鐘 杰

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

1 背景工程概況

圖1 擬建建筑周邊環(huán)境

上海市第九人民醫(yī)院全科醫(yī)師培訓(xùn)樓工程（以下簡(jiǎn)稱本工程）位于上海市寶山區(qū)漠河路280號(hào)第九人民醫(yī)院東院內(nèi)，地下2層，地上9層，開挖深度近10 m，場(chǎng)地地貌屬濱海平原類型，

擬建場(chǎng)地內(nèi)存有原手術(shù)樓老結(jié)構(gòu)，基坑施工前需先清除地下老基礎(chǔ)及老樁；本工程位于正常運(yùn)營醫(yī)院內(nèi)，西側(cè)緊鄰?fù)饪谱≡簶牵ǖ厣?層，地下1層，無樁箱型基礎(chǔ)，埋深約4.8 m），基坑邊線距該外科住院樓僅3 m；東側(cè)緊鄰多層普通居民住宅（地上5層，天然基礎(chǔ)），最近距離為18.9 m；北側(cè)6 m處為內(nèi)科住院樓（地上8層，地下1層，天然地基），且6 m范圍內(nèi)地下還存在污水管（埋深3～4 m）；南側(cè)主要有院內(nèi)停車場(chǎng)，東南角為高壓氧倉（地上1層，天然地基，距擬建培訓(xùn)樓邊線約為6.3 m）。

綜上，本工程（圖1）周邊環(huán)境極其復(fù)雜，場(chǎng)地狹小，在建設(shè)過程中如何做到對(duì)緊鄰醫(yī)院內(nèi)設(shè)施進(jìn)行有效的保護(hù)、將施工對(duì)周邊的影響降到最低，成為本工程的重中之重。

2 院內(nèi)更新項(xiàng)目特、難點(diǎn)分析

1）場(chǎng)地狹小、周邊環(huán)境復(fù)雜，地下清障難度大、風(fēng)險(xiǎn)高。本工程處在醫(yī)院內(nèi)部，場(chǎng)地內(nèi)有原手術(shù)室樓等老結(jié)構(gòu)，部分含地下老基礎(chǔ)（埋深4～6 m），其中埋深最深的老基礎(chǔ)區(qū)域恰好緊靠西側(cè)正常使用中的外科住院樓，該處老基礎(chǔ)埋深近6.3 m，而外科住院樓為地下1層無樁基結(jié)構(gòu)，處于正常運(yùn)營使用中，在該區(qū)域清障施工會(huì)直接對(duì)外科住院樓帶來較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，本場(chǎng)地內(nèi)還有大量φ300 mm樹根樁（約150根，建筑坐標(biāo)不詳），樁長(zhǎng)20 m，鋼筋籠采用6φ16 mm主筋，φ8 mm@200 mm螺旋筋，很大一部分的這些老樁影響后續(xù)工程樁及圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，須選擇合理、經(jīng)濟(jì)、高效的清障方法及回填方案以確保后續(xù)圍護(hù)、工程樁施工的質(zhì)量，同時(shí)還要兼顧好院內(nèi)正常的運(yùn)營環(huán)境，這些都是院內(nèi)更新項(xiàng)目經(jīng)常碰到的難點(diǎn)。

2）新基坑緊鄰周邊建筑、管線，基坑施工階段變形控制要求高。本工程新建基坑周邊正常運(yùn)營的醫(yī)院內(nèi)建筑物眾多，且距離基坑較近，尤其是西、北側(cè)的內(nèi)、外科住院樓2處建筑物都處在基坑1倍開挖深度以內(nèi)，保護(hù)要求高；同時(shí)基坑周邊還有大量的院內(nèi)雨污水管線及電力管線等，距離基坑在2.6～4.6 m范圍內(nèi)，因此，新建樓基坑施工階段確保醫(yī)院內(nèi)正常運(yùn)營的建筑及管線安全任務(wù)重、難度大，對(duì)方案設(shè)計(jì)及施工組織都提出了極高要求。

3）正常運(yùn)營醫(yī)院內(nèi)對(duì)綠色、文明施工要求高。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)與控制措施

3.1 院內(nèi)老基礎(chǔ)清障處理方案和控制措施

因原手術(shù)室樓老基礎(chǔ)埋置深度深且距離外科住院樓僅3 m，方案一采用常規(guī)大開挖施工方案，變形不可控，開挖深度深，極有可能造成住院樓下水土流失，給運(yùn)營中的住院樓結(jié)構(gòu)帶來極大風(fēng)險(xiǎn)；方案二采用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行清障，其清障范圍大、工期長(zhǎng)、成本高，如不能完全清除，會(huì)給后續(xù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工帶來風(fēng)險(xiǎn)，后期處理難度更大，故經(jīng)過反復(fù)方案對(duì)比，最終采用了拉森鋼板樁結(jié)合高壓旋噴樁止水＋2道鋼支撐的保護(hù)體系（圖2），該方案施工高效，既考慮止水，又考慮有效圍護(hù)措施保證變形可控且經(jīng)濟(jì)性較好，具體施工工序?yàn)椋?/p>

