硬切割咬合樁在特殊情況下與其他圍護形式的搭接應(yīng)用

上海建工二建集團有限公司 上海 200080

舊城改造中地下空間的利用，圍護形式的合理選用是一個不可避免的問題，圍護形式的合理應(yīng)用決定著一個工程的安全、質(zhì)量以及進度，同時工程經(jīng)濟方面的因素也將對圍護形式的選用起到一定的作用，但周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、原有建筑拆除以及地下障礙物的情況將對圍護形式的選擇起到?jīng)Q定性作用[1-4]。

在這種特殊環(huán)境下，多種圍護形式的結(jié)合應(yīng)用，特別是硬切割咬合樁與其他圍護形式的結(jié)合應(yīng)用，是非常有利的，能夠充分展現(xiàn)各種圍護形式的優(yōu)點，發(fā)揮其在各個方面的長處，但是要有效解決不同圍護形式之間搭接的難題[5-8]。本文結(jié)合部分工程實例對硬切割咬合樁與其他圍護形式的搭接應(yīng)用作簡要描述。

1 硬切割咬合樁

硬切割咬合樁通過先進的設(shè)備機具使用360°全回轉(zhuǎn)套管機或FCEC雙回轉(zhuǎn)套管機，采用咬合樁施工機械先施工鋼筋混凝土樁（B樁）兩側(cè)的2 根無鋼筋籠的素混凝土樁或有方籠的混凝土（A樁），等A樁樁身混凝土達到一定強度后再用全套管施工機械按設(shè)計要求切割A(yù)樁成孔，然后下放鋼筋籠并灌注混凝土形成咬合樁。這種新工藝從原理上講有兩點最大的突破：一是避免了采用超緩凝混凝土咬合樁工藝在完成切割咬合時，容易產(chǎn)生相鄰孔混凝土管涌現(xiàn)象的發(fā)生而造成質(zhì)量事故，同時由于采用了常規(guī)混凝土，降低了對混凝土的要求，節(jié)約了成本。二是由于采用硬切割工藝，允許混凝土A樁強度正常發(fā)展，無需依賴緩凝劑控制混凝土3 d強度值不大于3 MPa，并且不會出現(xiàn)由于單樁成樁時間過長（超過超緩凝劑能夠控制的混凝土凝結(jié)時間），A樁混凝土強度超過10 MPa導致無法進行B樁咬合施工的弊病，具備超強切削能力的成孔機械對付終凝后的C30以上混凝土綽綽有余。

硬法切割咬合樁施工技術(shù)可以擴充既有的圍護施工技術(shù)，并提高在復(fù)雜地帶成樁的技術(shù)水平，特別在環(huán)境保護和提高社會效益與經(jīng)濟效益上有著顯著優(yōu)勢，是一種集清障、止水和圍護功能于一體的新型綠色圍護施工技術(shù)。

2 與其他圍護形式的對比

深基坑圍護形式種類很多，合理地選擇圍護形式應(yīng)根據(jù)場地地質(zhì)條件、周圍環(huán)境要求、工程功能、當?shù)氐某Ｓ檬┕すに囋O(shè)備以及經(jīng)濟技術(shù)條件綜合考慮，而因地制宜地選擇圍護形式，上海深基坑圍護形式主要有：

（a）SMW工法：水泥攪拌站具有施工噪聲小，對環(huán)境影響小、止水效果好等優(yōu)點。

（b）鉆孔灌注樁+止水帷幕：鉆孔灌注樁具有機械化作業(yè)、工藝成熟、施工簡單、施工速度快、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點，適合軟弱地層使用。接頭防水性差，要根據(jù)地質(zhì)條件從注漿、攪拌樁、旋噴樁等方法中選用適當方法解決防水問題，整體剛度較差，不適合兼作主體結(jié)構(gòu)。

（c）地下連續(xù)墻+止水帷幕：地下連續(xù)墻具有施工噪聲低，振動小，就地澆制、墻接頭止水效果較好、整體剛度大，對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點。但是造價高、對廢漿液難于處理。適用于軟弱土層、地質(zhì)條件差和復(fù)雜、基坑深度大、周邊環(huán)境要求較高的深基坑，高質(zhì)量的剛性接頭的地下連續(xù)墻可作永久性結(jié)構(gòu)，并可采用逆作法或半逆作法施工。

3 與其他圍護形式的搭接

鐵路上海站北廣場綜合交通樞紐改造工程是上海最為典型的一個城市舊區(qū)改造的項目。在改造前，鐵路車站、鐵路管理用房、軌交車站、公交車站及部分商業(yè)非常凌亂，在改造完成后需徹底解決長期以來北廣場地區(qū)交通不便、秩序混亂的局面，實現(xiàn)上海陸上北大門立體交通“零換乘”。

