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上海某烂尾楼补桩施工技术研究与应用

文档作者：陆惠泉1，李众1，张云达2，金清山3，隋海龙2 文档来源： 1．上海市地矿工程勘察院 2．上海市地矿建设有限责任公司 3．上海市岩土地质研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2025年11月13日
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42
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2012年1月上
第41卷第356期
上海某烂尾楼补桩施工技术研究与应用
陆惠泉1，李众1，张云达2，金清山3，隋海龙2
(1．上海市地矿工程勘察院，上海200072；2．上海市地矿建设有限责任公司，上海200072；
3．上海市岩土地质研究院有限公司，上海200072)
[摘要】以上海市某工程为例，介绍了烂尾楼补桩施工过程中的测量定位技术、设备就位工艺、地下室和基础底板
引导孔穿凿技术、设备机具改造技术、补桩接头和新、旧底板叠合处理技术、钻孔灌注桩承压水防突涌技术。通过
这些技术的有效应用，有效地保护了已有结构，实现了对已有结构的充分利用，取得了良好的经济社会效益。
[关键词]改造工程；桩基础；设备改造；突涌；施工技术
[中图分类号】TU746．3 [文献标识码】A [文章编号】1002·8498(2012)01-0042-06
Research and Application of Filling Pile Technology for Some Uncompleted
Residential Flats in Shanghai
Lu Huiquanl，Li Zhon91，Zhang Yunda2，Jin Qingshan3，Sui Hallon92
(1．Shanghai Institute of Geological Engineering Exploration，Shanghai 200072，China；
2．Shanghai Geological Construction Co．，Ltd．，Shanghai 200072，China；
3．Shanghai Geoteehnical Engineering&amp;amp;Geology Institute Co．，Ltd．，Shanghai 200072，China)
Abstract：Based on some engineering in Shanghai，authors introduce construction technologies of filling
piles construction including surveying positioning，equipment emplacement，basement and foundation
slab guide hole farfetched，equipment and machinery transformation，piling connector and composition of
the old and new floor，confined water inrushing prevention．According to the application of these
technologies，the existing structures are protected well and made full use，and good effects are obtained．
Key words：reconstruction；piles；equipment transformation；inrushing；construction
1设计要求和项目特点
上海某工程于1996年在完成部分桩基基础底
板和地下室施工后，因建设方资金原因停止施工，
一度成为烂尾楼，2005年得以复工。因形势和市场
需求的变化，项目复工后对原有设计进行了大幅度
调整，需对原有已完成的桩基工程进行调整和补
强，为此，需在原有建筑物基础顶、底板及围护水平
支撑上实施补桩施工。再建工程主要为4栋高层建
筑，其中1栋为3l层的综合办公楼；2栋为28层的
公寓楼；1栋为12—23层的五星级宾馆。每栋高层
