上海市愛馬仕歷史保護(hù)建筑改造項目位于上海市黃浦區(qū)淮海中路與嵩山路交叉口，北面為淮海中路，西面為嵩山路。項目由A1、A2、A3三個單體組成，其中A1和A3為 2 幢為3～4 層磚木結(jié)構(gòu)的歷史保護(hù)建筑改建，A2為新建 2 層地下室，如圖1所示。
軌交1號線隧道位于A3的正下方，深度為地面以下 13.3 m，其覆土厚度11 m左右，這直接約束了保護(hù)建筑的基礎(chǔ)托換工藝的選擇，因此本項目基礎(chǔ)托換采用了“樁基+基礎(chǔ)梁”的托換形式，同時由于在距離地鐵盾構(gòu)1～3 m范圍內(nèi)進(jìn)行樁基施工，屬于地鐵盾構(gòu)區(qū)間的超敏感區(qū)域，施工稍有不慎將會對軌交運(yùn)營產(chǎn)生較不利的影響。為了減少擠土效應(yīng)對軌交產(chǎn)生的不良影響，成樁工藝采用灌注樁，灌注樁樁徑為600 mm，樁底埋深約47 m，樁底進(jìn)入⑤3層，共76 根。
本場地大部分區(qū)域填土過深，含較多的碎磚、石子，埋深0.9～2.6 m，場地內(nèi)第③層、第④層均為淤泥質(zhì)軟土層，屬于飽和、流塑狀態(tài)，2 層總厚度超過10 m。場地內(nèi)第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層夾有砂質(zhì)粉土，透水性好；⑤1b灰色粉質(zhì)黏土，厚度23.4 m；⑤2層灰色砂質(zhì)粉土，厚度2.17 m，砂性重，易造成坍孔和樁底沉渣較厚。
2、 工程難點
（a）工程樁位離軌交最近距離只有1.5 m左右，軌交運(yùn)行期間易坍孔，而一旦坍孔則對相鄰的地鐵隧道產(chǎn)生不利影響。
（b）工程地處城市核心區(qū)，場地狹小，根據(jù)設(shè)計有部分樁位在建筑內(nèi)部，較大的施工機(jī)械難以實施。
（c）軌交1號線是上海最繁忙的地鐵線路，以黃陂南路站為例，該站停運(yùn)時間為22：58～次日5：13，地鐵停運(yùn)時間短，故成樁要求在7 h內(nèi)完成。
（d）常規(guī)成樁工藝施工47 m灌注樁的時間一般在12 h以上，難以滿足地鐵部門的要求。
3、 方案選擇
以往適合本項目的灌注樁施工工藝主要有套管法，即在地鐵早晨啟運(yùn)前，在樁孔中插入護(hù)壁鋼管，保護(hù)樁孔避免坍孔。該工藝較為成熟，各個環(huán)節(jié)時間的控制有把握。但施工時間較長，一般需2 d；護(hù)壁鋼套管難以埋設(shè)且鋼護(hù)筒與孔壁之間存在空隙，不能完全避免坍孔；鋼護(hù)筒無法回收，造價高。結(jié)合本項目的實際情況，經(jīng)過反復(fù)的試驗和比選，借鑒車載反循環(huán)鉆機(jī)工藝，對鉆頭刀片、吸漿管坡口角度、泵管及動力裝置進(jìn)行改良，采用新型泵吸反循環(huán)法，將鉆頭切削產(chǎn)生的泥條，通過大功率的泥漿泵吸走，加快成孔速度，如圖2所示。
4、 方案實施
4.1 機(jī)械設(shè)備
采取“快速鉆削成孔設(shè)備”，其成孔設(shè)備動力裝置可安放于低凈空樁架上，配合漿、泥分離系統(tǒng)使用。
切削鉆頭快速均勻地強(qiáng)制分層切削土體，達(dá)到快速成孔。與傳統(tǒng)鉆頭不同，切削鉆頭采用長齒，能快速將土體切削成泥條。鉆桿頭管腔采用十字形鋼板分割，防止大粒徑渣滓進(jìn)入鉆桿，并可增加吸渣量，提高成孔速度，如圖3所示。
鉆機(jī)主軸動力11 kW，主軸扭矩16 kN·m，主軸轉(zhuǎn)速 11 r/min；泥漿泵220m3/h，功率22 kW。
4.2 成孔質(zhì)量
