軟土地區(qū)深基坑核心筒部位組合式RJP樁封堵技術(shù)*

張艷淋，胡 軍，王寶德，賀 杰

(中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海 200135)

0 引言

隨著城市化發(fā)展，基坑深度越來(lái)越大，尤其是塔樓核心筒部位的深度比周邊裙樓基底更深，控制地下承壓水成為亟待解決的問(wèn)題。

RJP工法樁常應(yīng)用于地下連續(xù)墻封堵和基底涌水封堵中，但存在設(shè)計(jì)弊端，同一樁徑的RJP樁施工效果不一定最好。本文介紹綜合運(yùn)用不同樁徑、不同長(zhǎng)度的RJP施工工法。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于天津市和平區(qū)與河西區(qū)交界處，東側(cè)為友誼北路，南側(cè)為湛江路，西側(cè)為河西區(qū)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)，北側(cè)為永安道?？偨ㄖ娣e約70 072.34m2， 其中地上建筑面積52 064.54m2，地下建筑面積18 007.8m2，地下4層、地上34層。辦公樓采用框架核心筒，內(nèi)筒為鋼板剪力墻，外筒框架為鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)體系，建筑高度149.9m，基礎(chǔ)采用樁承臺(tái)形式。

1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

塔樓深基坑封底采用RJP工法樁施工工藝進(jìn)行加固，具體參數(shù)如下：①φ1 600mm@1 200mm，樁頂標(biāo)高-23.600m，有效樁長(zhǎng)18m；②φ1 600mm@1 200mm， 樁頂標(biāo)高-23.600m，有效樁長(zhǎng)11.8m；③φ2 500mm@1 800mm，樁頂標(biāo)高-29.400m，有效樁長(zhǎng)6m。采用P·O42.5水泥，水泥摻入比αw≥35%，水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度f(wàn)uck≥1 500kPa，滲透系數(shù)≤1.0×10-7cm/s。工法樁施工定位需準(zhǔn)確，垂直軸線偏差≤30mm，垂直度偏差控制在1/300內(nèi)。工法樁正式施工前應(yīng)進(jìn)行成樁試驗(yàn)，選擇既能確保止水效果，又不破壞已施工的地下連續(xù)墻、工程樁及基坑周邊市政管線噴射壓力的措施。

1.2 施工環(huán)境特點(diǎn)

RJP樁施工工期僅75d，RJP樁加固體積4 473m3， 水泥用量2 818t。同時(shí)受工藝穿插制約影響，RJP工程工期非常緊張。施工場(chǎng)地狹小，無(wú)法通過(guò)增加設(shè)備加快進(jìn)度。核心筒內(nèi)已施工完的工程樁不利于RJP樁布置與施工及加固效果。

2 RJP樁施工方案優(yōu)選

在基坑封底面積一定的情況下，單一樁徑φ1 000@700 的RJP樁共需567根，共5 695m。采用組合式RJP樁(外側(cè)φ1 600mm@1 200mm，內(nèi)部φ2 500mm@1 800mm) 共需140根，1 707m長(zhǎng)。工程量減少的同時(shí)，加快施工進(jìn)度，保證封底效果，同時(shí)還規(guī)避如下問(wèn)題。

單一樁徑RJP咬合效果不佳，在4樁相交咬合處，相互咬合程度不足，存在涌水隱患。組合式RJP工法可有效增大樁間咬合程度、降低隱患、提高加固體質(zhì)量。RJP樁位布置如圖1所示。

圖1 RJP樁位布置

單一樁徑RJP樁數(shù)過(guò)多，更容易與場(chǎng)地內(nèi)已施工完的工程樁產(chǎn)生交集，不利于切削土體。

3 組合式RJP工法樁應(yīng)用

3.1 引孔

采用工程地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)引孔，鉆機(jī)就位后，將鉆桿中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)樁中心，保證鉆機(jī)底座平穩(wěn)固定，防止鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生位移。鉆孔孔深至RJP工法樁設(shè)計(jì)樁底位置+500mm處。

3.2 RJP樁施工

RJP樁機(jī)就位后，保持鉆桿與引孔中心對(duì)齊，待鉆桿達(dá)到孔底后，運(yùn)轉(zhuǎn)超高壓泵，邊旋轉(zhuǎn)、邊提升、邊噴漿?？刂铺嵘俣取?.3cm/min，確保樁徑尺寸。組合式RJP施工剖面如圖2所示。