建筑(包括裙房)均设有2层地下室，并相互联通，
构成地下联体车库，总建筑面积135 926m2。
1．1补桩施工设计要求
1)本项目补桩类型为钻孔灌注桩、静压锚杆
【收稿日期】2011-07-18
[作者简介】陆惠泉，上海市地矿工程勘察院高级工程师，上海市灵
石路930号200072，电话：(021)56055375，E·mail：lhqsgcc
@163．corn
桩。具体工作量如下：①公寓楼cb800mm钻孔灌
注桩50根，桩长61．60m，其中36根需在水平支撑
上施工，14根需在地下室顶板上施工；咖377mm锚
杆静压桩23根，桩长22．30m，需在基础底板上施
工。②宾馆楼t}'800mm，钻孔灌注桩319根，桩长
31～60m，其中100根需在水平支撑上施工，30根需
在地下室顶板上施工，20根需在基坑内施工。③办
公楼th850mm钻孔灌注桩7根，桩长59m；th600
钻孔灌注桩54根，桩长27—37．95m。
2)补桩接头处理补桩施工完成后，需确保桩
基与原有基础底板实现有效连接，并确保桩头与基
础底板处止水效果。
3)新、旧底板接缝处理确保接缝处的结合效
果，使新、旧底板充分叠合，实现共同受力。
1．2项目主要特点
1)本项目是一个特殊的“烂尾楼”工程，其土建
结构仅完成了基础底板和地下2层的墙板和顶板施
工，地下1层的墙、顶板尚未施工，围护上部支撑尚
万方数据
陆惠泉等：上海某烂尾楼补桩施工技术研究与应用43
未拆除。
2)基坑围护和支撑体系已暴露近十年之久，结
构上部分裸露的钢筋已严重锈蚀。
3)已完成的地下结构墙、顶板和基础底板需要
保留使用。
4)大部分补桩施工需在围护支撑体系、地下室
顶板或基坑内完成。
5)所补桩基需确保与原有基础底板实现有效
连接，并确保止水；同时新、旧底板接缝需确保充分
叠合，实现共同受力。
2工程技术难点
根据本工程现状，经系统分析评估，补桩工程
施工面临诸多技术难点。
1)测量定位困难本项目补桩大部分需要施
工设备在围护体系水平支撑或地下室顶板上完成，
而桩位需要穿过地下室顶板在基础底板上定位，在
不能大面积破坏已有结构的前提下，桩位放样成为
一大难点。
2)设备就位困难本项目围护体系水平支撑
顶面标高距离自然地坪0．8—1．0m，而支撑体系底
面距离2层地下室顶面净空高度仅为2．0m，地下室
内净空高度仅为2．7—3．2m，一方面设备下到水平
支撑体系存在困难，另一方面现有设备机架高度远
高于净空距离，设备无法按常规方式就位施工。
3)施工安全难以保证本项目补桩施工，其大
部分设备需就位在已完成的围护水平支撑体系或
地下室顶板完成，水平支撑体系原则上不允许施加
垂直荷载，地下室顶板的设计荷载一般仅为4～
8kN／m2，而设备机具加上起吊钢筋笼时与基础接触
负载近25kN／m2，且长达近十年的室外暴露使水平
支撑体系和地下室顶板的负载能力有所降低；同时
钻孔灌注桩施工还遇到在深度达10．55～11．15m
基坑内施工时承压水的防突涌问题。因此，施工安
全将是补桩施工的关键技术难题之一。
4)穿越顶板和底板，引导定位孔施工困难本
项目补桩施工有200根钻孔灌注桩和23根锚杆静
压桩需要穿越地下室顶板和基础底板．30cm厚的顶
板和1．5—3．2m厚的底板需首先完成引导定位孔
的施工，而常规的钻凿设备和机具均无法满足施工
需要。
5)后补工程桩与旧基础底板连接节点处理和
新、旧底板的接缝处理困难本项目补桩施工完成
后，需将所补桩基与原有基础底板进行有效连接，
其割断钢筋植筋连接、接头止水和新、旧底板的接
缝处理将是一大难题。
6)泥浆循环系统布设困难因补桩钻孔灌注
桩施工最终须将护筒设置在基础底板上预钻的导
向孑L内，由于节约投资的考虑，公寓楼部分其原有
基础底板除补桩位置外，其余均不能破坏，因此，无
法按常规设置泥浆循环管系统。
3关键施工技术
3．1技术路线
根据本项目的特点和需解决的关键技术问题，
确定了关键技术路线如图1所示。
3．2关键技术
3．2．1施工关键技术
1)测量定位
根据规范和补桩工程设计要求，单排桩基沿中
心线方向和群桩基础的中间桩基偏差≤D／4，且≤
100mm，单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的
边桩偏差≤D／6，且≤150ram，测量定位误差≤
10ram。本项目补桩部分原地下室顶板和基础底板
施工均已完成，而补桩需定位在基础底板上，已有
结构直接影响常规平面测量技术的采用。经过反
