改擴(kuò)建項目靜壓預(yù)制樁施工難點(diǎn)與措施分析

錢 澤 東

(上海東開置業(yè)有限公司，上海 201600)

0 引言

隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工業(yè)設(shè)備更新，原有廠房因建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低越來越不能滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要[1]。對原有廠房實施改擴(kuò)建是解決生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)需求的有效方案[2]。由于原有廠房建設(shè)遠(yuǎn)期規(guī)劃不足，給廠房改擴(kuò)建帶來較大難度。擴(kuò)建廠房往往緊鄰原有廠房施工，會對老廠房產(chǎn)生不利影響，也會影響改擴(kuò)建項目施工進(jìn)度和工期[3]。靜壓預(yù)制樁因具有低噪聲、無污染、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，作為擴(kuò)建廠房優(yōu)先選擇的樁基類型[4]。

預(yù)制樁在壓入的過程產(chǎn)生“擠土效應(yīng)”，會對已入土的鄰樁產(chǎn)生徑向壓力和垂直向拉拔力，對鄰樁產(chǎn)生彎曲、傾斜、水平位移等不良后果，對周邊建筑物、構(gòu)筑物或地下管線產(chǎn)生不利影響[5]，選用合適的樁機(jī)型號和合理的壓樁順序至關(guān)重要。預(yù)制樁施工過程中容易發(fā)生樁位偏斜、樁身斷裂等問題[6]，需要做好預(yù)防和處理措施，確保樁基施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

改擴(kuò)建工程往往受到用地限制、周圍構(gòu)建筑物等方面影響，給靜壓預(yù)制樁施工帶來了不少困難和挑戰(zhàn)，如何妥善處理改擴(kuò)建工程樁基施工難題顯得尤為重要。文章對上海市松江區(qū)某工業(yè)廠房改擴(kuò)建項目靜壓預(yù)制樁施工難點(diǎn)和采取措施進(jìn)行分析，形成改擴(kuò)建工程靜壓預(yù)制樁施工關(guān)鍵技術(shù)，可為以后相關(guān)工程建設(shè)提供借鑒，具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義。

1 工程概況

上海市松江區(qū)某工業(yè)廠房占地面積36 897 m2，一期老廠房建筑面積約7 700 m2，建筑高度9.8 m，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。二期擴(kuò)建廠房面積7 734 m2，包括擴(kuò)建分區(qū)一、擴(kuò)建分區(qū)二、擴(kuò)建分區(qū)三、新建鋼結(jié)構(gòu)有柱雨篷、擴(kuò)建變電站等單體，擴(kuò)建廠房結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。廠房改擴(kuò)建完成后，廠房建筑面積超過15 000 m2，大大提高了土地利用效率，并進(jìn)一步提升了廠房的使用品質(zhì)和功能，圖1為項目效果圖。

工程地基土在勘察深度范圍內(nèi)均為第四紀(jì)松散沉積物，屬第四系湖沼平原地基土沉積層，主要由飽和黏性土、砂性土組成，一般具有成層分布特點(diǎn)。由上至下依次為：①1-1雜色雜填土、①1-2灰色素填土、①2深灰色浜土、②灰黃、青灰色黏土、③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、④灰色淤泥質(zhì)黏土、⑤1灰色粉質(zhì)黏土、⑤2灰綠色粉砂、⑤3深灰色粉質(zhì)黏土，各土層性質(zhì)及分布見表1。

表1 各土層性質(zhì)及分布表

2 施工難點(diǎn)分析

1)擴(kuò)建廠房樁基緊鄰老廠房施工，增加了壓樁機(jī)械選用和樁型選擇的難度。

擴(kuò)建分區(qū)一邊樁與老廠房最小距離為1.41 m，擴(kuò)建分區(qū)二邊樁與老廠房最小距離為1.38 m，擴(kuò)建分區(qū)三邊樁與老廠房最小距離為1.26 m，新建鋼結(jié)構(gòu)有柱雨篷邊樁與老廠房最小距離為0.56 m，擴(kuò)建變電站邊樁與老廠房最小距離為1.40 m。由于擴(kuò)建廠房邊樁距離老廠房太近，需要綜合比較采用合適的壓樁機(jī)械和樁型，才能保證樁基施工的可實施性。

