上海浦東國際機場三期擴建衛(wèi)星廳及捷運車站工程樁基施工技術(shù)

曹來根（上海建工集團股份有限公司，上海 200080)

1 工程概況

衛(wèi)星廳及捷運車站工程是浦東機場三期擴建的主體工程，總體造型呈“工”字形，由 S1、S 2 兩座衛(wèi)星廳及對應(yīng)的地下捷運車站組成，承擔(dān)了 3 800 萬人次/年的候機和中轉(zhuǎn)。S1、S 2 衛(wèi)星廳分別通過地下捷運通道與現(xiàn)有的 T 1、T 2 航站樓相連，形成“航站樓+衛(wèi)星廳”構(gòu)型，主樓功能分別由改造后的 T 1、T 2 航站樓承擔(dān)[1]。

衛(wèi)星廳地下 1 層，地上 6 層，總建筑面積約 62.1 萬 m2（含 98 座固定登機橋，總建筑面積約 4.8 萬 m2）。衛(wèi)星廳主體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，基礎(chǔ)形式為樁基+筏板形式。主樓及登機橋樁基均包含 PHC 管樁及鉆孔灌注樁兩種樁型，其中 PHC 管樁共 9 078 根，鉆孔灌注樁共 3 542根，工程樁總數(shù)合計 12 620 根。

2 前期策劃

2.1 衛(wèi)星廳主體及登機橋樁基分階段施工

衛(wèi)星廳西側(cè)緊鄰運營中的專機坪，原有專機坪禁區(qū)圍界侵入衛(wèi)星廳紅線，致使主體結(jié)構(gòu) 3 根軸線樁基無法施工，且19～29 號共 11 座登機橋固定端位于專機坪內(nèi)，必須在專機坪停用后再施工固定端樁基及上部結(jié)構(gòu)。我們充分考慮了施工需求及機坪運營要求，在不影響機坪運營能力的前提下，對該區(qū)域衛(wèi)星廳及登機橋樁基進行三階段施工[2]，施工時間安排見表1 ，圍界布置見圖1～圖3。

表1 衛(wèi)星廳機位平衡階段劃分

圖1 第一階段（2016年5月～2017年3月）禁區(qū)圍界布置圖（S1 衛(wèi)星廳西側(cè)部分主體結(jié)構(gòu)樁基暫不施工）

圖2 第二階段（2017年3月～2017年12月）禁區(qū)圍界布置圖（施工完成所有衛(wèi)星廳主體結(jié)構(gòu)樁基）

圖3 第三階段（2018年1月～2019年3月）禁區(qū)圍界布置圖（施工 S1 衛(wèi)星廳西側(cè)登機橋樁基基礎(chǔ)）

2.2 衛(wèi)星廳登機橋樁基基礎(chǔ)與機坪道面施工工序

衛(wèi)星廳周邊同步施工工程包括港灣機坪、東機坪等飛行區(qū)工程，因衛(wèi)星廳數(shù)十座登機橋固定端位于在建的機坪內(nèi)，因此登機橋固定端的樁基、承臺與機坪的堆載、淺層處理、道面施工工序值得推敲。東機坪施工較快，其工期與衛(wèi)星廳樁基工程銜接，正好實現(xiàn)如下正常工序：機坪堆載、淺層地基處理→登機橋樁基及土建→機坪場道施工→登機橋鋼結(jié)構(gòu)及幕墻。而港灣機坪施工進度滯后，如仍采用上述正常工序，將影響衛(wèi)星廳樁基施工工期，若在機坪淺層處理前先行施工登機橋樁基，則后續(xù)的淺層處理可能對樁基產(chǎn)生影響。

鑒于此，我們在東機坪進行非正常工序的試驗驗證，即在東機坪淺層處理前打設(shè)試樁并灌芯、留置測斜管，待淺層處理完成后，通過測斜管讀數(shù)獲知試樁受淺層處理的影響程度，最終獲證了非正常工序的可行性。

3 施工部署及施工流程

根據(jù)設(shè)計圖紙，衛(wèi)星廳共分為 23 個結(jié)構(gòu)分區(qū)，其中S1 衛(wèi)星廳 12 個（A 1～A 12）、S 2 衛(wèi)星廳 11 個（B 1～B 11）。鉆孔灌注樁分布區(qū)域包括 S1、S 2 捷運車站（涉及A 4～A 6、B 4～B 6）及南進場路兩側(cè)（涉及 A 11、A 12、B 11），鉆孔灌注樁與 PHC 管樁存在大量施工交界面。為避免 PHC 管樁擠土效應(yīng)對鉆孔灌注樁的影響，施工部署的總原則即為不同樁型交界處的 PHC 管樁率先施工，待 PHC 管樁施工至擠土效應(yīng)影響范圍（1.5 倍樁長，約 60 m）以外時，鉆孔灌注樁開始跟進施工。樁基工程開工階段，率先開始施工的區(qū)域如圖4 所示。

