基坑圍護(hù)施工中場地遺留樁基的處理方案

陳楷

上海長風(fēng)置業(yè)有限公司 上海 200000

在基坑圍護(hù)施工中，水泥攪拌樁止水帷幕所在設(shè)計(jì)位置與場地原有障礙物或場地遺留老舊樁基位置發(fā)生沖突時(shí)，可根據(jù)不同情況制定不同的處理方案，通過比較各方案的特點(diǎn)及優(yōu)劣，選擇出最適合現(xiàn)場實(shí)際情況的方案，以盡可能降低老舊樁基對基坑圍護(hù)施工、施工場地布置、施工進(jìn)度及成本的影響。

1 工程概況

本工程位于上海市普陀區(qū)，為360集團(tuán)新建總部項(xiàng)目，普陀區(qū)的重點(diǎn)工程。項(xiàng)目總建筑面積101345.2m2，地下2 層，地下建筑面積31000 m2；地上建筑面積70345.2m2；地上共有4個(gè)單體，其中1#樓為總部大樓，地上18層，建筑高度89.95m；2#樓及3#樓為研發(fā)樓，地上10層，建筑高度49.95m；4#樓為人才公寓，地上6層，建筑高度23.95m。

本項(xiàng)目基坑開挖深度10.40m-11.6m，根據(jù)地勘報(bào)告及上海市的長期水位觀測資料，承壓水水位埋深約3m-12m；基坑開挖面積約16086m2，基坑周長540m；基坑安全等級(jí)二級(jí)，環(huán)境保護(hù)等級(jí)三級(jí)；基坑采用鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，三軸水泥土攪拌樁止水帷幕，二道混凝土支撐體系[1]。灌注樁采用φ800@1000或φ900@1100，樁長21.5m，頂部設(shè)置混凝土圍檁，灌注樁外側(cè)設(shè)置3φ850@1200三軸攪拌樁止水，水泥摻入量20%，樁長16.5m，與灌注樁凈距200mm，間隙采用壓密注漿封堵。坑中坑加固部分局部落深3.7m的坑中坑采用高壓旋噴樁加固（水泥摻量25%），其他部分采用雙軸攪拌樁加固（水泥摻量13%）。

2 施工現(xiàn)場問題

本工程擬建場地為拆遷后場地，場地原為工業(yè)廠區(qū)，原有建筑物為工業(yè)廠房及辦公用房等，雖上部結(jié)構(gòu)均已拆除，但地下仍遺留較多原有建筑的老舊廢棄基礎(chǔ)、承臺(tái)、樁基等障礙物，尤其是原址遺留的混凝土管樁，對三軸攪拌樁止水帷幕的施工產(chǎn)生較大影響，且因原建筑年代久遠(yuǎn)，已很難查閱原始基礎(chǔ)圖紙及資料，僅能通過開挖等方式探明障礙物所在位置，并根據(jù)實(shí)際情況制定具體處理方案。

本文選取本工程基坑南側(cè)遺留樁基所在典型區(qū)域進(jìn)行探討和分析，探明遺留混凝土管樁直徑400mm，與三軸攪拌樁設(shè)計(jì)位置沖突，平面實(shí)際情況如圖1所示。

圖1 原場地老舊樁基

3 針對場地遺留老舊樁基選取合理的處理方案

3.1 方案一：避讓障礙物方案

在攪拌樁止水帷幕施工過程中，針對地下障礙物的施工區(qū)域應(yīng)先進(jìn)行障礙物的破除清障或通過更改攪拌樁位置避讓障礙物，處理措施主要分為以下三種：

（1）對埋深較淺的障礙物，清障通常采用開挖、破碎等方法，挖除孤石、天然基礎(chǔ)、短樁等障礙物，且通常應(yīng)開挖至原狀土為止，再用素土分層回填及夯實(shí)。

