2011年，上?；春Ｖ新?17號(hào)建筑群，有了一次歷史性地改變。這是一棟二十世紀(jì)初的歷史建筑，最早法租界巡捕房、上海市警察局，1960年，成為東風(fēng)中學(xué)校址。

　　如今，四層建筑，紅磚外墻，站在樓額上能看到梧桐成蔭，H形雙朝向，這里成為愛馬仕在中國(guó)首家，全世界第5家“愛馬仕之家”，追溯這個(gè)歷史建筑的百年滄桑，它不僅見證了上海這座城市的歷史變遷和榮辱興衰，同時(shí)彰顯了上海兼容并蓄、海納百川中西交融的海派文化，成為一個(gè)城市歷史發(fā)展的文化遺產(chǎn)。

　　2011年，上海愛馬仕歷史保護(hù)建筑改造項(xiàng)目正式啟動(dòng)。在不破壞原有建筑風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，需要對(duì)建筑的沙土地基進(jìn)行徹底重鑄，但項(xiàng)目最突出的難點(diǎn)是：

　　操作空間狹小，整個(gè)操作需要完全在室內(nèi)進(jìn)行，相對(duì)于室外作業(yè)，傳統(tǒng)的鉆孔設(shè)備無(wú)用武之地,而更為關(guān)鍵的難點(diǎn)是建筑在地鐵軌道交通1號(hào)線上方實(shí)施,工程樁位離軌最近距離只有1.5m左右，軌交運(yùn)行期間易塌孔，而一旦塌孔則對(duì)相鄰隧道產(chǎn)生不利影響。同時(shí)軌交1號(hào)線是上海最繁忙的地鐵線路，施工站的停運(yùn)時(shí)間為22：58至次日5：13，地鐵停運(yùn)時(shí)間短，成樁時(shí)間務(wù)必在7小時(shí)內(nèi)完成，而傳統(tǒng)的成樁工藝施工47m灌注的時(shí)間一般在12小時(shí)以上，根本無(wú)法滿足鐵路部門的施工要求。放眼中國(guó)最前沿的城市上海乃至全國(guó)，以往能夠承攬大型施工項(xiàng)目的建筑集團(tuán)都望而卻步。

　　工程發(fā)包方為上海建工集團(tuán)第二建筑集團(tuán)，為了能夠解決這一系列根本難題，發(fā)包方求助于同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院的有關(guān)專家和領(lǐng)導(dǎo)，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院自建校以來，秉呈“實(shí)踐出真知”的教學(xué)理念，立足上海，始終與國(guó)家重大戰(zhàn)略項(xiàng)目建設(shè)同頻共振，與上海城市發(fā)展相濡以沫，數(shù)年積聚，為國(guó)家培養(yǎng)了大批砥礪前行的土木建筑人才，其中土木建工程學(xué)院土木建筑施工中心主任李庭輝多年聚焦地鐵超敏感區(qū)域的灌注技術(shù)研究，帶領(lǐng)同學(xué)于三年前就開展了相關(guān)領(lǐng)域的課題研究。并取得8項(xiàng)專利技術(shù)成果和20多項(xiàng)實(shí)用新型專利技術(shù)，在研究中的快速成孔技術(shù)、泥漿分離技術(shù)、低凈空操作實(shí)踐對(duì)愛馬仕建筑改造項(xiàng)目都能從根本上提供解決思路，最終李庭輝主任臨危受命，成為上海愛馬仕歷史建筑改造項(xiàng)目的總體技術(shù)顧問。

　　首先李庭輝主任帶領(lǐng)項(xiàng)目組對(duì)上海愛馬仕建筑進(jìn)行全面的地形地質(zhì)檢測(cè)，建筑改造項(xiàng)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(xiàng)目由A1、A2、A3三個(gè)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(hào)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，因此李庭輝主導(dǎo)本項(xiàng)目基礎(chǔ)托換應(yīng)采用“樁基+基礎(chǔ)梁”的托換形式，同時(shí)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(huì)對(duì)軌交運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較不利的影響。為了減少擠土效應(yīng)對(duì)軌交產(chǎn)生的不良影響，李庭輝建議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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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;⑤1層灰色粉質(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，為了順應(yīng)不同地質(zhì)的特征，李庭輝細(xì)心考研土質(zhì)狀況，為順利成孔做好準(zhǔn)備工作。

　　根據(jù)地鐵施工的要求，整體相目需要在低空操作進(jìn)行，保證高質(zhì)量成孔作業(yè)的過程中，保證泥漿連續(xù)灌注不間斷，同時(shí)與時(shí)間賽跑，在7小時(shí)內(nèi)迅速拿下。圍繞“低空操作”，精準(zhǔn)成孔，泥漿灌注不間斷，快速完成這幾個(gè)操作關(guān)鍵性難點(diǎn)，李庭輝帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)制定了詳密的解決方案。

