城市更新項(xiàng)目地下障礙物的清除及對(duì)周邊環(huán)境影響的研究

刁偉俊

上海市靜安區(qū)建筑建材業(yè)管理署 上海 200070

1 工程概況

某高層改建項(xiàng)目位于上海市南京西路，北側(cè)為軌道交通2號(hào)線區(qū)間隧道，南側(cè)為滄州大樓和華業(yè)公寓，西側(cè)為上海展覽中心，東側(cè)為陜西北路及平安影院（圖1）。

圖1 工程周邊環(huán)境

該項(xiàng)目建筑功能是由賓館改為主樓辦公、裙房商場(chǎng)的綜合體。地上建筑改建思路為主樓4層改3層（平面范圍有所擴(kuò)大），裙房4層層數(shù)不變；地下室[1-2]改建思路為主樓范圍保持為地下1層不變（原底板保留），裙房由地下1層改建成地下4層，裙房地下室范圍有所調(diào)整（圖2）。

原地下室和新建地下室相互交錯(cuò)，在新地下連續(xù)墻槽段內(nèi)有障礙物存在，障礙物類型主要包括原地下室外墻、原地下室底板、鋼板樁和鋼管樁。為保證地下連續(xù)墻的正常施工，這些障礙物須提前清除。由于該項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜且要求較高，故必須采取合理的障礙物清除方案，以盡量減小障礙物清除對(duì)周邊環(huán)境的影響[3]。

圖2 新地下連續(xù)墻與原地下室外墻平面關(guān)系

2 研究?jī)?nèi)容及目的

本文主要研究新建地下連續(xù)墻上的原地下室結(jié)構(gòu)等障礙物的清除方案以及清除鋼管樁、鋼板樁等主要承重構(gòu)件時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響。像這樣的城市更新項(xiàng)目在以前的施工中從未遇到過(guò)，在保留原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，清除地下室部分主要的承重構(gòu)件，清除的施工方法是否可行，對(duì)周圍環(huán)境的影響有多大，都是值得分析的。通過(guò)研究，一來(lái)可確保方案的可行，二來(lái)能為今后類似工程提供實(shí)踐依據(jù)。

3 障礙物清除方案

3.1 原地下室外墻和底板的清除

新地下連續(xù)墻的槽段落在原地下室外墻范圍內(nèi)較多，與地下連續(xù)墻平面交叉重疊的原地下室底板和外墻等障礙物（圖3），均需在地下連續(xù)墻施工前采用風(fēng)鎬鑿除。

圖3 需清除原地下室外墻和底板范圍

為減小地下室外土體變形對(duì)周圍環(huán)境的影響和保證清除障礙物施工的安全，“加支撐人工鑿除”范圍內(nèi)的障礙物需一邊人工風(fēng)鎬鑿除、一邊加水平支撐（圖4）。該范圍障礙物清除施工方案大致分4個(gè)步驟：第1步，人工鑿除第1道支撐標(biāo)高以上的地下室外墻與碎石，并設(shè)第1道支撐；第2步，繼續(xù)鑿除地下室外墻與碎石，設(shè)第2道支撐；第3步，鑿除剩余地下室外墻、碎石及底板；第4步，及時(shí)回填水泥土、拆除第2道支撐，澆筑導(dǎo)墻時(shí)再將第1道支撐拆除。

圖4 加支撐鑿除示意

3.2 鋼板樁的清除

原地下室外和主樓與裙房之間存在大量FSP-Ⅳ型拉森鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)（圖5），鋼板樁尺寸為400mm×170mm，長(zhǎng)約12 m，施工過(guò)程中需將鋼板樁清除。

鋼板樁的清除同樣需要考慮清除過(guò)程中和清除以后對(duì)周邊環(huán)境的影響，若用挖掘機(jī)配合機(jī)械手拔樁，會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，且對(duì)機(jī)械手的功率要求較高。本項(xiàng)目采用專門千斤頂頂拔工藝進(jìn)行鋼板樁的清除，該工藝施工流程為：