在鐵路上海站北廣場綜合交通樞紐改造工程中，有大量建筑物拆除后留下的地下障礙物以及為完善交通樞紐功能，擬建工程需與已經(jīng)建成的長途客運總站、火車站出站口、軌道交通站廳進行結(jié)構(gòu)連通。這些特殊環(huán)境情況對圍護形式的選擇提出了新的要求。

在工程的西南角，由于各方面原因造成該處的1 棟建筑未能及時完成拆遷工作，遺留下了地下室底板結(jié)構(gòu)，并且原設(shè)計基坑圍護結(jié)構(gòu)在此區(qū)域內(nèi)，并且該處圍護距離軌交區(qū)間軌道僅7.5 m，無法進行清障和地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)施工。鑒于以上原因，工程基坑該處圍護結(jié)構(gòu)由原來的地下連續(xù)墻改為硬切割咬合樁。

對于已經(jīng)完成的其他區(qū)域的地下連續(xù)墻，兩者之間將形成一個平接接口，為保證基坑安全，必須確保該結(jié)構(gòu)的搭接強度以及止水效果。施工現(xiàn)場通過對圍護結(jié)構(gòu)定位放樣后，確定在2 種圍護形成搭接的位置，地下連續(xù)墻做成“凹”形搭接口，適當調(diào)整硬切割咬合樁的定位，保證基坑面積。

在進行硬切割咬合樁定位時，將搭接位置的硬切割咬合樁定位在地下連續(xù)墻的一個凹角的位置，該位置為素混凝土填充形成的。在達到一定強度后利用硬切割咬合樁切割套管進行切割，然后按照硬切割咬合樁施工工藝進行施工，最終達到硬切割咬合樁同樣的圍護效果。為確保止水效果，在搭接部位可以利用高壓旋噴樁進行止水加強。

在工程的東側(cè)10 m范圍為軌交1號線車站結(jié)構(gòu)，軌交1號線是上海最早的軌交線路，早在1993年便完成了建設(shè)，其圍護形式為地下連續(xù)墻，施工期間兩側(cè)未設(shè)置三軸水泥土攪拌進行槽壁加固且該區(qū)域土質(zhì)條件較差，自然地面以下2～3 m范圍內(nèi)都是反復(fù)改造后留下的雜填土，雜填土以下有厚13 m的②3層灰色砂質(zhì)粉土，基坑開挖深度范圍以②3灰色砂質(zhì)粉土為主。受到地質(zhì)條件的約束，軌交1號線圍護結(jié)構(gòu)存在嚴重的“大肚皮”現(xiàn)象。按照原設(shè)計，在擬建工程與軌交1號線結(jié)構(gòu)之間需設(shè)置1 個地下連通道結(jié)構(gòu)，但按照現(xiàn)場實際情況，普通圍護結(jié)構(gòu)無法緊貼軌交1號線圍護結(jié)構(gòu)有效區(qū)域進行施工，不能保證圍護質(zhì)量以及止水效果。經(jīng)過多次方案的比選，最終決定利用硬切割咬合樁其特有的混凝土切割能力切除軌交1號線圍護結(jié)構(gòu)凸出的部分混凝土，使新建圍護結(jié)構(gòu)與原有圍護結(jié)構(gòu)形成有效的丁字形搭接，并利用硬切割咬合樁自身的止水能力形成新老接縫的止水，但為了確保萬無一失，施工期間在新老圍護接縫的位置還是采用高壓旋噴樁進行止水。

在浦東張江長泰廣場施工中，在基坑范圍內(nèi)有一個預(yù)留了地鐵連通口結(jié)構(gòu)，后經(jīng)與設(shè)計商量確定在圍護施工階段利用硬切割咬合樁直接對其在結(jié)構(gòu)中間位置進行切割，在地下結(jié)構(gòu)施工完成后再對圍護以外的部分結(jié)構(gòu)進行連通處理。

由于原圍護結(jié)構(gòu)采用的灌注樁形式，故在采用硬切割咬合樁后，兩者之間形成一個平接接縫。在施工中，也是直接利用部分硬切割咬合樁替代了鉆孔灌注樁，利用部分止水帷幕直接過渡形成整體圍護。

4 結(jié)語

硬切割咬合樁自身不但有利于施工安排和樁基質(zhì)量的保證，并且能夠有效地清理施工范圍內(nèi)的堅硬障礙物，同時達到止水、防滲的施工效果，與其他圍護能夠形成有效搭接，從而進一步完善基坑圍護結(jié)構(gòu)的施工，這在地質(zhì)條件復(fù)雜的施工區(qū)域施工中尤為適用。硬切割咬合樁在城市改造工程的應(yīng)用，以及硬切割咬合樁與其他圍護形成的搭接處理的成功經(jīng)驗，對今后類似工程具有積極的借鑒作用與推廣價值。