　　1、方案選擇

　　以往適合本項(xiàng)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(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間的控制有把握。但施工時(shí)間較長(zhǎng)，一般需2天;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(wú)法回收，造價(jià)高。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，李庭輝經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)和比選，借鑒車載反循環(huán)鉆機(jī)工藝，對(duì)鉆頭刀片、吸漿管坡口角度、泵管及動(dòng)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。

　　2、改裝設(shè)備

　　為了降低室內(nèi)操作的效率，李庭輝大膽改裝設(shè)備，創(chuàng)新應(yīng)用了“快速鉆削成孔設(shè)備”，其成孔設(shè)備動(dòng)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(zhǎng)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。

　　3、成孔質(zhì)量

　　為了減小樁基施工對(duì)軌交的影響，李庭輝特別針對(duì)各個(gè)土層制定相對(duì)措施，并根據(jù)需要制定相應(yīng)的泥漿指標(biāo)。對(duì)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(duì)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、時(shí)間控制

　　由于上海地鐵維保公司對(duì)成樁時(shí)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(shí)間控制標(biāo)準(zhǔn)。晚上地鐵停運(yùn)前0.5 小時(shí)進(jìn)行開鉆準(zhǔn)備工作，成孔時(shí)間控制在2.5 小時(shí)以內(nèi)，提鉆桿1 小時(shí)，下放鋼筋籠1.5 小時(shí)，下放澆搗管并二清1 小時(shí)，澆筑混凝土1 小時(shí)，整個(gè)過程7 小時(shí)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。

　　經(jīng)過項(xiàng)目組人員的精密協(xié)作，鉆削成孔施工快，76根靠地鐵樁施工時(shí)間均控制在7 小時(shí)內(nèi);成孔精度高、孔徑穩(wěn)定;樁基施工對(duì)地鐵隧道基本無(wú)擾動(dòng);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(chǎng)文明施工度提高。李庭輝創(chuàng)造了近地鐵快速筑樁的工程奇跡。

　　5、測(cè)評(píng)效果

　　土體測(cè)斜----樁基施工前攻堅(jiān)組在樁位邊緣位置布置了測(cè)斜管，測(cè)斜管距離工程樁為2 m左右。通過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)。

　　隧道影響----在整個(gè)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(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明在整個(gè)樁基施工過程中地鐵隧道的位移都保持在1 mm左右。基本做到了對(duì)地鐵隧道零擾動(dòng)。圖4是地鐵隧道部分位置在樁基施工過程中的變形曲線。

　　樁基質(zhì)量---采用鉆削快速成樁法施工，過程中經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《鉆孔灌注樁施工規(guī)程》的要求?？讖椒€(wěn)定，沒有縮頸和坍孔的情況發(fā)生;孔底沉渣實(shí)測(cè)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(cè)，一類樁達(dá)到100%。靜載試驗(yàn)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(jì)使用荷載1 500 kN的要求。

　　李庭輝研發(fā)的“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(xiàng)目的成功實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了在地鐵超敏感區(qū)域灌注樁的安全施工，同時(shí)也得到以下重要結(jié)論：

　　(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(shí)間、成孔效果、對(duì)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(shí)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(shí)間;

　　(d)為保證成孔的質(zhì)量，應(yīng)針對(duì)各個(gè)土層制定相對(duì)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(shí)現(xiàn)漿泥分離，大幅減少泥漿排放量。

　　綜上，李庭輝和他的團(tuán)隊(duì)術(shù)業(yè)有專攻，通過多年堅(jiān)持不懈的對(duì)于灌注技術(shù)深入的研究，形成了了近地鐵區(qū)域的地下施工高復(fù)雜狀況的應(yīng)對(duì)解決方案，并取得了鉆削式快速成孔技術(shù)、重力式泥漿分離技術(shù)、低凈空樁架技術(shù)等多項(xiàng)發(fā)明專利。并榮獲2016年度中國(guó)施工企業(yè)管理協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)。在城市進(jìn)程快速發(fā)展的今天，尤其象上海擁有2500萬(wàn)人口，高密集度的城市軌交系統(tǒng)，李庭輝的成熟技術(shù)，對(duì)于城市空間向縱深發(fā)展提供了技術(shù)保障，提高了城市有限空間資源的利用效率，尤其在歷史文化建筑的改造中，能夠最大限度地保持歷史建筑地原有風(fēng)貌，同時(shí)對(duì)建筑所依附載體予以重鑄加固，讓歷史建筑從過去走向未來，得到永生。