2)擴(kuò)建廠房樁基數(shù)量多，密度大，施工場地狹小，工期緊張，施工組織難度大。

由于企業(yè)生產(chǎn)對擴(kuò)建廠房基礎(chǔ)要求較高，擴(kuò)建廠房樁基數(shù)量多，密度大。擴(kuò)建分區(qū)一有191套樁，擴(kuò)建分區(qū)二有318套樁，擴(kuò)建分區(qū)三有174套樁，新建鋼結(jié)構(gòu)有柱雨篷有91套樁，擴(kuò)建變電站有8套樁，總共782套樁。根據(jù)施工總體要求，預(yù)制樁壓樁需要在30 d內(nèi)完成，且現(xiàn)場施工場地狹小，給施工組織帶來很大挑戰(zhàn)。

3)擴(kuò)建廠房樁基施工需要盡量減小對老廠房的影響，確保老廠房結(jié)構(gòu)安全。

擴(kuò)建廠房緊鄰一期老廠房施工，一期老廠房為施工過程中控制性建筑。一期老廠房建于約2000年，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。工程樁采用φ650鉆孔灌注樁，C30混凝土，共267根。其中，樁長44 m樁數(shù)為109根，樁長41 m樁數(shù)為158根，地坪為鋼筋混凝土梁板，混凝土強(qiáng)度等級為C35，板厚為180 mm。在較短時間內(nèi)完成如此密集的壓樁施工，施工方案需要考慮周全，防止老廠房遭到破壞，影響企業(yè)正常生產(chǎn)。

3 施工措施保障

1)綜合運(yùn)用預(yù)制管樁和靜壓錨桿樁優(yōu)點(diǎn)，因地制宜選用樁型和壓樁機(jī)械。

ZYJ800靜力壓樁機(jī)額定壓樁力為8 000 kN，可對距離障礙物1 m以上的邊樁以及距離障礙物4 m以上的角樁進(jìn)行壓樁施工。因此，對擴(kuò)建分區(qū)一、擴(kuò)建分區(qū)二、擴(kuò)建分區(qū)三以及新建鋼結(jié)構(gòu)雨篷(角樁除外)采用該機(jī)械進(jìn)行壓樁施工，樁型為直徑500 mm PHC預(yù)制管樁，圖2為預(yù)制管樁壓樁施工現(xiàn)場圖。

新建鋼結(jié)構(gòu)雨篷以及擴(kuò)建變電站存在角樁施工情況，且距離老廠房較近，采用適應(yīng)狹小空間施工的靜壓錨桿施工工藝。錨桿樁施工機(jī)械為BZ63-6型高壓油泵站的全液壓靜力壓樁機(jī)，采用100 t千斤頂對新建鋼結(jié)構(gòu)雨篷8套角樁以及擴(kuò)建變電站8套角樁進(jìn)行壓樁施工，樁型為邊長300 mm預(yù)制鋼筋混凝土方樁，圖3為靜壓錨桿樁施工現(xiàn)場圖，錨桿樁平面布置如圖4所示。

鋼筋混凝土預(yù)制樁質(zhì)量應(yīng)符合JGJ 94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，預(yù)制樁外觀應(yīng)無蜂窩、露筋、裂縫，色感均勻、樁頂處無孔隙，制作允許偏差見表2。

