張 振 偉
(上海新松江置業(yè)(集團)有限公司,上海 200000)
“50弄”城中村地塊是松江區(qū)第一個城中村改造項目,其用地面積7 969 m2,包含3棟8層住宅及附屬配套公建,總建筑面積18 473.88 m2,其中,地下室1層,建筑面積為6 799.61 m2。
本工程住宅的結構形式為裝配整體式剪力墻結構,基坑形狀近似T形,南北向寬約62.1 m,東西向長約99.3 m。地庫范圍基坑深度5.6 m,局部深度8 m,基坑周長331.3 m,基坑面積約6 135 m2?;有问綖殂@孔灌注樁+三軸水泥攪拌樁止水帷幕形式。
如圖1所示,本工程位于松江區(qū)滬松路榮樂路交界,毗鄰綠地博頓,周邊被樂都小區(qū)包圍,房齡均超過40年,房屋脆弱,且周邊管線較多?;訓|側有一棟2F~3F商業(yè)用房,距基坑邊線最近距離為13.6 m,基坑邊線距離最近的雨水管0.8 m;基坑南側為育新河,基坑邊線距離該河道最近距離9 m;基坑西側有給水、煤氣、雨污水等各類管線,最近處7.4 m;周邊老城圍繞,東北角及西南角距離基坑最近,均為淺基礎,距離基坑邊線分別為6.9 m和7.2 m。基坑北側還存在一根高壓線,貼近基坑施工范圍。
考慮到本工程周邊管線較多且保留居民樓建造時間久遠,普遍超過40年,經我司委托第三方檢測發(fā)現該處房屋整體剛度較差,基礎已存在30 cm以上沉降,受基坑施工影響較明顯。故最初考慮的圍護體系為鉆孔灌注樁+三軸水泥攪拌樁止水帷幕形式。施工初期,現場試打工程樁,然后因保留房屋過于脆弱且地基不穩(wěn),即便設置了應力釋放孔及抗震溝,且合理安排的打樁順序,在工程樁施工過程中,西南側保留房屋傾斜監(jiān)測值依然出現了當日報警。經過認真分析現場情況,如果按原設計,圍護三軸攪拌樁一旦施工至西南角及東北角兩處敏感地帶,房屋傾斜開裂無法避免,且攪拌樁機架較大,施工時會影響居民區(qū)及高壓線,難以作業(yè)。
因此將基坑西側及東北側三軸攪拌止水帷幕調整為超高壓噴射樁(MJS工法樁),如圖2所示,以此在有限的成本投入下,來最大程度的減緩擠土效應。
設計方案調整后,整體基坑體系變?yōu)槿N形式,基坑東側及南側,仍為內排φ850鉆孔灌注樁作為擋土結構,外排φ650三軸水泥攪拌樁內插型鋼作為止水帷幕體系。在西南、東北兩處敏感地帶及延生段采用內排φ750鉆孔灌注樁作為擋土結構,外排φ2 400 MJS工法樁作為止水帷幕體系。
1)MJS工法樁原理。
MJS工法在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎上,采用了獨特的多孔管和前端造成裝置,實現了孔內強制排漿和地內壓力監(jiān)測,并通過調整強制排漿量來控制地內壓力,大幅度減少對環(huán)境的影響,而地內壓力的降低也進一步保證了成樁直徑。
2)MJS工法樁的特點。
a.可以“全方位”進行高壓旋噴注漿施工。
MJS工法可以進行水平、傾斜、垂直各方向、任意角度的施工。特別是其特有的排漿方式,使得在富水土層需進行孔口密封的情況下進行水平施工變得安全可行。
b.樁徑大,樁身質量好。
噴射流能量大,作用時間長,再加上穩(wěn)定的同軸高壓空氣的保護和對地內壓力的調整,使得MJS工法成樁直徑較大,由于直接采用水泥漿液噴射,樁身質量較好。
c.對周邊環(huán)境影響小。
傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝產生的多余泥漿是通過土體與鉆桿的間隙,在地面孔口處自然排出。這樣的排漿方式往往造成地層內壓力偏大,導致周圍地層產生較大變形、地表隆起。同時在加固深處的排泥比較困難,造成鉆桿和高壓噴射槍四周的壓力增大,往往導致噴射效率降低,影響加固效果及可靠性。MJS工法通過地內壓力監(jiān)測和強制排漿的手段,對地內壓力進行調控,可以大幅度減少施工對周邊環(huán)境的擾動,并保證超深施工的效果。
