RJP工法在软土地区基坑支护工程中的应用

RJP工法在软土地区基坑支护工程中的应用

姚栋

中铁上海设计院集团有限公司天津分院天津市300073

摘要：针对市政工程基坑环境的特殊性，在某些横跨基坑上方的障碍物（如市政管线）无法改移的情况下，如何能让围护结构在障碍物下方闭合是一个亟需解决的问题。本文简要介绍了RJP工法的施工工艺以及该工法在天津某地铁基坑工程中的应用情况，通过计算数据与现场实际监测数据进行了比较，验证了RJP工法在该类工程中的安全性和可靠性。

关键词：RJP工法；软土；基坑支护；止水加固

1.前言

随着国内经济的快速发展，城市化建设力度不断加大，城市空间资源变得稀缺，地下空间开发利用成为缓解这种压力的方式之一。由于功能性要求越来越高，基坑开挖深度也越来越大，天津、上海等这类软土地区的特点又是地下水位普遍较高、土层软弱稳定性较差，基坑工程自身风险也越来越大。而市政工程基坑由于其位置的特殊性，时常会出现市政、通信、电力等管线（管沟）横跨基坑上方的现象，在这些管线由于种种原因无法临时（或者永久）切改时，则需对这些管线进行悬吊保护，常规的基坑围护结构（如地下连续墙、SMW工法桩、钻孔灌注桩+止水帷幕等）不便在基坑两侧管线正下方连续施作，导致基坑围护结构不能闭合，无法隔断地下水及阻隔坑外土体，使基坑工程风险加大。本文结合工程实例，分析RJP工法在基坑围护结构断开位置处的可实施性及止水加固效果，对之后类似的工程具有一定的参考价值。

2.工程概况

天津市西青区XX地铁车站XX号出入口基坑工程，基坑宽度为8.2m，开挖深度为自地面以下9.56m，为狭长型深基坑；基坑周边为规划路及绿地，场地条件较好，但基坑中段范围内存在一根110kV电缆管沟，宽1.6m，高1.1m，底埋深约1.994m，横跨基坑正上方。考虑到该工程工期较紧，且管线切改成本较高，经与权属单位协商，决定采用悬吊的形式进行管线保护。基坑开挖深度范围内土质软弱、地下水位较高，根据以往设计经验及造价对比，决定采用SMW工法桩+两道钢支撑作为基坑支护结构形式，管沟下方采用RJP旋喷桩止水加固。

3.RJP工法介绍

RJP工法（RodinJetPile）是利用超高压喷射流体所拥有的动能，将土层的组织结构破坏，即上段采用高压水和压缩空气喷射流体进行先行切削，下段采用超高压水泥浆和压缩空气喷射流体二次扩大切削，并将破坏后的土粒与固化浆液混合搅拌，凝固后在土层中形成大直径的水泥土加固体。

RJP旋喷桩具有以下优点：

（1）加固范围内土体具有良好的均匀性、自立性和止水性，28天无侧限抗压强度≥1.0MPa，渗透系数≤1.0×10-7cm/s；

（2）加固深度大（目前可达到60m），可按需选择合适的断面形状，进而有效避让地下管线及障碍物；

（3）成桩直径大（φ2000～φ3000）；

（4）设备体积较小，可在狭小空间内紧贴建（构）筑物施工。

另外，RJP旋喷桩钻杆直径仅为160mm～200mm，钻杆可紧贴障碍物边缘施工，施工过程中可将旋喷半径范围内障碍物下方土体切削混合搅拌从而形成加固体，基于上述优点，本基坑设计中选择采用RJP工法加固管沟下方土体。

4.地质及水文概况

根据勘察单位提供的地质详勘资料，基坑范围内主要土层详见表一。

地下水类型可细分为：潜水、第一层承压水、第二层承压水。

潜水含水层：粉质粘土④层、粉质粘土⑥1层、粉质粘土⑥4层，水位标高-0.18～0.79m。

第一承压水：含水层为砂质粉土⑧21层、粘质粉土⑧22层、粉砂⑧2t2层、砂质粉土⑨21层，该承压水水头大沽标高约为-3.36～-3.15m。

该基坑设计采用临近钻孔参数，其主要物理力学性质参数详见下表：

根据图3可知，围护结构最大水平位移8.6mm，其中桩顶最大水平位移为4.4mm；地表最大沉降量为11mm，发生于距基坑6m位置处；桩体最大弯矩为342.5kN•m，最大剪力为289.2kN。计算结果显示，基坑整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流稳定性、坑底抗隆起稳定性及墙底抗隆起稳定性均满足《建筑基坑工程技术规程》（DB29-202-2010）及《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）要求。

根据施工监测报告结果显示，RJP旋喷桩位置处桩顶最大水平位移为2.7mm，周边地表最大沉降量为5.35mm，与计算结果基本相符。

基坑开挖完成后现场实拍照片详见图4，可以看出围护结构在RJP旋喷桩连接位置未发生地下水渗漏现象。目前，该工程主体结构及基坑回填工作已全部完成，全程监测未发生报警情况。

7.结论：

本文就软土地区市政深基坑可能存在与管线冲突的问题，提出采用RJP旋喷桩连接管线两侧围护结构，使其成为封闭结构，不但可以隔断坑内外潜水进入坑内形成补给，又能在基坑开挖时起到阻止管线下方坑外土体坍塌问题，在工期问题上更加节约时间。

另外，该方法也存在一定的局限性，如基坑深度太深（坑深>12m）、障碍物尺寸过大（障碍物宽度>2m）时，可能出现RJP旋喷桩强度不足，无法完全抵抗坑外侧向土压及水压，将导致基坑风险加大，该种情况下不建议使用此方法。

通过本文论述，在软土地区基坑工程中，处理基坑深度＜12m、障碍物宽度＜2m的类似问题时，采用RJP旋喷桩对围护结构断开位置进行止水加固是比较经济、安全、可靠的。

参考文献：

[1]建筑基坑支护技术规程.(JGJ120-2012)；

[2]建筑基坑工程技术规程.(DB29-202-2010)；

[3]刘国彬、王卫东.基坑工程手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2009.

作者简介：

姚栋（1988.9－），男，甘肃和政人，兰州交通大学建筑与土木工程专业硕士，助理工程师，单位：中铁上海设计院集团有限公司天津分院