表2 混凝土預(yù)制樁制作允許偏差

2)根據(jù)工期要求提前做好施工籌劃，制定合理的施工進(jìn)度計劃。

由于靠近老廠房的邊樁壓樁受到老廠房的干擾，壓樁速度較慢，平均每天完成10套預(yù)制管樁壓樁，其他區(qū)域預(yù)制管樁壓樁速度較快，平均每天能完成壓樁20套。因此，工程對預(yù)制管樁中邊樁和非邊樁數(shù)量分別進(jìn)行了統(tǒng)計，邊樁數(shù)量共230套，非邊樁數(shù)量共536套。工程采用兩臺ZYJ800靜力壓樁機(jī)進(jìn)行壓樁，其中1號樁機(jī)負(fù)責(zé)對非邊樁進(jìn)行壓樁，27 d內(nèi)完成所有非邊樁的壓樁施工。2號樁機(jī)負(fù)責(zé)對邊樁進(jìn)行壓樁，23 d內(nèi)完成所有邊樁壓樁。另外，為了盡量減少擠土效應(yīng)對老廠房的影響，新建鋼結(jié)構(gòu)雨篷8套 錨桿樁與擴(kuò)建變電站8套錨桿樁每天壓樁數(shù)為2套，8 d內(nèi) 完成所有錨桿樁壓樁，壓樁施工進(jìn)度計劃如圖5所示。

3)優(yōu)化壓樁順序減小壓樁施工對老廠房的影響，做好變形監(jiān)測確保老廠房結(jié)構(gòu)安全。

為減輕壓樁過程中“擠土效應(yīng)”對老廠房產(chǎn)生的不利影響，需要確定合理的壓樁順序，文章采用以老廠房為中心向四周依次壓樁的順序,實現(xiàn)“擠土效應(yīng)”由里向外逐漸擴(kuò)散，對老廠房影響最小化。工程分別在老廠房西側(cè)、南側(cè)、東側(cè)三個方向進(jìn)行壓樁施工，壓樁施工順序總體按照擴(kuò)建分區(qū)一→擴(kuò)建分區(qū)三→擴(kuò)建分區(qū)二→新建鋼結(jié)構(gòu)雨篷順序壓樁，每個分區(qū)壓樁順序從距離老廠房由近到遠(yuǎn)逐排壓樁，具體壓樁順序如圖6所示。

預(yù)制樁施工流程如下：

樁位定位→清除樁位障礙物→樁位復(fù)核→樁機(jī)就位→運(yùn)樁→起吊→校正樁身垂直度→壓樁→記錄→接樁→壓樁→送樁→壓樁結(jié)束。

植樁時樁身垂直度最大允許偏差為1‰，樁位最大允許偏差為10 mm，接樁時，上下節(jié)樁的中心校偏差不得大于10 mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于1‰樁長，樁頂標(biāo)高控制值為±50 mm。

樁基施工過程中，要嚴(yán)格控制壓樁速率，加強(qiáng)對一期老廠房變形監(jiān)測，確保老廠房變形控制在合理范圍內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過標(biāo)準(zhǔn)，立即停止施工。

為準(zhǔn)確掌握樁基施工對老廠房安全影響，工程對老廠房進(jìn)行了變形測量，采用全站儀對老廠房進(jìn)行鋼柱垂直度檢測。經(jīng)檢測，受檢鋼柱均滿足GB 50144—2019工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中結(jié)構(gòu)側(cè)向水平位移A級的要求，具體檢測結(jié)果見表3。

表3 房屋鋼柱垂直度傾斜測量結(jié)果表

4 結(jié)語

改擴(kuò)建項目靜壓預(yù)制樁施工技術(shù)在上海市松江區(qū)某改擴(kuò)建工程得到成功應(yīng)用，工程克服了場地受限和周圍構(gòu)建筑物等方面影響，針對預(yù)制樁數(shù)量多、密度大、施工場地狹小、工期緊張等方面施工難點(diǎn)，提出了有效處理措施，保證了靜壓預(yù)制樁施工對老廠房影響在可控范圍內(nèi)，圓滿完成了建設(shè)任務(wù)，滿足了企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)的需求，取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。通過工程實踐，文章總結(jié)形成了改擴(kuò)建工程靜壓預(yù)制樁施工關(guān)鍵技術(shù)，可為以后類似工程提供借鑒和參考。