圖4 樁基施工第一階段（春節(jié)前）機械布置圖

PHC 管樁擠土效應(yīng)影響區(qū)的工程樁施工完畢后，該部分錘擊樁機移機至其余區(qū)域施工，捷運車站區(qū)域鉆孔灌注樁開始大面積施工。值得一提的是，S1衛(wèi)星廳西側(cè) 3 根軸線區(qū)域原位于專機坪禁區(qū)內(nèi)，禁區(qū)圍界及區(qū)域內(nèi)管線于 2016年 1月遷改完成后才具備施工條件，進度有所滯后，故該區(qū)域在春節(jié)后需增加樁機數(shù)量。同時，上述區(qū)域緊鄰專機坪禁區(qū)內(nèi)的服務(wù)車道及禁區(qū)管線，故樁機不能集中在一個區(qū)域，需盡可能分散并控制臺班產(chǎn)量。2016年春節(jié)后，樁基施工第二階段的機械布置如圖5 所示。

圖5 樁基施工第二階段（春節(jié)后）機械布置圖

4 施工質(zhì)量控制及異常樁處理

4.1 施工中異常樁的控制

PHC管樁施工過程中的標(biāo)高控制及樁頭爆裂問題一直是施工質(zhì)量控制的重點和難點，這也成為本工程 PHC管樁施工前期的突出問題。以 S1 衛(wèi)星廳區(qū)域為例，從 2015年12月18日至 2016年春節(jié)，共施工PHC管樁2 427根，其中未達標(biāo)高的75根，占總數(shù)的 3.09%， 樁頭爆裂的 16根，占總數(shù)的 0.66%，未達標(biāo)高的問題較為嚴(yán)重。項目部經(jīng)過初步分析，并查閱相關(guān)文獻，歸納出導(dǎo)致PHC管樁未達標(biāo)高或樁頭爆裂的原因，分為勘察設(shè)計端、材料端、施工端3大類，共9種原因，見圖6。

圖6 PHC管樁未達標(biāo)高或樁頭爆裂原因

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場共91根未達標(biāo)高及樁頭爆裂樁的統(tǒng)計結(jié)果，建設(shè)單位召集勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工單位開會商討對策，總結(jié)出了4大主要原因及相應(yīng)措施，見表2。

表2 PHC 管樁未達標(biāo)高及樁頭爆裂主要原因及對策

我們在 2016年春節(jié)前夕制定并集中采取了上述措施，以春節(jié)為界，我們在春節(jié)后的施工中收到了良好的成效：S1衛(wèi)星廳區(qū)域春節(jié)后共施工PHC管樁2 050根，其中未達標(biāo)高的僅19根，樁頭爆裂的僅1根，20根異常樁占總數(shù)的0.98%。

最終，S1衛(wèi)星廳區(qū)域 PHC 管樁小應(yīng)變檢測結(jié)果Ⅰ類樁達標(biāo)占比達 97.09%，無 Ⅲ、Ⅳ 類樁；超聲波檢測結(jié)果Ⅰ 類樁達標(biāo)占比達 98.05%，無 Ⅲ、Ⅳ 類樁。對于施工過程中樁頭破碎的 17 根樁全數(shù)做小應(yīng)變檢測，選取部分做高應(yīng)變檢測及靜載試驗，異常樁經(jīng)試驗及檢測得出結(jié)果，經(jīng)分析全部符合設(shè)計要求，判定異常樁為合格。

4.2 異常樁的處理

施工后期對未達標(biāo)高及樁頭爆裂的“異常樁”的處理也是個棘手的問題。我們有針對性地采取了三大措施，使所有異常樁得到了妥善的處置，做到了“不浪費一根好樁，也不放過一根壞樁”。

首先，由于衛(wèi)星廳場地較大，導(dǎo)致根據(jù)詳勘報告判別部分異常樁是否進入持力層產(chǎn)生困難，我們挑選部分異常樁較集中的承臺位置進行補勘。結(jié)合原有詳勘報告及補勘成果，確知了每根異常樁進入持力層（⑦2-1 層）的深度或與持力層頂?shù)木嚯x。

其次，在S1衛(wèi)星廳區(qū)域，我們挑選了4根未進入持力層，且樁頂埋深較淺的破碎樁，將其樁頭開挖暴露，截除樁頭破碎部分，進行低應(yīng)變測試，驗證樁身完整性；然后在確知樁身完好的前提下，采用靜載法測試樁基承載力；靜載試驗結(jié)果證明，4 根破碎樁承載力全部達到設(shè)計承載力要求。在上述補勘及靜載試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，我們與設(shè)計、監(jiān)理單位確定了異常樁合格判定標(biāo)準(zhǔn)：破碎樁在開挖暴露，通過低應(yīng)變測試后，可依據(jù)上述 4 根破碎樁的靜載測試結(jié)果，判定為合格；樁頭進入持力層的貫入度樁，可直接判定為合格；上述 4 根破碎樁進入 ⑦-1 層至少 3.79 m，與 ⑦2-1 層頂距離≤1.5 m，可依此判定其余未進入持力層的貫入度樁，只要入土情況好于這一標(biāo)準(zhǔn)，即可判定為合格。

第三個措施：挑選若干樁頭破碎的異常樁進行大應(yīng)變測試，在此基礎(chǔ)上，召集業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工對測試結(jié)果進行商討，最后判定破碎樁均為合格樁。

5 結(jié) 語

本文結(jié)合浦東機場三期擴建工程衛(wèi)星廳樁基工程的實際施工生產(chǎn)，從前期策劃、施工組織、質(zhì)量控制及異常樁處理等方面，分析并總結(jié)了工程實施過程中的重點難點，從而為類似工程提供施工組織上的參考，尤其在前期施工策劃、沉樁標(biāo)高控制、異常樁處理等方面，能為后續(xù)工程提供良好的借鑒。