圖3 組合式RJP施工剖面

3.3 RJP組合樁施工順序

首先地下連續(xù)墻、樁基在自然地坪施工。為保證基坑安全、經(jīng)濟(jì)，地下連續(xù)墻應(yīng)切斷第二承壓含水層，滿足裙房基底開挖后的抗突涌要求。樁基采用后壓漿灌注樁工藝，樁基施工時(shí)嚴(yán)格控制樁位及垂直度，避免與RJP樁施工發(fā)生碰撞。然后施工RJP組合工法樁，由外而內(nèi)依次施工，先施工外側(cè)φ1 600mm@1 200mm，咬合400mm，形成封閉止水帷幕，再施工中間φ1 600mm，φ2 500mm，咬合450mm，形成核心筒開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)，最后施工內(nèi)側(cè)φ2 500mm@1 800mm，咬合700mm，形成基坑封底，最后施工降水井。當(dāng)RJP工法樁外圍施工后，即可進(jìn)行穿插施工。核心筒止水封閉后，內(nèi)部超壓工法樁施工不會(huì)對(duì)外部形成干擾。

3.4 RJP組合樁樁長(zhǎng)設(shè)置

最外側(cè)φ1 600mm RJP樁樁長(zhǎng)18m，由外而內(nèi)第2排樁長(zhǎng)11.8m，第3排及以內(nèi)樁長(zhǎng)6m。第1排RJP樁起止水帷幕的作用，第2排RJP樁起基坑側(cè)壁加固作用，內(nèi)部RJP樁起坑底封堵作用。

3.5 樁位布置

針對(duì)核心筒內(nèi)已施工完的工程樁，采用切線法布置RJP樁位，保證RJP樁與工程樁緊密結(jié)合，樁間土體能實(shí)現(xiàn)全部有效切削，無(wú)死角，保證加固體質(zhì)量。

4 實(shí)施效果

原計(jì)劃工期8個(gè)月，實(shí)際完成工期不到3個(gè)月，節(jié)約工期、降低成本?？又锌油馏w開挖時(shí)，外側(cè)RJP樁成樁效果良好，相互咬合深度符合設(shè)計(jì)要求，起帷幕止水效果，無(wú)側(cè)向滲漏。開挖至坑中坑底部后，內(nèi)側(cè)RJP樁由于采用大樁徑設(shè)計(jì)及切線法樁位布置，實(shí)現(xiàn)RJP工法樁與原工程樁嚴(yán)密咬合，保證坑底封堵效果，未出現(xiàn)上反水情況。土方實(shí)現(xiàn)干法作業(yè)，坑底封堵達(dá)到目的。

5 結(jié)語(yǔ)

城市核心區(qū)深基坑內(nèi)坑中坑土方開挖及土體加固通常采用抽降地下水后放坡開挖、拉森鋼板樁圍護(hù)、雙軸深層攪拌樁加固、普通RJP樁加固及封堵等方法。傳統(tǒng)抽降地下水措施因抽水量大，易引發(fā)城市核心區(qū)周邊建筑物發(fā)生沉降。拉森鋼板樁圍護(hù)對(duì)基底土層會(huì)產(chǎn)生不可逆的擾動(dòng)，雙軸攪拌樁加固體質(zhì)量效果較差。隨著新興RJP封堵技術(shù)的應(yīng)用，一定程度上解決這一問(wèn)題。但一般RJP封堵采用同一種規(guī)格，存在數(shù)量多且咬合效果差的問(wèn)題。相比之下，深基坑內(nèi)核心筒坑中坑加固體系及施工方法具有如下優(yōu)勢(shì)。

1)優(yōu)勢(shì)1 RJP樁采取長(zhǎng)短結(jié)合、外細(xì)內(nèi)粗的組合式RJP工藝，既節(jié)約工期，又提高加固體質(zhì)量。

2)優(yōu)勢(shì)2 RJP施工完成后，坑中坑內(nèi)不設(shè)置疏干井和減壓井，極大節(jié)約水資源，避免抽降深層承壓水可能引起的地表建筑沉降。同時(shí)無(wú)須考慮后期底板施工過(guò)程中的封井等步驟，有利于控制施工進(jìn)度、保護(hù)底板質(zhì)量。

3)優(yōu)勢(shì)3 土方開挖時(shí)，因存在RJP圍護(hù)樁，故可采取垂直開挖方式，減少土方開挖量，提高坑中坑土體的開挖效率。