复论证，决定采用垂直引测和平面测量相结合的技
术实现定位，并采取多次和多点位复测方式确保定
位精度。
2)设备就位
本项目补桩工程中有200根钻孔灌注桩需在水
平支撑、地下室顶板和基坑内完成。水平支撑体系
距自然地坪0．8～1．0m，地下室顶板距自然地坪
3．6m，而基坑开挖面距自然地坪10．55～11．15m。
经反复论证，决定采用以下技术方法对设备实施就
位。水平支撑体系上设备就位和移动应用架桥技
术，通过打设基础、架设坡道，并在水平支撑上架设
铺板搭设平台等一系列技术手段，实现钻机设备的
就位、移动和机具材料的运输。根据水平支撑面下
方所补钻孑L灌注桩的分布情况及钻机实际施工情
况，在水平支撑面上用qb48mm×3．5ram的钢管用套
扣连接成一钢管骨架平台，根据桩位所处位置进行
调整，平台宽6～12m。通过调整钢管搭接长度使套
扣搭接处位于水平支撑上，在垂直于钻机前进方向
，卜每隔0．5m设置1根钢管，上面铺设6m×0。25m
X0．05m的红松木板，在通道的两侧用qb48mm钢管
搭建护栏，护栏高1．5m，钢管水平间距2m，相邻2
根钢管间用2根斜撑交错连接。随着施工进度，拆
掉已搭建的通道，同时在钻机前进方向上搭建新的
施工平台，水平支撑上施工工况如图2所示。按制
定的设备就位工艺技术顺利地完成了在水平支撑
上的设备就位。
地下室顶板和基坑内设备就位和移动。由于
地下室顶板和自然地坪存在3．6m高差，经研究论
万方数据
施工技术第41卷
—_1 施工环境条件卜一
—1 工程潮量条件I一
—_ l收集资料 I 麓工工艺技术 l一 ． 为建设单位项目基础条件
I现场踏勘提供咨询服务评估与分析—-{设备机具适宜性l—
I补桩接头和新旧1 ]底板叠合处理技术广一
—_{舡安全隐患I—
图1关键技术路线
Fig．1 Key technology route
蝴。么l
钻机I
；二．：-支撑·‘·．’ ：．‘真挚‘．’-．·‘簧
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混凝土底板l ．_ ．·昌
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图2水平支撑上方施工工况
Fig．2 Construction conditions above
the horizontal support
证，拟采用大型起重机完成设备的垂直运输和就
位，有效解决了该技术问题。地下室顶板上施工工
况如图3所示。
3)地下室顶板和基础底板引导孔穿凿技术
限于本项目补桩区域需穿越的地下室顶板和
基础底板的厚度和施工区域的净空尺寸，工程施工
中常规的钻探设备无法进入上述空间完成引导孔
的施工。经多方调研和反复比选，最终选择zlH·
200A小型混凝土开洞机作为基本设备，在结构加强
并配备加长钻杆和专用金刚石钻头后完成了引导
地下室顶板
图3地下室顶板上方施工工况
Fig．3 The construction conditions
on the basement plate
孔穿凿施工。
经反复论证和实地试钻，钻凿引导孔施工的基
本程序为：在地下室顶板上测量放出孔位后，用混
凝土开洞机凿孔，孔径为lOOmm，凿穿顶板，再用铅
垂线将孔位中心点引至底板面上，以此点为中心划
直径为800，600，400mm的圆，沿桩位中心圆周上采
用z1H．200A型金刚石凿孔机钻孑L，将钻出的芯体
取出，直至钻穿。孔与孔相割，确保孔内混凝土体
与底板混凝土相分离，形成连续环形，最后用电动
葫芦将切除的混凝土整体取出，如图4所示。
万方数据
2012 No．356 陆惠泉等：上海某烂尾楼朴桩施工技术研究与应用
e◎◎
圈4孔位开营示t
nI．4 Dedgn of the driltln8 hole
3．2．2设备机具革新改造技术
本项目补桩工作量中，有20根钻孔灌注桩需在
水平支撑体系下净空高度仅为6．5m的基坑内施
工，基坑内施工工况如图5所示；有23根锚杆静压
桩需在净空高度不足2．7m的地下室内完成。而现
有的GPS一10型钻孔灌注桩施工钻机高度达lOm。
YJ一150型锚杆静压桩机高度也达6m，需对设备、机
具进行改造。经过对现有设备的结构和改造可行
性进行评估分析，在进行严格计算和论证的基础上
提出了改造方案。
啊5基坑内蟪工工况
Fk．5 Construction conditions蛔the
foundation excavation
1)GPS-10型钻机改造方案①将原有塔架的
