地下工程增層改造鉆孔灌注樁施工關鍵技術

崔勇前 徐 磊

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

1.1 工程總體概況

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

1.2 基坑工程概況

本項目基坑面積約為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。基坑一期范圍內存在既有地下結構需要拆除（圖1），其中既有地下室底板厚度為1.9～2.3 m，局部達到4 m，拆除工作量近10 000 m3。

1.3 工程特點與難點

圖1 新老圍護結構關系

1）基坑開挖深度大、拆除工作量大。本項目基坑開挖深度及面積均較大，且場地范圍內存在大面積地下結構、數量較大的圍護體、止水帷幕、換撐結構及舊工程樁，影響新建樁基及地下連續墻施工，需要拆除，工作量較大。

2）周邊環境復雜，安全文明施工要求高。項目地處上海市中心城區，周邊均為交通要道，車輛或行人流量較大，交通較為擁擠。既有地下結構清理、樁基拔除、混凝土澆筑、土方開挖等項目施工會對周邊環境產生影響。施工期間的環境污染因素有：施工機械噪聲及廢氣、渣土及建筑垃圾、建材堆場及運輸車輛行駛產生的揚塵。

2 施工技術分析

2.1 水鉆機鉆孔

上海市靜安區閘北廣場項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，且新建建筑塔樓區域樁位極其密集，故在施工工程樁過程中應根據建筑樁位圖定位放線。同時，由于鉆孔灌注樁需穿越厚底板施工，故可利用水鉆機于底板處鉆孔，在探測既有工程樁的同時，實現鉆孔灌注樁施工。其中，對于厚1 400、1 800 mm底板，應圍繞樁基環形鑿除后清除障礙物；對于厚4 000 mm局部深坑，則先圍繞樁基密布鑿除后清除障礙物，然后再次重復施工，共分3次鑿除施工（圖2）。

圖2 不同厚度區域施工方法

水鉆機施工工藝流程為：

1）放線、驗線。放出水鉆開洞的位置線，復核切割洞口線位置無誤后，采用水鉆切割。

2）水鉆定位。根據洞口線位置，在切割洞口線的外側用鉚桿把鉆機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側，沿線并排進行鉆孔切割。本項目底板開孔均采用水鉆施工。施工時以φ100 mm水鉆排孔方式切割，每塊混凝土質量控制在100～200 kg范圍內，由人工或小車運出一期基坑外。

4）清理邊緣。用手錘和釬子剔除洞口切割線內側多余的混凝土。

2.2 不同高度空間鉆孔灌注樁施工

由于上海市靜安區閘北廣場項目需在不同區域施工鉆孔樁，且其施工空間存在不同高度，故本項目在既有建筑物區域采用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一節改為4.5 m一節。其余區域采用普通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，擬定在原結構頂板上先行施工。

2.3 原有地下結構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域及舊圍護樁被大量破壞，為保證施工的連續性、基坑施工時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構的施工順序。

圖3 棧橋下工程樁平面

在地下連續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構頂板至地下1層，搭設排架施工首道支撐棧橋；首道支撐棧橋強度達到設計要求后，拆除既有地下結構至地下2層底板標高，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構底板、避開舊工程樁施工鉆孔灌注樁，采用了φ100 mm水鉆機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，防止承壓水對基坑造成破壞，采用了降水井降壓與大密度泥漿相結合的方法。在基坑內每200 m2布設1口真空疏干井、7口降壓輔助降水井（含2口觀測備用井）以及21口觀測應急回灌井，并在工程樁孔內采用了相對密度為1.125的泥漿。

3 結語

本文結合上海市靜安區某基坑項目，對復雜環境下深基坑鉆孔灌注樁施工難題及解決方法進行了探究，得到了以下結論：

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

2）在不同區域施工鉆孔樁，且其施工空間存在不同高度的情況下，在既有建筑物區域和其他區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次進行移位施打工程樁。

3）當既有換撐板帶區域及舊圍護樁被大量破壞時，采用逆向拆除既有地下結構的施工順序，以保證施工的連續性、基坑施工時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研究現狀綜述[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.