁的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鉆孔灌注樁施工。其中，對(duì)于厚1 400、1 800 mm底板，應(yīng)圍繞樁基環(huán)形鑿除后清除障礙物；對(duì)于厚4 000 mm局部深坑，則先圍繞樁基密布鑿除后清除障礙物，然后再次重復(fù)施工，共分3次鑿除施工（圖2）。

圖2 不同厚度區(qū)域施工方法

水鉆機(jī)施工工藝流程為：

1）放線、驗(yàn)線。放出水鉆開洞的位置線，復(fù)核切割洞口線位置無誤后，采用水鉆切割。

2）水鉆定位。根據(jù)洞口線位置，在切割洞口線的外側(cè)用鉚桿把鉆機(jī)固定在混凝土的表面。

3）水鉆切割。接好水鉆電源，把水鉆鉆頭放置于切割洞口線的內(nèi)側(cè)，沿線并排進(jìn)行鉆孔切割。本項(xiàng)目底板開孔均采用水鉆施工。施工時(shí)以φ100 mm水鉆排孔方式切割，每塊混凝土質(zhì)量控制在100～200 kg范圍內(nèi)，由人工或小車運(yùn)出一期基坑外。

4）清理邊緣。用手錘和釬子剔除洞口切割線內(nèi)側(cè)多余的混凝土。

2.2 不同高度空間鉆孔灌注樁施工

由于上海市靜安區(qū)閘北廣場(chǎng)項(xiàng)目需在不同區(qū)域施工鉆孔樁，且其施工空間存在不同高度，故本項(xiàng)目在既有建筑物區(qū)域采用GPS-10型樁架，其為外形尺寸4.5 m× 2.2 m×5.8 m（長×寬×高）的改制樁架，鋼筋籠由9 m一節(jié)改為4.5 m一節(jié)。其余區(qū)域采用普通GPS-10型樁架，其外形尺寸為5.0 m×2.9 m×10.3 m（長×寬×高）。

由于在棧橋下方施工工程樁，且棧橋部位為立柱樁密集區(qū)域，考慮到樁架前端距離工程樁中心為1.2 m，故擬定樁架分2次進(jìn)行移位施打工程樁（圖3）。

部分較難在棧橋底部施工的工程樁，擬定在原結(jié)構(gòu)頂板上先行施工。

2.3 原有地下結(jié)構(gòu)增層改造的大承載力鉆孔樁施工

本工程的既有換撐板帶區(qū)域及舊圍護(hù)樁被大量破壞，為保證施工的連續(xù)性、基坑施工時(shí)的安全可靠性以及降低工程成本，采用了逆向拆除既有地下結(jié)構(gòu)的施工順序。

圖3 棧橋下工程樁平面

在地下連續(xù)墻止水帷幕施工完成后，穿越既有地下室頂板施工立柱樁，隨后拆除既有地下室結(jié)構(gòu)頂板至地下1層，搭設(shè)排架施工首道支撐棧橋；首道支撐棧橋強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，拆除既有地下結(jié)構(gòu)至地下2層底板標(biāo)高，施工工程樁[1-2]。

在上述施工順序下，為穿越較厚既有地下結(jié)構(gòu)底板、避開舊工程樁施工鉆孔灌注樁，采用了φ100 mm水鉆機(jī)沿線并排鉆孔切割地下室底板。為滿足不同高度空間工程樁施工要求，低凈空區(qū)域采用了改制樁架。為保證基坑施工的安全性，防止承壓水對(duì)基坑造成破壞，采用了降水井降壓與大密度泥漿相結(jié)合的方法。在基坑內(nèi)每200 m2布設(shè)1口真空疏干井、7口降壓輔助降水井（含2口觀測(cè)備用井）以及21口觀測(cè)應(yīng)急回灌井，并在工程樁孔內(nèi)采用了相對(duì)密度為1.125的泥漿。

3 結(jié)語

本文結(jié)合上海市靜安區(qū)某基坑項(xiàng)目，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下深基坑鉆孔灌注樁施工難題及解決方法進(jìn)行了探究，得到了以下結(jié)論：

1）為解決既有工程樁可能存在的偏位及傾斜，且新建建筑塔樓區(qū)域樁位極其密集的問題，需要在施工工程樁過程中根據(jù)建筑樁位圖定位放線，利用水鉆機(jī)于底板處鉆孔，使鉆孔灌注樁穿越厚底板施工，實(shí)現(xiàn)在探測(cè)既有工程樁的同時(shí)，完成鉆孔灌注樁施工。

2）在不同區(qū)域施工鉆孔樁，且其施工空間存在不同高度的情況下，在既有建筑物區(qū)域和其他區(qū)域采用不同尺寸的樁架。由于在棧橋下方施工工程樁，且棧橋部位立柱樁密集，故將樁架分2次進(jìn)行移位施打工程樁。

3）當(dāng)既有換撐板帶區(qū)域及舊圍護(hù)樁被大量破壞時(shí)，采用逆向拆除既有地下結(jié)構(gòu)的施工順序，以保證施工的連續(xù)性、基坑施工時(shí)的安全可靠性以及降低工程成本。

[1] 王新新,吳小建.鉆孔灌注樁泥漿處理技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述[J].建筑施 工,2015,37(3):313-314.

[2] 劉斌.工民建施工中鉆孔灌注樁施工工藝探討[J].居舍,2019(29):65.