上节和中间塔腿拆除。重新设计加工制作上节塔
腿，将三节塔调整为二节塔，使新建塔架高度调整
为6m；②移动调整斜支撑的连接位置，使改型塔架
形心与重心一致，并确保塔架受力状态与原塔架设
计要求一致，确保设备使用安全；③重新加工配套
的3m定长钻杆。满足新塔架的施工需要。
2)YJ·150型锚杆静压桩机改造方案①改造
锚杆静压桩设备机架，使机架高度调整为2．5m；②
调整锚杆静压桩倒杆行程．确保满足机槊调整的安
全操作。
3．2．3补桩接头和新、旧底板叠合处理技术
1)后补工程桩与新、旧底板连接节点处理技术
后补工程桩与新、旧底板连接节点的处理，关
系刊桩与底板的受力状态和节点处的有效止水。
经研究论证，最后确定采用以下方式：将补桩位置
钢筋混凝土旧底板分别凿出‘b800，咖l 000mm和曲
l 200mm的圆孔，板面、板底钢筋每端留≥200m
后截断，并在板中翻向两边开出2条高300ram、宽
150mm的凹槽，以增加咬合力，同时刷去原底板面
钢筋上的疲留水泥浆，将桩顶及凿开处混凝土表面
浮浆和杂物清除干净。在所凿开侧面凹檀底部及
顶部各放置一道遇水膨胀止水条．选用的遇永膨胀
止水条应具有缓胀性能，其7d的膨胀率不应大于最
终膨胀率的60％。在浇捣混凝土前，焊好该处要连
接的钢筋，在混凝土表面涂一层界面处理剂．并及
时浇灌C35混凝土至距底板底1 100mm处．混凝土
中掺进适量微膨胀剂，桩头节点处理方式如图6
所示。
芹越
l I
j ┃
水缓／j． 遇水目墨┃ 胀条
┃
／4 萋麓劂一200孔／ 蕾
35混凝土， 程桩
新、旧底板节点处理Hg
Nod proessing beteen pil
the fle and old flor
旧底板叠合处理技术
板叠合处理的关键，一方面需处理好
新、凝土的施工缝，满足止水要求；另一方面需
解决筋技术，使新、旧底板充分叠台，实现共同
受力新、旧底板混凝土施工缝处理根据设计
要求原地下2层厚2m的旧底板上凿除50m
厚混。凿除过程中保留旧底板上的竖向钢筋。
增加旧叠合板的良好连接。凿除后。再在表面
双向隔1000m开凿宽200mm、深150ram凹
槽，新、旧混凝土的咬合力，每m2有1处
80m×80∞方块凸出150ram，在每方块中问用
化学人士16的连接钢筋，加强新、旧混凝土连
接的力。清除表面浮石、碎混凝土及杂物。同
时用剂涂刷混凝土结合面。②植筋与新混凝
土浇底板凿除500mm后，用化学胶将钢筋植
人旧混凝土内，植筋包括地下2层柱、剪力墙的
竖向，叠合板016的连接筋，以及底板面层钢
筋的锚固筋。
各种规格植筋总共有19 123万方数据
施工技术第4l卷
植筋的施工工艺为：定位一钻孔一清孔一钢筋除锈
一注胶一植筋一周化、保护一检验。
新浇C30P8加纤维混凝土，外加剂LN800N
3．23 k∥m’，抗裂纤维掺量为0．9 kg／m3(即掺
0．15％)。抗压4组，C30．28d，标准试块强度分别
为36．5，39．3，35．4，35．9MPa。抗渗3组，60d，检验
结束水压0．8MPa，该水压下持续时间8h，不渗水。
新浇混凝土的施工质量符合设计和规范要求。新、
旧底板混凝土施工缝处理和植筋方式如图7所示。
圈7撕、旧底板混凝土施工缱处理和檀笳示童
F蜒．7 Treatment of old and flew fI∞rⅢt眦
constrnrrdOn joh缸mad phntJng bar
3．3安全文明施工
3．3．1安全施工
1)水平支撑体系及地下室顶板的结构安全
技术
GPS-10型钻机净重8t。初灌量料斗及lm’混凝
土和导管总质量为5t．灌注时在动载荷作用下最大
值可达22t，根据施工时的具体情况经计算水平支撑
和地下室顶板在施工时处于安全状况下的跨距和
弯矩，从安全的角度考虑，对水平支撑和地下室顶
板采用200ram x 200ram×600ram的红松方木结合
钢结构支架在桩位集中区进行特别加固，方木之间
用钯钉连接，支架与水平支撑之间用木楔子垫实，
并用钯钉连接。水平支撑和顶板加圈形式如图8
所示。
为确保项目实施的安全，对支撑方木稳定性、
水平支撑上施工加固、地下室顶板加固进行了严格
地结构强度和稳定性验算。
2)钻孔灌注桩檀工承压水防突涌技术
本项目宾馆楼部分由于建筑结构调整，主楼由
12层增加到23层，原先已施工的地下室底板已不
能满足上部荷载的要求，必须重新进行设计和施
工。为加快补桩施工进度。对该区域的地下室及其
底板采用先清除后补桩的施工方法。清障后的基
