地下工程增层改造钻孔灌注桩施工关键技术

2020-03-01崔勇前

建筑施工 2020年9期

崔勇前徐磊

上海建工一建集团有限公司上海 200120

1 工程概况

1.1 工程总体概况

上海市静安区闸北广场项目位于上海市静安区天目西路街道130街坊13丘，东邻大统路，南至天目西路，西侧为新梅华东大酒店，北靠静安区行政办公大楼及上海站地区治安派出所。其中西侧建筑与本项目仅一墙之隔，北侧地下煤气管线距离项目围墙仅2 m，西侧有高压电缆在红线范围以内穿过。

1.2 基坑工程概况

本项目基坑面积约为8 204 m2，大面积开挖深度为15.7～17.5 m，局部深坑开挖深度为20.5 m。基坑一期范围内存在既有地下结构需要拆除（图1），其中既有地下室底板厚度为1.9～2.3 m，局部达到4 m，拆除工作量近10 000 m3。

1.3 工程特点与难点

图1 新老围护结构关系

1）基坑开挖深度大、拆除工作量大。本项目基坑开挖深度及面积均较大，且场地范围内存在大面积地下结构、数量较大的围护体、止水帷幕、换撑结构及旧工程桩，影响新建桩基及地下连续墙施工，需要拆除，工作量较大。

2）周边环境复杂，安全文明施工要求高。项目地处上海市中心城区，周边均为交通要道，车辆或行人流量较大，交通较为拥挤。既有地下结构清理、桩基拔除、混凝土浇筑、土方开挖等项目施工会对周边环境产生影响。施工期间的环境污染因素有：施工机械噪声及废气、渣土及建筑垃圾、建材堆场及运输车辆行驶产生的扬尘。

2 施工技术分析

2.1 水钻机钻孔

上海市静安区闸北广场项目基坑存在原一期工程桩，考虑既有工程桩可能存在的偏位及倾斜，且新建建筑塔楼区域桩位极其密集，故在施工工程桩过程中应根据建筑桩位图定位放线。同时，由于钻孔灌注桩需穿越厚底板施工，故可利用水钻机于底板处钻孔，在探测既有工程桩的同时，实现钻孔灌注桩施工。其中，对于厚1 400、1 800 mm底板，应围绕桩基环形凿除后清除障碍物；对于厚4 000 mm局部深坑，则先围绕桩基密布凿除后清除障碍物，然后再次重复施工，共分3次凿除施工（图2）。

图2 不同厚度区域施工方法

水钻机施工工艺流程为：

1）放线、验线。放出水钻开洞的位置线，复核切割洞口线位置无误后，采用水钻切割。

2）水钻定位。根据洞口线位置，在切割洞口线的外侧用铆杆把钻机固定在混凝土的表面。

3）水钻切割。接好水钻电源，把水钻钻头放置于切割洞口线的内侧，沿线并排进行钻孔切割。本项目底板开孔均采用水钻施工。施工时以φ100 mm水钻排孔方式切割，每块混凝土质量控制在100～200 kg范围内，由人工或小车运出一期基坑外。

4）清理边缘。用手锤和钎子剔除洞口切割线内侧多余的混凝土。

2.2 不同高度空间钻孔灌注桩施工

由于上海市静安区闸北广场项目需在不同区域施工钻孔桩，且其施工空间存在不同高度，故本项目在既有建筑物区域采用GPS-10型桩架，其为外形尺寸4.5 m× 2.2 m×5.8 m（长×宽×高）的改制桩架，钢筋笼由9 m一节改为4.5 m一节。其余区域采用普通GPS-10型桩架，其外形尺寸为5.0 m×2.9 m×10.3 m（长×宽×高）。

由于在栈桥下方施工工程桩，且栈桥部位为立柱桩密集区域，考虑到桩架前端距离工程桩中心为1.2 m，故拟定桩架分2次进行移位施打工程桩（图3）。

部分较难在栈桥底部施工的工程桩，拟定在原结构顶板上先行施工。

2.3 原有地下结构增层改造的大承载力钻孔桩施工

本工程的既有换撑板带区域及旧围护桩被大量破坏，为保证施工的连续性、基坑施工时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结构的施工顺序。

图3 栈桥下工程桩平面

在地下连续墙止水帷幕施工完成后，穿越既有地下室顶板施工立柱桩，随后拆除既有地下室结构顶板至地下1层，搭设排架施工首道支撑栈桥；首道支撑栈桥强度达到设计要求后，拆除既有地下结构至地下2层底板标高，施工工程桩[1-2]。

在上述施工顺序下，为穿越较厚既有地下结构底板、避开旧工程桩施工钻孔灌注桩，采用了φ100 mm水钻机沿线并排钻孔切割地下室底板。为满足不同高度空间工程桩施工要求，低净空区域采用了改制桩架。为保证基坑施工的安全性，防止承压水对基坑造成破坏，采用了降水井降压与大密度泥浆相结合的方法。在基坑内每200 m2布设1口真空疏干井、7口降压辅助降水井（含2口观测备用井）以及21口观测应急回灌井，并在工程桩孔内采用了相对密度为1.125的泥浆。