RJP 工法在粉砂層超深止水帷幕工程中的應(yīng)用

賈文強(qiáng)（上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司， 上海 200001）

隨著城市現(xiàn)代化的逐步推進(jìn)，城市地下空間的開發(fā)與建設(shè)越來越密集與深入。尤其在上海市，地下車站、地下隧道、地下管廊等超深基坑工程已隨處可見。在市中心區(qū)域，基坑工程往往面臨著開挖深度深，需要抽降承壓水，但周邊環(huán)境極度敏感的情況。因此，如何確保基坑在開挖降水的過程中，確保基坑自身的安全情況下還要確保周邊環(huán)境的穩(wěn)定是施工過程中必須解決的重要問題。

如今，地下深基坑工程主要以地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，上海地區(qū)地下第 1 層承壓水層埋深普遍在 －20.0～ －45.0 m，第 2 層承壓水層埋深 －60.0～－80.0 m，大多數(shù)地墻無法完全將承壓水隔斷。承壓水抽降過程會引起基坑內(nèi)外水力聯(lián)動，導(dǎo)致周邊環(huán)境不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生構(gòu)筑物沉降。將帷幕深度加深可以有效增加基坑外側(cè)流入基坑內(nèi)降水點的滲流路徑，從而減少基坑降水時對周邊環(huán)境的影響。目前上海范圍內(nèi)主要采用 RJP （超高壓復(fù)合旋噴）或 MJS（全方位高壓噴射工法）工藝對止水帷幕進(jìn)行加深延長。

以上海軌道交通 14 號線豫園站為依托工程，研究了RJP (超高壓復(fù)合旋噴)工法在粉砂層加固止水帷幕后的強(qiáng)度情況以及隔水效果。

1 RJP 施工工藝

國內(nèi)普遍使用的高壓旋噴工法成樁直徑為 0.6～1.2 m，加固深度普遍在 0～30.0 m 深度。RJP 工法在普通高壓旋噴工法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良。噴射鉆桿上設(shè)置上、下 2 個噴嘴，上部噴嘴噴射水+氣，下部噴嘴噴射漿+氣，在提升的過程中，上部噴嘴的超高壓水（20.00～40.00 MPa）+高壓氣（0.70～1.20 MPa）將土體進(jìn)行第一次切割，下部噴嘴的超高壓漿（40.00 MPa）+氣（0.70～1.20 MPa）對土體進(jìn)行二次切割，在兩次超高壓的土體切割后，可以將鉆桿周圍2.0～3.0 m 范圍內(nèi)的土體進(jìn)行水泥漿填充加固。同時，RJP施工首先需用配套引孔設(shè)備進(jìn)行引孔，使得 RJP 加固范圍可以達(dá)到地面以下 60.0～80.0 m。

目前，RJP 工法已經(jīng)在國內(nèi)許多城市開始使用，主要用于地下連續(xù)墻接縫止水、基坑止水帷幕以及基坑底部封底加固。RJP 工藝示意圖及工藝流程見圖 1、圖 2。

圖 1 RJP 工藝示意圖

圖 2 RJP 工藝流程圖

2 工程實際運用與研究

2.1 工程概況

上海軌道交通 14 號線豫園站位于黃浦區(qū)核心區(qū)域，車站南側(cè)緊鄰人民路隧道，西端頭井南側(cè)與人民路隧道共用原有 55.0 m 深地下連續(xù)墻。

該車站是上海規(guī)劃范圍內(nèi)最深地鐵車站，工程主體基坑內(nèi)凈總長 210.0 m，標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)凈寬 22.0 m，開挖深度 36.0 m。基坑圍護(hù)采用銑接頭地下連續(xù)墻，墻厚 1.2 m，深 65.0 m，墻底位于上海 ⑦2灰色粉砂層。⑦2層粉砂層埋深為地面以下46.0 m，車站西端頭井使用的原人民路隧道地墻深 55.0 m，與車站新設(shè)置的 65.0 m 地墻存在 10.0 m 缺口。在基坑降水時，該缺口位置將形成地下水流通道，給基坑與周邊環(huán)境的安全造成隱患。因此，對 55.0 m 地墻設(shè)置了 RJP 帷幕加深措施，加深至 65.0 m，與新地墻同一深度，見圖 3。

