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

　　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首家，全世界第5家“愛馬仕之家”，追溯這個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，成為一個城市歷史發(fā)展的文化遺產(chǎn)。

　　2011年，上海愛馬仕歷史保護建筑改造項目正式啟動。在不破壞原有建筑風貌的基礎(chǔ)上，需要對建筑的沙土地基進行徹底重鑄，但項目最突出的難點是：

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

　　工程發(fā)包方為上海建工集團第二建筑集團，為了能夠解決這一系列根本難題，發(fā)包方求助于同濟大學土木工程學院的有關(guān)專家和領(lǐng)導，同濟大學土木工程學院自建校以來，秉呈“實踐出真知”的教學理念，立足上海，始終與國家重大戰(zhàn)略項目建設(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)同學于三年前就開展了相關(guān)領(lǐng)域的課題研究。并取得8項專利技術(shù)成果和20多項實用新型專利技術(shù)，在研究中的快速成孔技術(shù)、泥漿分離技術(shù)、低凈空操作實踐對愛馬仕建筑改造項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目的總體技術(shù)顧問。

　　首先李庭輝主任帶領(lǐng)項目組對上海愛馬仕建筑進行全面的地形地質(zhì)檢測，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，這直接約束了保護建筑的基礎(chǔ)托換工藝的選擇，因此李庭輝主導本項目基礎(chǔ)托換應采用“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營產(chǎn)生較不利的影響。為了減少擠土效應對軌交產(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;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，為了順應不同地質(zhì)的特征，李庭輝細心考研土質(zhì)狀況，為順利成孔做好準備工作。

　　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，同時與時間賽跑，在7小時內(nèi)迅速拿下。圍繞“低空操作”，精準成孔，泥漿灌注不間斷，快速完成這幾個操作關(guān)鍵性難點，李庭輝帶領(lǐng)團隊制定了詳密的解決方案。

　　1、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，即在地鐵早晨啟運前，在樁孔中插入護壁鋼管，保護樁孔避免坍孔。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天;護壁鋼套管難以埋設(shè)且鋼護筒與孔壁之間存在空隙，不能完全避免坍孔;鋼護筒無法回收，造價高。結(jié)合本項目的實際情況，李庭輝經(jīng)過反復的試驗和比選，借鑒車載反循環(huán)鉆機工藝，對鉆頭刀片、吸漿管坡口角度、泵管及動力裝置進行改良，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)新應用了“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制分層切削土體，達到快速成孔。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軌交的影響，李庭輝特別針對各個土層制定相對措施，并根據(jù)需要制定相應的泥漿指標。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)泥漿進行施工。泥漿性能指標如表1所示。

　　4、時間控制

　　由于上海地鐵維保公司對成樁時間有嚴格的限制，因此施工前應制定出詳細、可行的分工序施工時間控制標準。晚上地鐵停運前0.5 小時進行開鉆準備工作，成孔時間控制在2.5 小時以內(nèi)，提鉆桿1 小時，下放鋼筋籠1.5 小時，下放澆搗管并二清1 小時，澆筑混凝土1 小時，整個過程7 小時內(nèi)完成。在軌交車輛到達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樁。

　　經(jīng)過項目組人員的精密協(xié)作，鉆削成孔施工快，76根靠地鐵樁施工時間均控制在7 小時內(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。李庭輝創(chuàng)造了近地鐵快速筑樁的工程奇跡。

　　5、測評效果

　　土體測斜----樁基施工前攻堅組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。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----在整個樁基施工過程中，地鐵監(jiān)護公司都進行了同步監(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。

　　樁基質(zhì)量---采用鉆削快速成樁法施工，過程中經(jīng)檢測，各項指標均達到了《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。小應變檢測，一類樁達到100%。靜載試驗單樁荷載達到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。

　　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，可進一步壓縮施工時間;

　　(d)為保證成孔的質(zhì)量，應針對各個土層制定相對措施，并根據(jù)需要制定相應的泥漿控制指標;泥漿處理設(shè)備可實現(xiàn)漿泥分離，大幅減少泥漿排放量。

　　綜上，李庭輝和他的團隊術(shù)業(yè)有專攻，通過多年堅持不懈的對于灌注技術(shù)深入的研究，形成了了近地鐵區(qū)域的地下施工高復雜狀況的應對解決方案，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)等多項發(fā)明專利。并榮獲2016年度中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學技術(shù)獎科技創(chuàng)新成果二等獎。在城市進程快速發(fā)展的今天，尤其象上海擁有2500萬人口，高密集度的城市軌交系統(tǒng)，李庭輝的成熟技術(shù)，對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貌，同時對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。