RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目


1摘要

    深基坑地下连续墙围护结构,由于其施工时幅与幅之间可能会产生错缝或夹泥,因此在基坑开挖时易发生透水,并产生严重的流砂、涌土现象,给周边的地铁隧道、道路、管线,需保护的建筑物造成不同程度的危害。采用大直径RJP双高压工法桩在地连墙接缝处进行加强,以加强围护结构整体止水效果,保证基坑的顺利开挖。由于造成径地扩大切削时的能量,可顺利地将产生的泥浆排出。

关键词:建筑物、地墙接缝处、保护

2引言

    地基加固加固技术原理主要包括压密脱水、挤密强化和固化。日本地基处理行业内已经开发了很多工法,但对既有建构筑物影响较小的主要有药液注入工法和搅拌混合工法。其中,搅拌混合工法是在原位置的软弱地基中喷出水泥或水泥系固化材料的硬化混合泥浆等,强制性地在地层中进行混合搅拌加固加固。可分为机械搅拌工法、旋喷搅拌工法、机械和旋喷并用的复合搅拌工法。    关于各种加固工法的费用成本,按照费用从低到高排列,依次为机械搅拌工法、复合搅拌工法、药液注入工法、旋喷搅拌工法。但考虑到在闹市区以及需要向既有构造物进行施工,施工机械小型化的旋喷搅拌工法和药液注入工法更便利。而旋喷搅拌工法,由于可以适用于软黏土地层以及粉砂层,作为在既有建筑物的老化加固和抗震性的加强方面,除经济性较差外,是最好的选择。因此如何降低旋喷搅拌工法的成本是适应当前工程需要解决的重要课题。         现已开发了新型旋喷施工工艺:RJP高压旋喷工法(Rodinjet pile method)。分为 3种系列:RJP工法、S-RJP(Speed)工法以及D-RJP(Diameter)工法。加固直径最大可达到3.5m,比传统工艺更具有明显经济优势。现我们结合中国科举博物馆及其周边配套项目中RJP工法的应用,介绍了RJP工法施工流程,展现了RJP工法在复杂周边环境下应用的优势:在地墙接缝处施工应用,有效地保护周边现有构筑物以及既有管线,特别是周边老旧的历史建筑,同时保证了基坑安全。实践证明,RJP法在复杂环境下施工,具有广泛的适用性和推广价值。

3工程概况

    中国科举博物馆及其周边配套设施一期II区项目位于南京市秦淮区健康路,详见工程项目位置图。

RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

                      工程项目位置图

    项目地处南京夫子庙贡院街以北、贡院西街以东、健康路以南、平江府路以西。本次一期Ⅱ区基坑呈多边形。

RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

  1. 1. 地质概况

    场地隶属于秦淮河漫滩地貌单元。场地位于南京秦淮区健康路,现场地多为多层建筑,地形较为平坦。勘察期间,孔口高程一般在9.20~10.60m。据岩土体岩性、结构、成因类型、埋藏分布特征及其物理力学性质指标的异同性,可将勘察深度范围内岩土体划分为4个工程地质层,13个亚层。各层工程地质特征分述如下:

RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

  1. 2. 设计概况

  2.   本工程±0.000=+9.600,自然地坪相对标高约-0.200。本工程分两期施工,一期位于项目南侧,分为Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区。

  3.  实施S-RJP工法桩属于Ⅱ区基坑工程,基坑周边采用“两墙合一”地下连续墙作为基坑围护体,南、东、北三向两墙合一,西侧利用Ⅰ区原有“两墙合一”地下连续墙。本工程地下连续墙墙底进入第④-2泥质砂岩层(中风化)不小于2m,且隔断第3-3层粉土夹粉质粘土承压含水层及第3-6层含卵砾粉土、粉砂承压含水层,防止坑内降水对周边环境产生不良影响。

  4.   邻近地铁三号线区间隧道30m范围内,地下连续墙槽段接缝在③-6层第二承压含水层范围采用⏀2400定角度180°大直径高压旋喷桩进行接缝止水,以防止坑内降压对地铁隧道产生不良影响。

  5.  大直径高压旋喷桩桩底标高为对应区域中风化泥岩层面标高,顶部与槽壁加固搅拌桩有一定长度的搭接。定角度大直径高压旋喷桩须待周边的地下连续墙施工结束,并达到设计强度70%后方可施工。

  6.  定角度大直径高压旋喷桩采用P.O42.5级新鲜普通硅酸盐水泥。水泥用量不小于720kg/m3。高压旋喷桩28d钻孔取芯无侧限抗压强度标准值在粘性土层中不小于1.0MPa,在砂质土层中不小于1.5MPa;高压旋喷桩垂直度偏差不应超过1/150

  7. 3. 周边环境概况

  8.       北侧邻近建筑物概况:基坑最北端距离6层健身中心约5m;基坑西南区段北侧为南京市中医院的1~3层食堂等建筑物,距离本工程地下室外墙最小距离约为6.5m。北侧地段均属本工程地块,目前尚未拆除,在基坑开挖前将陆续拆除。

