城市更新项目地下障碍物的清除及对周边环境影响的研究

刁伟俊

上海市静安区建筑建材业管理署 上海 200070

1 工程概况

某高层改建项目位于上海市南京西路，北侧为轨道交通2号线区间隧道，南侧为沧州大楼和华业公寓，西侧为上海展览中心，东侧为陕西北路及平安影院（图1）。

图1 工程周边环境

该项目建筑功能是由宾馆改为主楼办公、裙房商场的综合体。地上建筑改建思路为主楼4层改3层（平面范围有所扩大），裙房4层层数不变；地下室[1-2]改建思路为主楼范围保持为地下1层不变（原底板保留），裙房由地下1层改建成地下4层，裙房地下室范围有所调整（图2）。

原地下室和新建地下室相互交错，在新地下连续墙槽段内有障碍物存在，障碍物类型主要包括原地下室外墙、原地下室底板、钢板桩和钢管桩。为保证地下连续墙的正常施工，这些障碍物须提前清除。由于该项目周边环境复杂且要求较高，故必须采取合理的障碍物清除方案，以尽量减小障碍物清除对周边环境的影响[3]。

图2 新地下连续墙与原地下室外墙平面关系

2 研究内容及目的

本文主要研究新建地下连续墙上的原地下室结构等障碍物的清除方案以及清除钢管桩、钢板桩等主要承重构件时对周围环境的影响。像这样的城市更新项目在以前的施工中从未遇到过，在保留原结构的基础上，清除地下室部分主要的承重构件，清除的施工方法是否可行，对周围环境的影响有多大，都是值得分析的。通过研究，一来可确保方案的可行，二来能为今后类似工程提供实践依据。

3 障碍物清除方案

3.1 原地下室外墙和底板的清除

新地下连续墙的槽段落在原地下室外墙范围内较多，与地下连续墙平面交叉重叠的原地下室底板和外墙等障碍物（图3），均需在地下连续墙施工前采用风镐凿除。

图3 需清除原地下室外墙和底板范围

为减小地下室外土体变形对周围环境的影响和保证清除障碍物施工的安全，“加支撑人工凿除”范围内的障碍物需一边人工风镐凿除、一边加水平支撑（图4）。该范围障碍物清除施工方案大致分4个步骤：第1步，人工凿除第1道支撑标高以上的地下室外墙与碎石，并设第1道支撑；第2步，继续凿除地下室外墙与碎石，设第2道支撑；第3步，凿除剩余地下室外墙、碎石及底板；第4步，及时回填水泥土、拆除第2道支撑，浇筑导墙时再将第1道支撑拆除。

图4 加支撑凿除示意

3.2 钢板桩的清除

原地下室外和主楼与裙房之间存在大量FSP-Ⅳ型拉森钢板桩围护结构（图5），钢板桩尺寸为400mm×170mm，长约12 m，施工过程中需将钢板桩清除。

钢板桩的清除同样需要考虑清除过程中和清除以后对周边环境的影响，若用挖掘机配合机械手拔桩，会产生较大的噪声，且对机械手的功率要求较高。本项目采用专门千斤顶顶拔工艺进行钢板桩的清除，该工艺施工流程为：

1）进行清土工作，将钢板桩完全暴露。

2）在钢板桩上端开吊装孔，用于稳定和起吊钢板桩。

3）将2台液压千斤顶对称放置于操作平台上，并将特制液压夹紧装置（起拔架）吊到千斤顶上。

图5 待拔除钢板桩情况

4）将要拔除的钢板桩接长，并将接长段上端用起拔架夹紧。

5）开启高压油泵，2台千斤顶同时向上顶起起拔架，待千斤顶行程到位后，松开起拔架夹紧装置，起拔架随千斤顶缓慢恢复原位。待原钢板桩上端完全穿过起拔架时，拆除接长段，用吊车吊住穿过钢板桩上端圆孔的钢丝绳。

6）重复以上工序直至将钢板桩完全拔出。

3.3 钢管桩的清除

在地下连续墙槽段内的大量障碍物中，还存在原结构工程桩（钢管桩），需要清除（图6），钢管桩截面尺寸为φ609mm×10mm，桩长38 m。

图6 需清除钢管桩的大致位置

因钢管桩桩长长且完成时间久远，用全回转套管钻机硬拔极易发生断桩情况，一旦断桩会给拔桩造成更大困难，并且直接拔除将产生空腔，对周边环境也会产生不利影响。为保证拔桩的顺利进行并尽量减小拔桩对周边环境的影响，本项目采用专门拔桩工艺进行施工，工艺流程为：RT-200H型360°全回转套管钻机就位→套管钻进到钢管桩桩底2 m→钢管桩接长→高压水冲切套管与钢管桩间土体；抽出泥浆，保持浆面与底板顶面平齐→150 t履带吊将钢管桩缓慢吊出→回填粗砂及小粒径碎石，每回填6 m套管拔出4 m，同时抽出泥浆，直到套管全部拔出。

4 环境影响分析

为保证项目周边环境的安全，在障碍物清除过程中，对项目周边环境的变化进行了实时监测[4-5]。相对于清除原地下室外墙、底板和钢板桩，钢管桩拔除对周边环境的影响更大。以下重点对项目北侧钢管桩拔除给地铁隧道造成的影响进行分析。

钢管桩拔除对北侧地铁隧道的影响主要表现为隧道侧向变形，因此在项目北侧地下连续墙与地铁隧道之间设置了3个土体测斜孔（TX1～TX3，图7）。

图7 北侧土体测斜孔布置

项目北侧拔桩后土体倾斜监测数据（表1）显示，测斜孔TX2的变形最大，为－0.86mm（土体向室内移动），3个测点的总体变形均非常小，表明所采用的拔桩方案可行。

表1 TX1、TX2和TX3的最大变形值及所在深度

5 结语

通过对城市更新项目改建原则和项目周边环境情况进行介绍，对改建过程中需清除的障碍物类型进行了总结，并分别介绍了各类障碍物的清除方案。监测结果表明，钢管桩拔除后周边土体侧向变形很小，方案可行。在今后的城市更新项目施工中遇到类似问题时，可以借鉴文中的施工方法和安全技术措施，可确保施工正常进行。