1）進(jìn)行清土工作，將鋼板樁完全暴露。

2）在鋼板樁上端開(kāi)吊裝孔，用于穩(wěn)定和起吊鋼板樁。

3）將2臺(tái)液壓千斤頂對(duì)稱放置于操作平臺(tái)上，并將特制液壓夾緊裝置（起拔架）吊到千斤頂上。

圖5 待拔除鋼板樁情況

4）將要拔除的鋼板樁接長(zhǎng)，并將接長(zhǎng)段上端用起拔架夾緊。

5）開(kāi)啟高壓油泵，2臺(tái)千斤頂同時(shí)向上頂起起拔架，待千斤頂行程到位后，松開(kāi)起拔架夾緊裝置，起拔架隨千斤頂緩慢恢復(fù)原位。待原鋼板樁上端完全穿過(guò)起拔架時(shí)，拆除接長(zhǎng)段，用吊車吊住穿過(guò)鋼板樁上端圓孔的鋼絲繩。

6）重復(fù)以上工序直至將鋼板樁完全拔出。

3.3 鋼管樁的清除

在地下連續(xù)墻槽段內(nèi)的大量障礙物中，還存在原結(jié)構(gòu)工程樁（鋼管樁），需要清除（圖6），鋼管樁截面尺寸為φ609mm×10mm，樁長(zhǎng)38 m。

圖6 需清除鋼管樁的大致位置

因鋼管樁樁長(zhǎng)長(zhǎng)且完成時(shí)間久遠(yuǎn)，用全回轉(zhuǎn)套管鉆機(jī)硬拔極易發(fā)生斷樁情況，一旦斷樁會(huì)給拔樁造成更大困難，并且直接拔除將產(chǎn)生空腔，對(duì)周邊環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生不利影響。為保證拔樁的順利進(jìn)行并盡量減小拔樁對(duì)周邊環(huán)境的影響，本項(xiàng)目采用專門拔樁工藝進(jìn)行施工，工藝流程為：RT-200H型360°全回轉(zhuǎn)套管鉆機(jī)就位→套管鉆進(jìn)到鋼管樁樁底2 m→鋼管樁接長(zhǎng)→高壓水沖切套管與鋼管樁間土體；抽出泥漿，保持漿面與底板頂面平齊→150 t履帶吊將鋼管樁緩慢吊出→回填粗砂及小粒徑碎石，每回填6 m套管拔出4 m，同時(shí)抽出泥漿，直到套管全部拔出。

4 環(huán)境影響分析

為保證項(xiàng)目周邊環(huán)境的安全，在障礙物清除過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境的變化進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[4-5]。相對(duì)于清除原地下室外墻、底板和鋼板樁，鋼管樁拔除對(duì)周邊環(huán)境的影響更大。以下重點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目北側(cè)鋼管樁拔除給地鐵隧道造成的影響進(jìn)行分析。

鋼管樁拔除對(duì)北側(cè)地鐵隧道的影響主要表現(xiàn)為隧道側(cè)向變形，因此在項(xiàng)目北側(cè)地下連續(xù)墻與地鐵隧道之間設(shè)置了3個(gè)土體測(cè)斜孔（TX1～TX3，圖7）。

圖7 北側(cè)土體測(cè)斜孔布置

項(xiàng)目北側(cè)拔樁后土體傾斜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）顯示，測(cè)斜孔TX2的變形最大，為－0.86mm（土體向室內(nèi)移動(dòng)），3個(gè)測(cè)點(diǎn)的總體變形均非常小，表明所采用的拔樁方案可行。

表1 TX1、TX2和TX3的最大變形值及所在深度

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)城市更新項(xiàng)目改建原則和項(xiàng)目周邊環(huán)境情況進(jìn)行介紹，對(duì)改建過(guò)程中需清除的障礙物類型進(jìn)行了總結(jié)，并分別介紹了各類障礙物的清除方案。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，鋼管樁拔除后周邊土體側(cè)向變形很小，方案可行。在今后的城市更新項(xiàng)目施工中遇到類似問(wèn)題時(shí)，可以借鑒文中的施工方法和安全技術(shù)措施，可確保施工正常進(jìn)行。