d.泥漿污染少。
MJS工法采用專用排泥管進行排漿,有利于泥漿集中管理,施工場地干凈。同時對地內壓力的調控,也減少了泥漿“竄”入土壤、水體或是地下管道的現象。
如圖3,圖4所示,本工程中MJS工法樁的設計樁徑為2 400,搭接長度為700 mm,截面大部分為180°半圓形,在轉角及與灌注樁搭接處采用360°施工,樁身設計長度為12.4 m,因所處地塊多為淤泥質土且存在5 m深范圍內暗浜,故MJS水泥摻量控制在40%,以提高成樁的整體剛度。根據經驗,要求在施工過程控制各項參數,空氣壓力0.5 MPa~0.7 MPa,空氣流量1.0 m3/min~2.0 m3/min,成樁垂直度偏差不大于1/100,提升速度40 min/m。
本工程在圍護體施工過程中,運用了信息化施工技術對周邊敏感區(qū)域保留建筑傾斜情況進行了實時監(jiān)測,且在第一次出現當日數據報警后,為了解保留建筑的變形趨勢,在建筑物中部也增加了監(jiān)測控制點,見圖5,整個過程的監(jiān)測數據統(tǒng)計如表1,圖6所示。
從上述表1,圖6監(jiān)測數據來看,當敏感保護區(qū)采用了MJS工法技術之后,即便有一次單日數據報警,在基坑施工結束且地下室頂板澆筑完畢后,基坑側向變形未超報警值,保留建筑的豎向變形值也依然未超累計變形限值20 mm,證明本項目對周邊環(huán)境的保護措施切實有效,取得了成功。
表1 監(jiān)測數據 mm
對MJS工法樁進行取芯檢測,齡期28 d的取芯組樣強度平均值達到1.15 MPa,符合原設計要求的1.0 MPa,MJS工法樁成樁質量合格。
如今,隨著人類社會的高速發(fā)展,一二線城市逐漸進入存量房時代,在復雜的中心城市進行房產開發(fā)或者城市更新,對于施工質量、安全文明及環(huán)境保護的要求越來越高,這就要求地產公司充分引進和利用先進的設計理念及施工管理技術,來解決復雜城市中心的建設難題,滿足老城廂建筑更新、開發(fā)的需求。MJS工法技術成本相對較高,但其先進的工藝能夠有效減緩土體內應力,減少圍護施工對周邊保護范圍的影響。根據“50弄”城中村改造項目的管理經驗,可以總結如下:
1)結合信息技術對周邊敏感區(qū)域建筑、管線進行實時監(jiān)測,并根據監(jiān)測數據的變化,調整MJS工法的土體內應力,及時排漿,土內應力控制在40 MPa以內,擠土效應不明顯,可有效減緩土層內側向位移。
2)超高壓噴射注漿可采用旋噴、擺噴和定噴的成樁方式,樁身截面宜為全圓、半圓或扇形,成樁方式較為靈活,現場不利條件對該工藝造成的影響不大。
3)MJS工法由于其特殊性,不能出現冷縫,否則成樁質量難以保證,故單根樁需確保至少8 h以上的連續(xù)作業(yè),如夜間施工,其噪聲將達到60 dB~70 dB,尤其在老城廂施工,應采取有效的隔音減噪措施,避免因投訴等原因導致成樁連續(xù)作業(yè)中斷。
4)該工法樁水泥摻入量和水膠比應根據地層條件及樁身強度要求確定,根據經驗,應采用強度等級不低于P.O42.5級的普通硅酸鹽水泥,水泥漿液的水膠比宜取1.0,噴射注漿水泥摻入量達到40%后運用于軟土地區(qū)后,成樁質量能滿足要求。
綜上所述,在老城廂區(qū)域進行城市更新及改造工程,如遇到周邊環(huán)境復雜必須重點保護的建筑、管線等,在采取有效的設計方案并嚴格管理施工過程的前提下,應用MJS工法樁代替?zhèn)鹘y(tǒng)SMW水泥攪拌樁作為止水帷幕,可以最大限度減緩擠土效應,確保安全。