RJP工法桩与高压旋喷桩组合施工在碎石地层中的应用

（中铁十六局集团第二工程有限公司， 天津 30000）

0 引言

RJP工法桩的基本原理与其他高压旋喷桩一样，利用高压喷射水泥浆液（化学浆液）的功能，同时旋转切削土体，将土壤组织结构破坏，破坏后土壤颗粒与浆液相互混合搅拌均匀，凝固后便在地层中形成固结体，起到防渗和加固的作用。RJP工法桩与其他常规高压旋喷桩相比较，具有成桩深度大（最深达60m）、成桩直径大的特点（桩径2.0～3.0m）。但RJP工法桩在碎石层中加固成桩施工具有一定的施工难度，目前国内针对在碎石层中利用RJP工法桩止水加固的案例较少。然而，RJP技术工艺比较适合于对深基坑工程项目的裙边以及坑底加固，同时在重力式挡墙工程施工建设过程中应用效果也非常的好，对现有的建筑工程结构及其基础部分的补强以及环保具有较高的要求，尤其在地铁、高压线基坑工程施工支护过程中的应用前景非常的广阔。

1 工程概况

天津滨海轨道交通Z4线文化中心站位于天津滨海新区，车站全长560.5m，基坑最大开挖深度19.109m。与既有万达广场设计有三个出入口，分别为旭升路1号通道出入口、A出入口和D出入口。三个出入口采用φ1000mm（800mm）@1000mm钻孔灌注桩围护，双排φ800mm@500mm双重管高压旋喷桩止水，与万达既有结构相接处每侧采用2根桩径φ2000mm（2400mm）@1200mmRJP高喷工法桩加固，采用明挖法施工。

RJP工法桩具体桩位位于既有万达广场临边挑檐内部，桩位处空间净空尺寸为4.2m，桩位处地下一层顶板厚800mm，地下一层底板厚800mm，地下二层底板厚 800mm；地下一层顶板与底板及地下二层底板间回填的是碎石及施工杂填土。采用RJP工法，主要是基于起可利用上段的超高压水以及压缩空气喷射流体，对土体结构进行先行切削；然而再利用其下段部分的超高压浆液以及压缩空气喷射流体，进一步扩大对土体结构的切削，从而形成一个直径相对较大的桩体。

由于该处空间（12m深）内回填的是碎石及杂填土，RJP工法桩在引孔施工过程中，当钻杆提升时，成孔周围碎石层就会坍塌，造成引孔不成功；我们先后采用了利用膨润土造浆护壁及钢套筒护壁施工等方案皆不成功。后经多种方案优选，我们采用先利用高压旋喷桩稳定周围碎石层再引孔施工RJP工法桩的组合方法，取得了重大成功。

2 RJP工法桩与高压旋喷桩的组合施工步骤

本项目基坑最大开挖深度为19.109m，施工现场场地相对比较狭小，如果机械设备进行施工作业很难准确就位。此时，采用RJP工法并且结合高压旋喷桩组合方式进行施工作业，既可以充分发挥可紧邻基坑边的施工操作优势，而且其前期的局部地墙接缝也可以采用高压旋喷桩进行有效的处理。根据本文所研究的年间工程项目特点，RJP工法自引孔过程中采用了外套管加专用钻头进行引孔，充分发挥该种施工技术方法的引孔以及成桩双重功能。

2.1 洗孔

由于既有万达广场结构顶板及底板混凝土厚度较大（800mm厚），我们首先采用水钻进行洗孔，洗孔直径150mm，采用的钻头长度为1m。

2.2 高压旋喷桩施工

采用钻机将三层混凝土底板洗穿后，利用高压旋喷桩机（双重管）采用合金钻头钻孔喷浆，钻孔孔深至RJP工法桩设计桩底位置，提升钻杆喷浆，将桩位孔周围半径400mm范围内碎石层采用水泥浆液进行稳固作用。水泥浆采用与RJP桩同配比浆液。

2.3 再次引孔

待水泥浆液终凝后，再次采用工程地质钻机进行钻进引孔。此次引孔由于水泥浆液已经先将孔周围碎石层稳定住，因此可以保证孔位不会坍塌。地质钻机吊装就位前考虑与万达结构顶板下净空尺寸，钻机就位后，将钻杆中心对准设计桩位中心点，保证钻机底座平稳固定，防止在钻进过程中产生移位。

2.4 下放旋喷管

由于万达既有建筑结构净空较小（4.2m），因此我们重新加工制作了19根1.5m/根的钻杆，转喷钻头长度为1m。

RJP旋喷桩主机就位对准孔位并调平，成孔垂直度检测合格后下放旋喷管至设计深度，同时智能制浆机启动程序开始制浆。

浆液采用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，水灰比1:1，水泥掺入量750kg/m3。

2.5 提管喷浆

旋喷管下放至设计深度后，开启高压水泵、注浆泵及空压机。三种介质通过耐高压管道输送至喷射头，调整三种介质的压力达到设计压力范围内后，开启旋喷钻头，边旋转边喷浆，同时提升钻杆。旋喷管按照设定的步距速度提升。每节旋喷管拆管后，对拆管部位进行复喷100～150mm，以保证桩身质量。

RJP工法桩施工技术参数

2.6 成桩效果

经过多方的研究，采用RJP施工技术工艺对地墙接缝位置再封堵，在此过程中采用直径为Φ2400mm全圆桩，而且成桩的中心位置与地墙之间的距离在300mm左右，其中水泥的掺入量是每立方米 750kg，水灰比为 1：1，以确保基坑施工开挖的安全可靠性。同时，RJP桩完成后，我们还对已成型的桩体进行 28d取芯试验，现场施工实测桩体无侧限抗压最小强度标准值为6.3MPa＞5.0MPa，最大渗透系数1.5×10-8cm/s＜1.0×10-7cm/s。符合设计要求。

3 结语

总而言之，随着我国城市地铁工程项目建设事业的飞速发展，国内地铁站深基坑工程项目施工建设过程中将面对越来越复杂的周边环境和工况条件，尤其是出地铁的入口位置以及既有建筑物进行对接施工作业时，施工场地受限（低净空），其中很多大型的加固止水施工设备无法有效的使用，在狭小的施工场地我们可以采用RJP工法桩机进行施工作业。当地质条件为碎石层及杂填土层时，我们应当综合权衡工况条件以及施工技术要求，合理选用RJP工法桩施工方法，采用先利用高压旋喷桩来有效的稳定拟建工程所在地的土体结构，然后再引孔施工RJP桩的组合方法，从应用实践来看这种组合的施工方式是切实可行的，而且为以后类似工程提供了借鉴。

[1]RJP协会.RJP工法技术资料.（Association of RJP. Technology of RPJ[R].（in Japanese））

[2]朱磊.RJP高压旋喷法在深基坑工程中的应用.施工技术，2015（19）：65-67.

[3]郭海军.RJP法在超大深基坑施工中的应用.建筑施工，2015（9）:1030-1032.

[4]蒋清国.RJP工法在超深基坑止水帷幕中的应用与总结[J].科技创新与应用，2015,0(12):185-186.

[5《]建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2012.