1 、工程概況

上海市愛(ài)馬仕歷史保護(hù)建筑改造項(xiàng)目位于上海市黃浦區(qū)淮海中路與嵩山路交叉口，北面為淮海中路，西面為嵩山路。項(xiàng)目由A1、A2、A3三個(gè)單體組成，其中A1和A3為 2 幢為3～4 層磚木結(jié)構(gòu)的歷史保護(hù)建筑改建，A2為新建 2 層地下室，如圖1所示。

軌交1號(hào)線隧道位于A3的正下方，深度為地面以下 13.3 m，其覆土厚度11 m左右，這直接約束了保護(hù)建筑的基礎(chǔ)托換工藝的選擇，因此本項(xiàng)目基礎(chǔ)托換采用了“樁基+基礎(chǔ)梁”的托換形式，同時(shí)由于在距離地鐵盾構(gòu)1～3 m范圍內(nèi)進(jìn)行樁基施工，屬于地鐵盾構(gòu)區(qū)間的超敏感區(qū)域，施工稍有不慎將會(huì)對(duì)軌交運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較不利的影響。為了減少擠土效應(yīng)對(duì)軌交產(chǎn)生的不良影響，成樁工藝采用灌注樁，灌注樁樁徑為600 mm，樁底埋深約47 m，樁底進(jìn)入⑤3層，共76 根。

本場(chǎng)地大部分區(qū)域填土過(guò)深，含較多的碎磚、石子，埋深0.9～2.6 m，場(chǎng)地內(nèi)第③層、第④層均為淤泥質(zhì)軟土層，屬于飽和、流塑狀態(tài)，2 層總厚度超過(guò)10 m。場(chǎng)地內(nèi)第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層夾有砂質(zhì)粉土，透水性好；⑤1b灰色粉質(zhì)黏土，厚度23.4 m；⑤2層灰色砂質(zhì)粉土，厚度2.17 m，砂性重，易造成坍孔和樁底沉渣較厚。

2、 工程難點(diǎn)

（a）工程樁位離軌交最近距離只有1.5 m左右，軌交運(yùn)行期間易坍孔，而一旦坍孔則對(duì)相鄰的地鐵隧道產(chǎn)生不利影響。

（b）工程地處城市核心區(qū)，場(chǎng)地狹小，根據(jù)設(shè)計(jì)有部分樁位在建筑內(nèi)部，較大的施工機(jī)械難以實(shí)施。

（c）軌交1號(hào)線是上海最繁忙的地鐵線路，以黃陂南路站為例，該站停運(yùn)時(shí)間為22：58～次日5：13，地鐵停運(yùn)時(shí)間短，故成樁要求在7 h內(nèi)完成。

（d）常規(guī)成樁工藝施工47 m灌注樁的時(shí)間一般在12 h以上，難以真空壓縮袋為什么會(huì)漏氣滿足地鐵部門的要求。

3、 方案選擇

以往適合本項(xiàng)目的灌注樁施工工藝主要有套管法，即在地鐵早晨啟運(yùn)前，在樁孔中插入護(hù)壁鋼管，保護(hù)樁孔避免坍孔。該工藝較為成熟，各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間的控制有把握。但施工時(shí)間較長(zhǎng)，一般需2 d；護(hù)壁鋼套管難以埋設(shè)且鋼護(hù)筒與孔壁之間存在空隙，不能完全避免坍孔；鋼護(hù)筒無(wú)法回收，造價(jià)高。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和比選，借鑒車載反循環(huán)鉆機(jī)工藝，對(duì)鉆頭刀片、吸漿管坡口角度、泵管及動(dòng)力裝置進(jìn)行改良，采用新型泵吸反循環(huán)法，將鉆頭切削產(chǎn)生的泥條，通過(guò)大功率的泥漿泵吸走，加快成孔速度，如圖2所示。

4、 方案實(shí)施

4.1 機(jī)械設(shè)備

采取“快速鉆削成孔設(shè)備”，其成孔設(shè)備動(dòng)力裝置可安放于低凈空樁架上，配合漿、泥分離系統(tǒng)使用。

切削鉆頭快速均勻地強(qiáng)制分層切削土體，達(dá)到快速成孔。與傳統(tǒng)鉆頭不同，切削鉆頭采用長(zhǎng)齒，能快速將土體切削成泥條。鉆桿頭管腔采用十字形鋼板分割，防止大粒徑渣滓進(jìn)入鉆桿，并可增加吸渣量，提高成孔速度，如圖3所示。