（2）對埋深較深的障礙物，清障施工時(shí)應(yīng)確保周邊環(huán)境的安全，必要時(shí)可采用拉森鋼板樁臨時(shí)圍擋的措施來進(jìn)行清障施工。尤其是靠近地鐵一側(cè)的清障施工，施工前應(yīng)征詢地鐵部門的許可后方可施工[2]。如處理深度大于3m，應(yīng)編制專項(xiàng)清障施工方案，經(jīng)監(jiān)理、建設(shè)單位、勘察單位審批完成后方可進(jìn)行處理施工；如處理深度大于5m，應(yīng)對處理區(qū)域進(jìn)行圍護(hù)后再進(jìn)行施工，并編制專項(xiàng)施工方案，經(jīng)圍護(hù)設(shè)計(jì)、監(jiān)理及建設(shè)單位審批完成后，方可進(jìn)行障礙物的處理，確保施工安全。所有障礙物區(qū)域處理完成后，應(yīng)采用原狀好土回填，不得摻雜碎石、樹根等雜物，并進(jìn)行分層回填及夯實(shí)，確保圍護(hù)樁的施工質(zhì)量，同時(shí)須在處理區(qū)域增加圍護(hù)樁的水泥摻量確保基坑安全。

（3）經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)障礙物影響施工且難以處理時(shí)，采用圍護(hù)樁避讓、繞開、補(bǔ)樁等措施，補(bǔ)樁與原設(shè)計(jì)樁型樁徑樁長相同，如圖2所示。

圖2 攪拌樁遇障礙物時(shí)避讓示意圖

對于本工程方案一的缺陷：該方案僅適用于施工場地障礙物較少的情況。由于本工程所在場地遺留老舊樁基較多，且無原始圖紙資料，無法精準(zhǔn)定位場地遺留樁基位置，要將整個(gè)場地的老舊樁基具體位置探明極為困難，對工期、成本的影響較大，當(dāng)采取避讓繞開措施時(shí)，不確定因素較多，極可能出現(xiàn)多次、大量變更攪拌樁位置的情況[3]，對整個(gè)施工場地的臨時(shí)道路、臨時(shí)建筑物、加工場地的布置、用地范圍、工期進(jìn)度以及止水帷幕的整體性和止水效果等均會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此方案一不予推薦。

3.2 方案二：三軸攪拌樁套打鉆孔灌注樁方案

該方案需將受影響區(qū)域的三軸攪拌樁往基坑方向平移，平移至平面位置與內(nèi)側(cè)鉆孔灌注樁重合或部分重合，形成攪拌樁與灌注樁套打的狀態(tài)，以盡量避開老舊樁基，同時(shí)為保證止水效果，須在外側(cè)再增設(shè)一道三軸攪拌樁用于補(bǔ)強(qiáng)。水泥攪拌樁中套打鉆孔灌注樁方案在華東地區(qū)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)及施工中并不少見，使用該施工工藝能有效控制基坑的變形和臨近建筑物的沉降，保證深基坑安全[4]。尤其適用于場地狹小、基坑周邊環(huán)境復(fù)雜、周邊建筑物緊鄰基坑的施工環(huán)境，同樣該方法也可用于避讓老舊樁基基礎(chǔ)的處理方案。

對于本工程方案二的缺陷：該方案施工難度相對較大，質(zhì)量控制要求較高，各工序搭接時(shí)間較為嚴(yán)格，由于本項(xiàng)目實(shí)際情況的特殊性，場地老舊樁基較多且密集，位置不確定性較大，若采取套打措施，雖內(nèi)側(cè)一排套打攪拌樁可避開舊樁，但外側(cè)用于補(bǔ)強(qiáng)的一道攪拌樁仍不能保證完全避開舊樁，如圖3所示；其次，由于三軸攪拌樁機(jī)鉆桿尺寸較大，如圖4所示，外側(cè)一道攪拌樁施工時(shí)，鉆桿必然會(huì)碰撞舊樁，導(dǎo)致樁機(jī)無法正常施工，因此該方案無法從根本上解決本工程攪拌樁碰撞舊樁的問題，綜合各方面因素考慮，方案二不予推薦。

圖3 老舊樁基特殊無法完全避開圖

圖4 深層三軸攪拌機(jī)械示意圖

3.3 方案三：采用局部高壓旋噴樁替代三軸攪拌樁的方案

高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體〔即旋噴樁〕，以到達(dá)加固地基或止水防滲的目的。施工工藝參見圖5。

