硬切割咬合桩在特殊情况下与其他围护形式的搭接应用

上海建工二建集团有限公司 上海 200080

旧城改造中地下空间的利用，围护形式的合理选用是一个不可避免的问题，围护形式的合理应用决定着一个工程的安全、质量以及进度，同时工程经济方面的因素也将对围护形式的选用起到一定的作用，但周边环境、地质条件、原有建筑拆除以及地下障碍物的情况将对围护形式的选择起到决定性作用[1-4]。

在这种特殊环境下，多种围护形式的结合应用，特别是硬切割咬合桩与其他围护形式的结合应用，是非常有利的，能够充分展现各种围护形式的优点，发挥其在各个方面的长处，但是要有效解决不同围护形式之间搭接的难题[5-8]。本文结合部分工程实例对硬切割咬合桩与其他围护形式的搭接应用作简要描述。

1 硬切割咬合桩

硬切割咬合桩通过先进的设备机具使用360°全回转套管机或FCEC双回转套管机，采用咬合桩施工机械先施工钢筋混凝土桩（B桩）两侧的2 根无钢筋笼的素混凝土桩或有方笼的混凝土（A桩），等A桩桩身混凝土达到一定强度后再用全套管施工机械按设计要求切割A桩成孔，然后下放钢筋笼并灌注混凝土形成咬合桩。这种新工艺从原理上讲有两点最大的突破：一是避免了采用超缓凝混凝土咬合桩工艺在完成切割咬合时，容易产生相邻孔混凝土管涌现象的发生而造成质量事故，同时由于采用了常规混凝土，降低了对混凝土的要求，节约了成本。二是由于采用硬切割工艺，允许混凝土A桩强度正常发展，无需依赖缓凝剂控制混凝土3 d强度值不大于3 MPa，并且不会出现由于单桩成桩时间过长（超过超缓凝剂能够控制的混凝土凝结时间），A桩混凝土强度超过10 MPa导致无法进行B桩咬合施工的弊病，具备超强切削能力的成孔机械对付终凝后的C30以上混凝土绰绰有余。

硬法切割咬合桩施工技术可以扩充既有的围护施工技术，并提高在复杂地带成桩的技术水平，特别在环境保护和提高社会效益与经济效益上有着显著优势，是一种集清障、止水和围护功能于一体的新型绿色围护施工技术。

2 与其他围护形式的对比

深基坑围护形式种类很多，合理地选择围护形式应根据场地地质条件、周围环境要求、工程功能、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑，而因地制宜地选择围护形式，上海深基坑围护形式主要有：

（a）SMW工法：水泥搅拌站具有施工噪声小，对环境影响小、止水效果好等优点。

（b）钻孔灌注桩+止水帷幕：钻孔灌注桩具有机械化作业、工艺成熟、施工简单、施工速度快、对周围环境影响小等优点，适合软弱地层使用。接头防水性差，要根据地质条件从注浆、搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题，整体刚度较差，不适合兼作主体结构。

（c）地下连续墙+止水帷幕：地下连续墙具有施工噪声低，振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好、整体刚度大，对周围环境影响小等优点。但是造价高、对废浆液难于处理。适用于软弱土层、地质条件差和复杂、基坑深度大、周边环境要求较高的深基坑，高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构，并可采用逆作法或半逆作法施工。

3 与其他围护形式的搭接

铁路上海站北广场综合交通枢纽改造工程是上海最为典型的一个城市旧区改造的项目。在改造前，铁路车站、铁路管理用房、轨交车站、公交车站及部分商业非常凌乱，在改造完成后需彻底解决长期以来北广场地区交通不便、秩序混乱的局面，实现上海陆上北大门立体交通“零换乘”。

在铁路上海站北广场综合交通枢纽改造工程中，有大量建筑物拆除后留下的地下障碍物以及为完善交通枢纽功能，拟建工程需与已经建成的长途客运总站、火车站出站口、轨道交通站厅进行结构连通。这些特殊环境情况对围护形式的选择提出了新的要求。

在工程的西南角，由于各方面原因造成该处的1 栋建筑未能及时完成拆迁工作，遗留下了地下室底板结构，并且原设计基坑围护结构在此区域内，并且该处围护距离轨交区间轨道仅7.5 m，无法进行清障和地下连续墙围护结构施工。鉴于以上原因，工程基坑该处围护结构由原来的地下连续墙改为硬切割咬合桩。

对于已经完成的其他区域的地下连续墙，两者之间将形成一个平接接口，为保证基坑安全，必须确保该结构的搭接强度以及止水效果。施工现场通过对围护结构定位放样后，确定在2 种围护形成搭接的位置，地下连续墙做成“凹”形搭接口，适当调整硬切割咬合桩的定位，保证基坑面积。

在进行硬切割咬合桩定位时，将搭接位置的硬切割咬合桩定位在地下连续墙的一个凹角的位置，该位置为素混凝土填充形成的。在达到一定强度后利用硬切割咬合桩切割套管进行切割，然后按照硬切割咬合桩施工工艺进行施工，最终达到硬切割咬合桩同样的围护效果。为确保止水效果，在搭接部位可以利用高压旋喷桩进行止水加强。

在工程的东侧10 m范围为轨交1号线车站结构，轨交1号线是上海最早的轨交线路，早在1993年便完成了建设，其围护形式为地下连续墙，施工期间两侧未设置三轴水泥土搅拌进行槽壁加固且该区域土质条件较差，自然地面以下2～3 m范围内都是反复改造后留下的杂填土，杂填土以下有厚13 m的②3层灰色砂质粉土，基坑开挖深度范围以②3灰色砂质粉土为主。受到地质条件的约束，轨交1号线围护结构存在严重的“大肚皮”现象。按照原设计，在拟建工程与轨交1号线结构之间需设置1 个地下连通道结构，但按照现场实际情况，普通围护结构无法紧贴轨交1号线围护结构有效区域进行施工，不能保证围护质量以及止水效果。经过多次方案的比选，最终决定利用硬切割咬合桩其特有的混凝土切割能力切除轨交1号线围护结构凸出的部分混凝土，使新建围护结构与原有围护结构形成有效的丁字形搭接，并利用硬切割咬合桩自身的止水能力形成新老接缝的止水，但为了确保万无一失，施工期间在新老围护接缝的位置还是采用高压旋喷桩进行止水。

在浦东张江长泰广场施工中，在基坑范围内有一个预留了地铁连通口结构，后经与设计商量确定在围护施工阶段利用硬切割咬合桩直接对其在结构中间位置进行切割，在地下结构施工完成后再对围护以外的部分结构进行连通处理。

由于原围护结构采用的灌注桩形式，故在采用硬切割咬合桩后，两者之间形成一个平接接缝。在施工中，也是直接利用部分硬切割咬合桩替代了钻孔灌注桩，利用部分止水帷幕直接过渡形成整体围护。

4 结语

硬切割咬合桩自身不但有利于施工安排和桩基质量的保证，并且能够有效地清理施工范围内的坚硬障碍物，同时达到止水、防渗的施工效果，与其他围护能够形成有效搭接，从而进一步完善基坑围护结构的施工，这在地质条件复杂的施工区域施工中尤为适用。硬切割咬合桩在城市改造工程的应用，以及硬切割咬合桩与其他围护形成的搭接处理的成功经验，对今后类似工程具有积极的借鉴作用与推广价值。