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上海老城廂露香園路舊改地塊商品房及配套公建項目一期(B4、B5地塊及實驗小學)位處上海市中心地段,地塊坐落于南起方浜中路,東臨露香園路,西靠青蓮街,北至大境路四路環(huán)抱之內(圖1)。
圖1 工程平面位置示意
B4、B5地塊及實驗小學占地面積約27 520 m2,總建筑面積分為小學部分及別墅住宅部分。其中B5地塊實驗小學部分用地面積為10 259 m2,地下2 層、地上最高為3 層,地上建筑面積為12 310 m2,地下建筑面積為14 488 m2。別墅住宅部分為小別墅,地下2 層、地上3 層,地上建筑面積為27 085 m2,地下建筑面積為25 389 m2。
工程結構形式為框架結構。工程基坑總體呈不規(guī)則多邊形,基坑面積約為 26 000 m2,周長約為774 m,基坑分為北側B4、B5 地塊住宅部分和南側B5 地塊實驗小學部分2 個區(qū)域。B4、B5 地塊住宅部分基坑面積約為16 760 m2,基坑開挖深度為8.1 m;B5 地塊實驗小學部分基坑面積約為9 240 m2,基坑開挖深度為9.4 m。
本工程位于上海黃浦區(qū)老城廂,周邊環(huán)境復雜,管線眾多。特別是南側方浜中路側,隔方浜中路對面為大片的老式居民小區(qū),圍護設計考慮到該側居民樓房多為上世紀中葉建造,結構為磚木結構且年久失修,距離場地紅線最近為8.9 m左右,受深基坑施工的影響較為明顯。因此,最初決定采用鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁止水帷幕的圍護形式。三軸攪拌樁對周邊環(huán)境影響較小,但采用的三軸攪拌樁樁架非常高大,由于方浜中路上方存在高度距離地面僅12 m的高壓線和高度距離地面僅8 m的380 V的電線。電線桿距離現場紅線最近處僅有50 cm,高壓電線距離基坑邊最近處僅有2.2 m,而導致三軸攪拌樁的樁架無法在此位置上安全施工。如果采用樁架較矮的高壓旋噴樁作止水帷幕,雖然高壓旋噴樁樁架能安全地在高壓線下施工,但是由于高壓旋噴樁壓力過大,將對方浜中路對面的老式居民區(qū)造成很大的影響。
實驗小學南面方浜中路側圍護結構靠近居民區(qū),圍護施工對周邊居民區(qū)老式建筑影響較為明顯,且受限于上部高壓線凈空限制。通過對各項施工技術的對比和分析研究,最終采用MJS工法樁作為止水帷幕,應用于圍護體系中。
整個基坑圍護體系共3 種形式,MJS工法樁主要應用在南側的區(qū)域。南側方浜中路部分圍護體系采用內側單排Φ850 mm、Φ900 mm鉆孔灌注樁作擋土結構,外側為單排Φ1 200 mm的MJS工法樁作為止水帷幕的形式,圖2為南側MJS工法樁布置。
圖2 南側MJS工法樁平面布置
工程中MJS工法的設計樁徑為2 400 mm,搭接長度為700 mm,截面大部分為180°半圓形,在轉角及與原灌注樁搭接處采用360°MJS工法施工[1-3]。樁身設計長度為16 m。施工采用的水泥采用P.O 42.5,水灰比為1.0。
本工程在采用了多用途專用鉆機,該設備機高3.8 m、機長3.5 m、機寬2.02 m。能夠適合水平、傾斜、垂直等任意角度施工(圖3)。
圖3 MJS工法樁機示意
本工程圍護體系的MJS工法樁樁徑為2 400 mm,搭接長度為700 mm,樁身長度為16 m。樁體截面角度為180°,在部分轉角部位及與原灌注樁搭接處樁體截面角度為360°。施工前采用工程鉆機施工導孔,圖4為工藝流程。
圖4 MJS工法工藝流程
3.3.1 周邊環(huán)境保護
露香園項目一期南側方浜中路區(qū)域局部圍護結構靠近居民區(qū),距離僅8.9 m,且受限于上部高壓線凈空限制。施工難度大,周邊環(huán)境保護要求高。針對上述情況采取如下措施:
(a)MJS 工法樁施工過程中必須嚴格控制地內壓力[4];
(b)施工中,配合相關監(jiān)測單位加強周邊重點構(建)筑物的監(jiān)測;
(c)利用監(jiān)測數據為MJS 工法提供指導,通過監(jiān)測數據不斷修正MJS 工法地內壓力控制數據和施工節(jié)奏,減小對周邊環(huán)境的影響,順利實施該工程[5]。如監(jiān)測數據出現異常,則采用樁機的控制界面及時調整施工措施。
3.3.2 排泥量大
MJS 工法旋噴樁,1 臺設備1 h的排漿量約10 m3(厚漿),施工排泥量大,文明施工要求高。針對上述情況采取如下措施[6-8]:
(a)現場配備每小時能處理10 m3泥漿以上的泥漿處理設備,同時預留了設立100 m3左右的泥漿池。
(b)嚴格監(jiān)控泥漿的排放量,及時進行泥漿外運;(c)加強泥漿處理設備或泥漿池周邊的防護工作,安排專人進行施工區(qū)域保潔,避免發(fā)生揚塵污染。
本工程在圍護施工過程中,專門應用到了信息化施工技術對周邊環(huán)境、管線的變化進行實時監(jiān)測。由具體監(jiān)測數據并結合實際施工情況分析,地下管線監(jiān)測點在MJS工法樁施工期間變化情況可歸納為表1。
表1 方浜中路側MJS工法樁施工階段上水管線監(jiān)測點沉降變化情況統計表
監(jiān)測數據顯示,方浜中路側MJS工法樁施工期間對周邊環(huán)境影響都在正常范圍以內,土方開挖后,圍護的整體擋土和隔水體系安全可靠。因此施工對周邊環(huán)境影響的控制是非常成功的,取得了良好的社會效益。
隨著我國城市的發(fā)展,市中心必將會有更多的深基坑舊改工程,在復雜的市中心環(huán)境中,確保質量、安全和文明施工已是我們的施工理念,這就要求我們在施工中以人為本,向著綠色工地方向發(fā)展,將施工對周邊環(huán)境的影響降到最低。特別是在周邊環(huán)境復雜的情況下,充分引進和利用先進的施工技術,來解決市中心深基坑施工的各種難點,滿足工程建設的需求。
MJS工法樁技術雖然施工的成本相對較高,但是其采取的先進工藝能夠有效地減少施工對周邊環(huán)境影響,而且特殊的機械性能滿足低凈空施工要求。