圖2 老基礎(chǔ)清障圍護(hù)設(shè)計(jì)方案示意

1）清理基礎(chǔ)外圍，采用15.0 m小企口拉森鋼板樁封閉老基礎(chǔ)，靠住院樓一側(cè)考慮后續(xù)地下連續(xù)墻及槽壁加固施工空間，鋼板樁必須考慮預(yù)留以上空間。

2）在鋼板樁與外科住院樓間采用φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁進(jìn)行止水帷幕加固，降低清障過程中外科樓側(cè)水土流失風(fēng)險(xiǎn)。

3）采用雙拼700 mm×300 mm的H型鋼圍檁和φ609 mm×16 mm鋼管支撐，先撐后挖，減少變形。

4）連續(xù)快速清障完成后，及時(shí)回填，因清障后為松散土體，考慮后續(xù)工程樁及地下連續(xù)墻圍護(hù)施工安全，回填時(shí)在土體中充夾8%水泥用量，分層壓實(shí)。

5）回填完成后，將坑內(nèi)三側(cè)鋼板樁間隔樁拔，采用壓密注漿進(jìn)行壓漿填充，靠外科住院樓側(cè)考慮拔出過程中可能帶來變形的風(fēng)險(xiǎn)，故采用了不拔除處理方式。

3.2 老樁清障方案及控制要點(diǎn)

3.2.1 老樁清障工藝選擇

針對(duì)新建基坑內(nèi)存在大量老樁的問題，因拔除工作量大、費(fèi)用高，拔樁產(chǎn)生的噪聲等對(duì)醫(yī)院內(nèi)正常運(yùn)營的環(huán)境影響較大，經(jīng)多次與院方、設(shè)計(jì)討論分析，最終選擇了只處理對(duì)后續(xù)圍護(hù)及工程樁有直接影響的老樁，因老圖紙對(duì)老樁分布情況標(biāo)注不詳細(xì)，首先需采用挖機(jī)結(jié)合人工來探明老樁分布，然后對(duì)與新建圍護(hù)與工程樁有直接影響的老樁進(jìn)行有效標(biāo)示及定位，過程中可通過局部調(diào)整工程樁布置等方式進(jìn)一步減少拔除老樁的工作量。正式拔樁采用了振動(dòng)沉管法拔樁工藝，該施工方法工效高、積極性好；在拔樁過程中采取跳躍式施工，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。清障過程中為確保后續(xù)工程樁、圍護(hù)樁施工質(zhì)量，要求拔鋼套管過程中分層回填優(yōu)質(zhì)黏土，并用旋噴進(jìn)行弱加固。

3.2.2 拔樁工藝流程

施工工藝流程：確定樁頭→振設(shè)鋼管→高壓射水射氣→吊拔樁體→回填樁孔→振動(dòng)拔除鋼管→填平樁孔→加固土體。

1）埋設(shè)第1重護(hù)筒后，吊機(jī)定位。

2）第2重鋼套管在樁周快速切割切削，沉入深度超過原樁長(zhǎng)（圖3）。

3）用專用設(shè)備將鋼絲繩鎖扣在樁底，從底部受力吊拔舊樁。

4）若原舊樁樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，起拔到一定高度后，可以將其截?cái)喾侄伟纬▓D4）。

3.2.3 控制要點(diǎn)

1）確定樁頭位置：考慮到樁頂埋深約2 m，開挖承臺(tái)時(shí)采取護(hù)坡或放坡措施，另配備水泵進(jìn)行降水處理。

2）振動(dòng)沉設(shè)鋼管：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，需加工含幾個(gè)水路和幾個(gè)氣路且足夠剛度的套管，用150 t履帶吊吊住135 kW零電流啟動(dòng)的振動(dòng)錘振動(dòng)下沉鋼套管至樁底標(biāo)高下50～100 cm處，在下沉過程中，控制好垂直度，下沉就位后移除固定在鋼套管頂部的振動(dòng)錘。

3）高壓射水射氣：在下沉過程中，開啟空壓機(jī)和高壓水泵進(jìn)行套管內(nèi)樁側(cè)泥土的破碎置換和對(duì)樁體的沖刷清洗，直至樁被獨(dú)立剝離出來。

圖3 第2重鋼套管沉壓

圖4 分段拔除

4）吊拔樁體：將鋼絲繩（已預(yù)設(shè)在套管內(nèi)某一深度）固定到下節(jié)樁的中下部，用150 t履帶式吊機(jī)收緊起吊拔樁并吊運(yùn)至附近堆置場(chǎng)地。

5）鋼套管中水泥土回填：當(dāng)拔除的樁達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后可以在鋼套管中進(jìn)行8%水泥摻量的水泥土回填。

6）振動(dòng)拔除鋼套管：?jiǎn)?dòng)固定在鋼套管上的振動(dòng)錘，使用150 t履帶式吊機(jī)起吊，邊振動(dòng)邊拔除鋼套管。