為了減小樁基施工對軌交的影響，針對各個土層制定相對措施，并根據(jù)需要制定相應(yīng)的泥漿指標(biāo)。對于粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土層，采用輕壓大泵量快速穿過；對于灰色粉質(zhì)黏土層，由于其造漿性能好，可以造優(yōu)質(zhì)成孔泥漿，但由于本層易縮徑，故低速勤掃通過成孔；因局部地層自然造漿性能差，極易坍垮孔，采用自行調(diào)配優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行施工。泥漿性能指標(biāo)如表1所示。
4.3 時間控制
由于對成樁時間有嚴(yán)格的限制，因此施工前應(yīng)制定出詳細(xì)、可行的分工序施工時間控制標(biāo)準(zhǔn)。
晚上地鐵停運(yùn)前0.5 h進(jìn)行開鉆準(zhǔn)備工作，成孔時間控制在2.5 h以內(nèi)，提鉆桿1 h，下放鋼筋籠1.5 h，下放澆搗管并二清1 h，澆筑混凝土1 h，整個過程7 h內(nèi)完成。在軌交車輛到達(dá)工地前完成混凝土澆灌。
如果5：30還未完成二清，需立即用混凝土灌入孔內(nèi)，再另找合適的位置補(bǔ)樁。
5、 實施效果
鉆削成孔施工快，76 根靠地鐵樁施工時間均控制在 7 h內(nèi)；成孔精度高、孔徑穩(wěn)定；樁基施工對地鐵隧道基本無擾動；漿泥分離后，泥漿為循環(huán)使用、泥漿全部集中在封閉管道內(nèi)、現(xiàn)場文明施工度提高。
5.1 土體測斜
樁基施工前我們在樁位邊緣位置布置了測斜管，測斜管距離工程樁為2 m左右。我們收集了樁基施工不同階段的土體變形數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明樁周土體變形最大值均在2 mm以內(nèi)。
5.2 隧道影響
在整個樁基施工過程中，地鐵監(jiān)護(hù)公司都進(jìn)行了同步監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明在整個樁基施工過程中地鐵隧道的位移都保持在1 mm左右�；咀龅搅藢Φ罔F隧道零擾動。圖4是地鐵隧道部分位置在樁基施工過程中的變形曲線。
5.3 樁基質(zhì)量
采用鉆削快速成樁法施工，過程中經(jīng)檢測，各項指標(biāo)均達(dá)到了《鉆孔灌注樁施工規(guī)程》的要求。孔徑穩(wěn)定，沒有縮頸和坍孔的情況發(fā)生；孔底沉渣實測值均在 100 mm以內(nèi)；充盈系數(shù)基本在1.07左右。小應(yīng)變檢測，一類樁達(dá)到100%。靜載試驗單樁荷載達(dá)到3 000 kN，最大沉降量4.21 mm，最大回彈量1.75 mm，滿足設(shè)計使用荷載 1 500 kN的要求。
6 、結(jié)語
鉆削快速成樁技術(shù)在上海市愛馬仕歷史保護(hù)建筑改造項目的成功實踐，實現(xiàn)了在地鐵超敏感區(qū)域灌注樁的安全施工，同時也得到以下結(jié)論和經(jīng)驗：
（a）在地鐵超敏感區(qū)域，采用鉆削快速成樁技術(shù)可以保證成樁時間、成孔效果、對地鐵影響滿足相關(guān)技術(shù)要求；相較傳統(tǒng)套管法工藝可以縮短工期，降低成本；
（b）反循環(huán)樁機(jī)可調(diào)節(jié)樁架高度，可以低凈空作業(yè)，從而實現(xiàn)需在室內(nèi)打樁的要求；
（c）采取減少鋼筋籠分節(jié)、加快下放鋼筋籠速度和混凝土蓄車待命等措施，可進(jìn)一步壓縮施工時間；
（d）為保證成孔的質(zhì)量，應(yīng)針對各個土層制定相對措施，并根據(jù)需要制定相應(yīng)的泥漿控制指標(biāo)；泥漿處理設(shè)備可實現(xiàn)漿泥分離，大幅減少泥漿排放量。