2.2 RJP 施工

端頭井共墻位置采用直徑 2.4 m RJP 旋噴樁加固，坑內(nèi)加固范圍為-10.0～-65.0 m，坑外范圍 0～-65.0 m，加固樁水泥參量 35%，強(qiáng)度要求≥1.20 MPa。

圖 3 工程主體基坑示意圖

坑內(nèi)旋噴帷幕設(shè)置 1 排，搭接長度為 1.2 m，帷幕理論厚度 2.078～2.400 m，新老地墻接縫外打設(shè)多排，確保帷幕與新、老地墻連接成為整體。圖 4 為 RJP 布樁規(guī)則示意，圖 5 為 RJP 坑內(nèi)外布樁平面圖。

圖 4 RJP 布樁規(guī)則

圖 5 RJP 坑內(nèi)外布樁平面圖

本工程地面下 0～46.0 m 范圍主要以黏性土為主，0～15.0 m 范圍主要分布粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土，15～46.0 m 范圍則主要是 ⑤ 層粉質(zhì)黏土。RJP 施工按照表 1 參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

表 1 RJP 施工參數(shù)

2.3 加固體強(qiáng)度研究

成樁 28 d 后，現(xiàn)場對加固體實施實體取芯，取芯長度65.0 m，對不同深度范圍的芯樣進(jìn)行強(qiáng)度檢測，結(jié)果見表 2。

表 2 不同深度范圍的芯樣強(qiáng)度檢測結(jié)果

其中，起始編號為 1、2 的芯樣取自淤泥質(zhì)黏土，起始編號 3、4 的芯樣取自粉質(zhì)黏土，起始編號為 5 的芯樣取自粉砂層。從檢測結(jié)果對比可知，RJP 在淤泥質(zhì)土層中加固的效果好于在粉質(zhì)黏土層中，又好于在粉砂層里的加固效果。RJP 在 65.0 m 深的粉砂層里的加固強(qiáng)度在水泥參量為 35%的設(shè)計參量下，強(qiáng)度可以達(dá)到 1.2 MPa，且在淤泥質(zhì)黏土層中，加固強(qiáng)度可以達(dá)到 1.4 MPa以上。

2.4 帷幕隔水效果研究

本工程地下 ⑦、⑨ 層承壓水聯(lián)通，基坑開挖深度 36.0 m，開挖過程中需要抽降承壓水。承壓水初始水位為地面下的 －5.0 m 深度，開挖至底時，基坑內(nèi)承壓水水位降至地面下的 －28.0 m 深，坑內(nèi)水頭下降 23.0 m。本工程對車站主體東、西 2 個基坑進(jìn)行了對比研究，東坑圍護(hù)全部為 65.0 m深地下連續(xù)墻，西坑為設(shè)置 RJP 帷幕的基坑。在兩個基坑外側(cè)各設(shè)置承壓水觀測井，對水位實施觀測，結(jié)果見表 3。

表 3 東西 2 個坑水位觀測結(jié)果 m

通過水位監(jiān)測可知，基坑坑內(nèi)承壓水降水引起坑外的水利聯(lián)動，西坑坑內(nèi)承壓水降深最大 22.8 m，坑外承壓水水頭下降 1.8 m，東坑坑內(nèi)水頭降深 22.5 m，坑外承壓水下降1.5 m。結(jié)果表明，西坑設(shè)置止水帷幕后，有效地抑制了坑內(nèi)承壓水下降引起的坑外水利聯(lián)動，且止水帷幕效果良好，與東坑結(jié)果基本一致。這說明本工程 RJP 止水帷幕的止水效果基本與地墻接近。

3 結(jié) 語

（1）RJP 樁在淤泥質(zhì)黏土層中的加固效果好于在粉質(zhì)黏土層中，又好于粉砂層里的加固效果。

（2）RJP 在進(jìn)入到深度 60.0 m 以下的粉砂層內(nèi)仍然可以形成較高的強(qiáng)度，在水泥參量為 35% 的設(shè)計參量下，強(qiáng)度可以達(dá)到 1.2 MPa，且在淤泥質(zhì)黏土層中，加固強(qiáng)度可以達(dá)到 1.4 MPa 以上。

（3）直徑 2.4 m 的 RJP 樁按照 1.2 m 規(guī)則搭接可以有效形成止水帷幕，在地墻深度不足的情況下，可以很好地起到隔水效果。