7）斷樁預(yù)防及其處理：起拔老樁標(biāo)高應(yīng)考慮在樁底往上3 m左右，可防止樁的樁身受力不均而出現(xiàn)斷樁，能確保將整根樁拔起；在拔除前嚴(yán)格按照規(guī)程對(duì)套管內(nèi)夾土采用高壓水沖高壓沖氣清除法進(jìn)行施工，確保樁外側(cè)摩阻力降到最小限度，便于起樁；在加壓起吊過程中嚴(yán)格控制起升速度，以確保樁體的完整性；一旦出現(xiàn)斷樁情況，將采用重復(fù)下套管套牢斷樁樁身，然后固定吊點(diǎn)起吊拔除剩余樁體，確保拔樁徹底。

8）舊樁處理和承臺(tái)坑回填：對(duì)拔出的舊樁不宜久堆現(xiàn)場(chǎng)，宜及時(shí)外運(yùn)。考慮到探樁挖出的基坑要密實(shí)回填，并加固處理，可用水泥土回填加固處理，方便以后施工機(jī)械的作業(yè)和移位，現(xiàn)場(chǎng)破碎樁頭后的建筑垃圾分層密實(shí)回填，多余垃圾及時(shí)外運(yùn)。做到落手清，拔樁結(jié)束做到地平場(chǎng)清設(shè)備出場(chǎng)，基本上恢復(fù)原狀。

3.3 新基坑方案優(yōu)化及變形控制措施

本工程共地下2層，基坑圍護(hù)周長(zhǎng)190 m，基坑開挖面積2 470 m2，基坑普遍開挖深度約10.4 m，基坑不大，但因周邊正常運(yùn)營的內(nèi)、外科住院樓2處建筑物、大量的院內(nèi)雨污水管線及電力管線都處在基坑1倍開挖深度以內(nèi)，故對(duì)基坑的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案、圍護(hù)及開挖回筑階段施工控制都提出了極高的要求，在項(xiàng)目實(shí)施階段主要進(jìn)行了以下各個(gè)方面的優(yōu)化及控制。

3.3.1 圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

針對(duì)特殊的環(huán)境保護(hù)要求，采用地下連續(xù)墻方式代替鉆孔灌注樁＋止水帷幕的圍護(hù)體系，將2棟住院樓側(cè)地下連續(xù)墻加厚至1 m并適當(dāng)提高插入比，以提高該側(cè)剛度；為了減少降水對(duì)周邊環(huán)境的影響，在地下連續(xù)墻兩側(cè)增加超深止水帷幕，隔斷上部微承壓水；坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)裙邊進(jìn)行滿堂加固，坑底以下加固區(qū)域水泥摻量予以適當(dāng)提高，加強(qiáng)坑底被動(dòng)區(qū)土壓力，坑底至第2道支撐底面采用低水泥摻量加固，確保能順利開挖，在保護(hù)建筑區(qū)域加固體結(jié)合深坑進(jìn)行加寬。

3.3.2 圍護(hù)及開挖階段控制措施

圍護(hù)施工階段針對(duì)以往三軸槽壁加固和地下連續(xù)墻成槽階段極易引起對(duì)開挖前的土體擾動(dòng)造成周邊建筑物沉降，故本工程參考地鐵側(cè)深基坑施工要求，在所有工藝正式施工前進(jìn)行試成槽工作并適時(shí)檢測(cè)土體變形，確定了三軸槽壁和地下連續(xù)墻施工的各類控制參數(shù)，在正式施工時(shí)依據(jù)參數(shù)進(jìn)行施工控制。

開挖階段，為加快挖土進(jìn)度，減少基坑暴露時(shí)間，在設(shè)計(jì)允許的條件下，提高了支撐的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，從而減少支撐養(yǎng)護(hù)時(shí)間、加快施工速度。土方開挖嚴(yán)格遵循“對(duì)稱、分層分塊開挖，先撐后挖”的要求進(jìn)行施工。施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，通過基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，一旦發(fā)現(xiàn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變化大、影響安全時(shí)，立即采取相應(yīng)的措施，確保基坑施工安全。

3.3.3 回筑階段施工方案優(yōu)化

由于本工程為地下2層，地下2層換撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后需拆除第1道支撐做地下室頂板，則地下連續(xù)墻無支撐懸臂將達(dá)到6 m以上的高度，這將引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)較大的變形，對(duì)2棟外科住院樓和管線保護(hù)極其不利，因此在優(yōu)化施工時(shí)，考慮局部不碰永久結(jié)構(gòu)柱、外墻的第1道短邊方向的支撐及圍檁進(jìn)行保留，增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，在地下室頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再拆除，從實(shí)施情況來看，取得了不錯(cuò)的效果[1-3]。

4 結(jié)語

在正常運(yùn)營的醫(yī)院內(nèi)進(jìn)行建筑更新是目前上海市中心城區(qū)醫(yī)院功能、設(shè)施再升級(jí)必須面對(duì)的問題，在本工程實(shí)踐中，通過在清障階段、基坑施工階段采取一系列合理方案、施工工藝和控制措施，通過周邊建筑的信息化監(jiān)測(cè)反饋，有效地控制了清障階段和基坑階段的變形，保證了緊鄰建筑的安全及正常使用，可為類似工程提供借鑒。