圖5 施工工藝圖

采用高壓旋噴樁補(bǔ)強(qiáng)止水方案如圖6所示，由圖6可知，該方案設(shè)置兩道800直徑的高壓旋噴樁止水帷幕，用于替代原設(shè)計(jì)中所設(shè)置的一道三軸攪拌樁止水帷幕，由于高壓旋噴機(jī)械的鉆桿及注漿管相較三軸攪拌樁機(jī)的鉆桿尺寸小很多，施工時(shí)鉆桿較容易避開老舊樁基，因此該方案在本項(xiàng)目的施工中可行性較大，僅須保證鉆桿及注漿管避開老舊樁基即可，即使施工完畢后個(gè)別旋噴樁與老舊樁基局部重合，原有混凝土樁亦可視作旋噴樁止水帷幕的一部分，且外側(cè)須增設(shè)一道旋噴樁止水帷幕作為補(bǔ)強(qiáng)，可保證止水效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求；由于本項(xiàng)目底板內(nèi)部分集水井、電梯基坑、坑中坑亦采用高壓旋噴樁進(jìn)行加固，因此通過施工組織調(diào)配，現(xiàn)場無須再新增樁機(jī)設(shè)備。綜上所述，該方案對施工成本及工期的影響較小，且符合現(xiàn)場施工實(shí)際情況，因此本工程采用方案三處理現(xiàn)場遺留樁基較為合理。

圖6 高壓旋噴樁補(bǔ)強(qiáng)止水流程圖

3.4 方案四：拔樁方案

該方案為直接將場地老舊樁基拔出，由于該方案須重新組織新的專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)場，調(diào)用拔樁機(jī)或新的全回轉(zhuǎn)設(shè)備，施工技術(shù)難度較大、涉及各項(xiàng)費(fèi)用較高、對工期影響較大且須進(jìn)行孔洞回填等繁雜作業(yè)，因此該方案不予推薦，在此不做贅述。

3.5 方案五：舊樁利用方案

該方案通常在主體結(jié)構(gòu)樁基施工時(shí)予以考慮，基坑圍護(hù)施工時(shí)較難適用，因此該方案不做推薦。

4 結(jié)語

在基坑圍護(hù)施工過程中，若采用水泥攪拌樁止水帷幕，當(dāng)攪拌樁設(shè)計(jì)所在位置與場地遺留老舊樁基位置發(fā)生沖突時(shí)，可參考以下步驟進(jìn)行處理：

（1）收集場地原建筑物樁位及基礎(chǔ)圖紙資料（如有），確定場地遺留樁基及基礎(chǔ)分布位置、樁長、樁型、樁徑及準(zhǔn)確樁位。

（2）若無建筑物原始資料，通過現(xiàn)場開挖、勘探等方式，探明施工區(qū)域遺留樁基的數(shù)量、位置、樁徑及大致深度。

（3）在圍護(hù)平面圖中，按現(xiàn)場實(shí)際樁位、樁徑標(biāo)明遺留樁基所在平面位置，同時(shí)將該平面圖及現(xiàn)場情況上報(bào)圍護(hù)設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位及建設(shè)單位。

（4）綜合考慮現(xiàn)場的實(shí)際施工情況、圍護(hù)形式、樁機(jī)型號(hào)、施工工藝、施工作業(yè)面及施工工序等因素，優(yōu)先考慮不改變圍護(hù)形式，并盡可能避讓繞開遺留樁群，同時(shí)應(yīng)以節(jié)約成本、保證施工安全及質(zhì)量、減少對工期、周邊環(huán)境影響等為原則，與相關(guān)單位共同選擇及制定最合理的處理方案。

工程建設(shè)場地遺留有老舊廢棄樁基已成為工程建設(shè)中的普遍現(xiàn)象，本文所探討的各種方案在不同項(xiàng)目的實(shí)際施工中均有采用，施工單位應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，在施工過程中制定合理的施工方案并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)借鑒類似工程的處理方案，逐步建立和完善遺留廢棄樁基的評(píng)價(jià)及處理標(biāo)準(zhǔn)。