鉆機(jī)主軸動(dòng)力11 kW，主軸扭矩16 kN·m，主軸轉(zhuǎn)速 11 r/min；泥漿泵220m3/h，功率22 kW。

4.2 成孔質(zhì)量

為了減小樁基施工對(duì)軌交的影響，針對(duì)各個(gè)土層制定相對(duì)措施，并根據(jù)需要制定相應(yīng)的泥漿指標(biāo)。對(duì)于粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土層，采用輕壓大泵量快速穿過(guò)；對(duì)于灰色粉質(zhì)黏土層，由于其造漿性能好，可以造優(yōu)質(zhì)成孔泥漿，但由于本層易縮徑，故低速勤掃通過(guò)成孔；因局部地層自然造漿性能差，極易坍垮孔，采用自行調(diào)配優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行施工。泥漿性能指標(biāo)如表1所示。

4.3 時(shí)間控制

由于對(duì)成樁時(shí)間有嚴(yán)格的限制，因此施工前應(yīng)制定出詳細(xì)、可行的分工序施工時(shí)間控制標(biāo)準(zhǔn)。

晚上地鐵停運(yùn)前0.5 h進(jìn)行開(kāi)鉆準(zhǔn)備工作，成孔時(shí)間控制在2.5 h以內(nèi)，提鉆桿1 h，下放鋼筋籠1.5 h，下放澆搗管并二清1 h，澆筑混凝土1 h，整個(gè)過(guò)程7 h內(nèi)完成。在軌交車輛到達(dá)工地前完成混凝土澆灌。

如果5：30還未完成二清，需立即用混凝土灌入孔內(nèi)，再另找合適的位置補(bǔ)樁。

5、 實(shí)施效果

鉆削成孔施工快，76 根靠地鐵樁施工時(shí)間均控制在 7 h內(nèi)；成孔精度高、孔徑穩(wěn)定；樁基施工對(duì)地鐵隧道基本無(wú)擾動(dòng)；漿泥分離后，泥漿為循環(huán)使用、泥漿全部集中在封閉管道內(nèi)、現(xiàn)場(chǎng)文明施工度提高。

5.1 土體測(cè)斜

樁基施工前我們?cè)跇段贿吘壩恢貌贾昧藴y(cè)斜管，測(cè)斜管距離工程樁為2 m左右。我們收集了樁基施工不同階段的土體變形數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明樁周土體變形最大值均在2 mm以內(nèi)。

5.2 隧道影響

在整個(gè)樁基施工過(guò)程中，地鐵監(jiān)護(hù)公司都進(jìn)行了同步監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明在整個(gè)樁基施工地基處理哪家好過(guò)程中地鐵隧道的位移都保持在1 mm左右?；咀龅搅藢?duì)地鐵隧道零擾動(dòng)。圖4是地鐵隧道部分位置地下室塑料排水板在樁基施工過(guò)程中的變形曲線。

5.3 樁基質(zhì)量

采用鉆削快速成樁法施工，過(guò)程中經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《鉆孔灌注樁施工規(guī)程》的要求?？讖椒€(wěn)定，沒(méi)有縮頸和坍孔的情況發(fā)生；孔底沉渣實(shí)測(cè)值均在 100 mm以內(nèi)；充盈系數(shù)基本在1.07左右。小應(yīng)變檢測(cè)，一類樁達(dá)到100%。靜載試驗(yàn)單樁荷載達(dá)到3 000 kN，最大沉降量4.21 mm，最大回彈量1.75 mm，滿足設(shè)計(jì)使用荷載 1 500 kN的要求。

6 、結(jié)語(yǔ)地基的加固處理

鉆削快速成樁技術(shù)在上海市愛(ài)馬仕歷史保護(hù)建筑改造項(xiàng)目的成功實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了在地鐵超敏感區(qū)域灌注樁的安全施工，同時(shí)也得到以下結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)：

（a）在地鐵超敏感區(qū)域，采用鉆削快速成樁技術(shù)可以保證成樁時(shí)間、成孔效果、對(duì)地鐵影響滿足相關(guān)技術(shù)要求；相較傳統(tǒng)套管法工藝可以縮短工期，降低成本；

（b）反循環(huán)樁機(jī)可調(diào)節(jié)樁架高度，可以低凈空作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)需在室內(nèi)打樁的要求；

（c）采取減少鋼筋籠分節(jié)、加快下放鋼筋籠速度和混凝土蓄車待命等措施，可進(jìn)一步壓縮施工時(shí)間；

（d）為保證成孔的質(zhì)量，應(yīng)針對(duì)各個(gè)土層制定相對(duì)措施，并根據(jù)需要制定相應(yīng)的泥漿控制指標(biāo)；泥漿處理設(shè)備可實(shí)現(xiàn)漿泥分離，大幅減少泥漿排放量。