  9. RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

  10.                          周边环境图

   东侧为平江府路,道路下为南京地铁3号线,距离本工程地下室外墙最小距离约为10m。东南侧原有的6层水利大厦(1层地下室)将保留,距离本工程地下室外墙最小距离仅为2m,据调查,水利大厦基础形式为桩基础。由于本基坑开挖深度大,对周边影响范围较大,须对地铁沿线结构进行重点保护。     南侧为贡院街,道路宽17.5m。贡院街下管线与地下室外墙距离由近及远依次为电力管(约2.6m)、路灯管(约4.8m)、给水管(约6.0m)、污水管(约9.8m)、天然气管(约11.7m)、电信管(13.3m)、污水管(15.5m)、路灯管(16.0m)。基坑南侧3层解放电影院本次也将保留,由于建筑年代久远,尚未搜集到建筑物基础资料。                                                                        西侧地下室与已建成的Ⅰ区搭接,施工时应加强对原有地下室外墙的保护。基坑上部西侧为南京市中医院的13层食堂等建筑物,距离本工程地下室外墙最小距离约为6.5m根据初步了解,上述建筑的基础形式应为天然地基。

4 RJP工法流程

RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

                           RJP工法施工顺序图

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                      S-RJP施工流程

由于地基加固深度超深,需多次起拔套管,套管起拔及施工顺序如下图所示:

RJP双高压工法桩—中国科举博物馆及其周边配套项目

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S-RJP工法施工工艺

(1)连接电源、各路管线,后台管线连接确保密封,使管内没有空气。

    (2)检查设备的运行情况,确保主机、高压泵、空压机、泥浆搅拌系统、等都能正常工作状态下进行主机就位,机架放置平稳后开始校零。

    (3)钻杆下放,即在引孔内将钻杆下放至设计深度。

    (4)对接钻杆和钻头,对接时,认真检查密封圈情况,看是否缺失或损坏。

    (5)重复3步骤和4步骤,直到钻头到达预定深度,钻杆到位。

    (6)钻头到达预定深度后,打开水泵定位置喷射进行切削土体。成桩钻杆下放50cm以避免出现断桩。

    (7)在开启高压水泥泵时,压力不可太高,应逐步增压,直到达到指定压力,在达到指定压力并确认地内压力正常后,才可开始提升。

    (8)当提升一根钻杆后,对钻杆进行拆卸,并认真清洗钻杆。

   (9)注意在拆卸钻杆的过程中,认真检查密封圈情况,看是否损坏,如有问题应及时排除方可继续喷浆。拆卸钻杆后,需及时对钻杆进行冲洗及保养。

   (10)重复以上步骤,直到施工结束。

   (11)施工结束后,对设备进行冲洗和保养。

4施工难、特点及针对性措施

     (1)超深地基加固保证成孔垂直度是成桩质量的重点,成孔垂直度控制在1/150。

     (2)周边环境复杂,临近地铁三号线,对止水质量要求高;施工过程对周边环境的变形控制要求高。                                                   

     (3)S-RJP工法与三轴水泥土槽壁加固需要确保有效搭接,确保止水性能。

       针对上述情况拟考虑如下措施:

     (1)采取主机自引孔,扭矩大;合理控制引孔钻进速度;采用专用垂直度检测设备,加强垂直度检测。          

     (2)确保引孔深度,钻杆下放深度及喷浆标高严格确定,把控施工过程关键参数,特别是提升速度、喷浆压力、水灰比等。与监测单位及时沟通,掌握监测数据,做到现场监测数据及时收集,并与地铁部门数据共享;S-RJP工法正式施工前,会同总包、设计、监理等单位,确定试桩位置,并确定试桩时间,收集试桩监测数据,为正式施工提供指导;正式施工期间,先施工远离地铁区域的S-RJP工法,后施工距地铁较近区域的S-RJP工法,施工过程中,根据监测数据情况,适时调整施工安排。

    (3)S-RJP工法引孔过程中,做好详细记录,S-RJP工法引孔过程中检查引孔速率、观察返浆情况,判定槽壁加固深度及质量,确保后续S-RJP工法与槽壁加固的有效搭接。

   ▍5结论

         RJP工法及设备被引入到国内,为相关工程在施工方法上提供了新的选择,其在中国科举博物馆及其周边配套项目一期二区地下连续墙接缝止水起到了重大作用,可以认为是成功的应用案例。此外,RJP工法由于其适应性强、成桩直径大、成桩深度大、止水效果好、加固范围灵活且受场地限制小等特点,在截水防渗、地基加固等工程领域应用前景良好。

         参考RJP工法在国外的应用案例,结合本工程的应用实践及RJP工法的特点,该工法在以下几个方面尝试应用和推广具有一定的优势:1)深度大于30m的超深基坑止水帷幕、围护结构接缝或冷缝止水以及地基加固工程。2)受地面障碍物如管线、建构筑物等限制或施工场地狭窄的土体加固工程。3)超深、大断面防渗墙工程或隔离墙工程。4)定向土体加固工程。

         综合上述,RJP高压旋喷工法在地下连续墙接缝止水中的可靠性和可行性, 具有较高的推广应用价值。

来源:地基基础专业施工

 

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