坑深度约1lm，工程桩持力层为⑨。层，穿越⑦。层
置降“1吕目1 1 I殿I、裂i；捌⋯枞f严
嚣“《；■誊酽旷矗诵蛳木
c水平支撑加固d顶板重点加固
钻机就位移动方向
e顶板加固
圈8加固方橐示意
F蜒．8 Relnforeement 8chulle
和⑨层承压含水层，由于承压水的水头位置一般离
地面3一llm，据现场实测，地下水位约7m。在坑底
进行钻孔灌注桩施工时存在钻孔内承压水突涌问
题。根据地质报告，本工程⑦。层顶板分布比较稳
定，深度在33．8—34m，为防止钻进过程中钻孔内发
生承压水突涌，泥浆密度应≥(34—7)／(34—11)=
I．17。施工过程中采取了2项措施控制承压水突
涌：①通过人工造浆，配置优质泥浆。在泥浆中加入
黏土粉、纯碱和CMC等，提高泥浆性能，控制孔壁泥
皮厚度，稳定孔壁；②在泥浆中加人加重剂，提高泥
浆密度，保证泥浆密度在1．20以上，平衡地下承压
水压力。施工过程中，由泥浆工程师负责泥浆性能
的检测和保持工作。
3．3．2文明施工
因对原有结构的利用需要，补桩项目在钻孔灌
注桩施工时。不得通过开槽和挖坑方式在地下室或
基础底扳上布设泥浆循环系统。为此，经反复论证
和试验，最后决定用钢板加工制成双环形式专用孔
口泥浆循环装置(见图9)，并将泥浆循环池设置在
地表。确保实现正常施工的同时，保证了环境的整
万方数据
陆惠泉等：上海某烂尾楼补桩施工技术研究与应用47
洁、文明与安全。
钻孔
循环装置
图9泥浆循环装置示意
Fig．9 Slurry circulation device
4 结语
项目历时13个月，通过设备就位工艺技术、地
下室顶板和基础底板引导孔穿凿技术、设备机具革
新改造技术、补桩接头和新、旧底板叠合处理技术、
安全施工技术、文明施工技术等关键技术的研究与
应用，有效解决了项目实施面临的诸多技术难题，
项目质量满足设计要求。
关键技术的有效采用，有效地保护了已有结
构，实现了对已有结构充分利用的目标，为建设单
位节约了数千万元的拆除重建费用，经济效益显
著。本项目的成功经验为国内数以万计的烂尾楼
项目的重生提供了宝贵的技术积累，具有较强的社
会效益。
项目研究形成的成果，尚需各应用单位在应用
实践中继续深化完善，以进一步提高各项技术的适
应性和安全度。
国内相关钻凿设备设计制造单位应进一步加
强新型设备的开发和研制，研发新型、多用途、使用
便捷的设备，以满足全方位、多用途的需求。
第四届全国钢结构工程技术交流会征文通知
由清华大学、东南大学、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中建钢构有限公司、上海宝冶集团
有限公司、上海宝钢钢构有限公司、江苏沪宁钢机股份有限公司、浙江东南网架股份有限公司、浙江杭萧钢
构股份有限公司、长江精工钢结构集团(股份)有限公司等单位联合主办，施工技术杂志社承办的“全国钢结
构工程技术交流会”，自2006年创办以来已成功举办了三届(两年一届)，会议总结交流已建、在建重大钢结
构工程的建设经验；研究钢结构工程中热点、难点问题，探讨行业发展方向；组织参观重大钢结构工程项目；
开展优秀论文评选活动，打造了钢结构行业的品牌盛会。
经会议主办方协商，第四届会议将于2012年如期召开，会议论文集以《施工技术》杂志2012年增刊的
形式出版，并由《中国会议论文全文数据库》、《中国学术期刊网络出版总库》等收录。论文由专家统一评审，
合格后采用。
一、征文内容与要求
1)新型空间结构体系设计与施工；2)高耸及高层钢结构设计与施工；3)复杂钢结构设计、制作安装技
术；4)钢结构施工力学问题与研究成果；5)玻璃幕墙设计与安装技术；6)预应力钢结构设计与施工；7)索膜
结构的理论分析及应用技术；8)钢结构住宅设计与建造；9)钢一混凝土组合结构体系设计与应用；10)大跨
径、复杂钢桥梁设计建造技术。
论文应反映近期的应用与研究成果，不接受已公开发表过的论文。论文格式请参照近期《施工技术》杂
志，并请提供作者简介(单位名称，职务、职称，通信地址，联系电话，E—mail)。
二、截稿时间
论文摘要：2012年3月20日；全文：2012年5月20日。
三、投稿及联系方式
投稿邮箱：shijm@cadg．ca，meiy@cadg．cn，请在邮件主题中注明“钢结构会议论文”。
联系电话：(010)68330203，68300059

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