1、未来城市设计与运营 2023.2/23Urban Design城市设计RJP 桩软基加固施工技术以深圳地铁 21 号线坳背站为例 龙根望 中铁五局集团有限公司 一、工程概况（一）工程简介深圳地铁 21 号线坳背站位于深圳市红棉路与荷坳路交叉口，临近既有厦深高铁北侧，沿红棉路呈南北向布置，属于换乘车站，工程包含 21 号线共建部分。坳背站为地下两层双岛式四线车站，四柱五跨，全长 500.2m、宽 45.6m，采用明挖顺作法施工（局部盖挖），共设四个出入口、两组风亭、一个疏散口，地下为地铁 14 号线与规划21 号线同台同向换乘车站（21 号线在中部，14 号线在外侧）。建筑面积约 36000（图
2、 1）。（二）工程地质及难点车站基坑地质条件复杂、周围建（构）筑物繁多、地下管线密集分布，周边环境复杂。临近既有厦深高铁、房屋建筑等，且车站基坑范围内地质差异较大，堪称地质博软土及深厚砂层，地下水位高，岩溶强发育区、地下水具有承压性，基坑距离周边房屋最近仅 2m；基坑深厚软基层最深达 101.6m，不良地质使加固方案难以确定。要确保基坑底地下水不产生绕流，防止基坑产生隆起，在基坑底下 13 16m 范围形成有效的止水帷幕，需要对该不良地质加固方案加以充分比选。结合工程地质详勘及地质补勘实际情况，参照以往相似工程的加固效果，组织有经验的专家召开咨询会，通过多次研究对比分析，最终确定深软土区采用
3、RJP 桩加固技术（表 1）。物馆。特别是车站 6 19 轴西侧埋藏深厚砂层，厚度 14 101.6m，岩 面 埋 深 33.7 101.6m；19 27 轴埋藏深厚软土层，厚度 4 57m，下藏粉质黏土和砂层；27 54 轴基岩凸起，埋深 5 28m。基坑开挖前需对软土地基进行加固处理，形成超强止水帷幕，起到有效隔断地下水渗流、防止开挖过程出现涌水、涌砂的作用，确保基坑及周边建（构）筑物安全。二、加固方案比选坳背站基坑范围内分布有深厚摘要：在城市轨道交通建设过程中，规划线路不可避免会通过一些不良地质，如何处理不良地质成了轨道交通建设过程中的关键。为确保建设过程中工程本身及周边建（构）筑物的安
4、全，本文阐述了 RJP 桩软土地基加固技术，为后续工程建设中同类地基处理提供借鉴。关键词：RJP 桩；软基加固；施工技术图 1 坳背站建设现场平面图项目名称水泥搅拌桩旋喷桩RJP 桩施工设备单轴、二轴、三轴搅拌桩机（加固效果及效率三轴最优）高压旋喷桩机RJP 高压喷射注浆钻机（基本均为进口机器）注浆压力（MPa）3 520 3030 40最大成桩深度（m）3040 60最大成桩直径（m）0.65、0.85、123.2加固效果RJP（超高压旋喷桩）高压旋喷桩水泥搅拌桩经济性施工成本高，搅拌质量难以控制对加固质量难以保证，成本高加固效果明显，成桩直径大，成桩深度满足要求，施工成本较低作业环境施工设
5、备大，占用场地大；对地层扰动较大，文明施工差设备小，场地占用少；对地层干扰小，对周边环境影响小设备小，场地占用少；对地层干扰小，对周边环境影响小表 1 软基加固方案对比/2023.2 未来城市设计与运营24Urban Design 城市设计根据现场地质分布情况，软土区加固分为：深厚软土区 13 19轴基坑采用 RJP 满堂加固；一般软土区域（19 2 轴）采用三轴搅拌桩加固；基坑 6 28 轴岩土交界面采用注浆加固。RJP 桩加固面积 1544，RJP高压旋喷桩共计 571 根，桩径 2.4 m，桩间距 1.81.6m。三、方案实施及工艺控制（一）技术原理RJP 工法的基本原理与其他高压旋喷注
6、浆一样，均以超高压喷射流体的功能将土层组织结构破坏，被其破坏的土粒与浆液混合搅拌，凝固后便在地层中形成固结体；但RJP 的切削与众不同，主要是进行二次切削破坏土体：第一次是上段的超高压水（超高压水可达到 20 MPa 以上）和空气（压缩空气 1.05 MPa）的复合喷射流体先切削破坏土体，在第一次切削土层的基础上再次由下部的超高压固化浆液（超高压浆液可达 40 Mpa）对土体进行二次切削破坏，这样就增加了切削深度，加大了固结体直径。主机就位引孔喷射试验开始RJP注浆开始RJP成桩结束。（1）测量放线，首先对所有RJP 桩进行编号，然后现场准确测量定位桩心坐标，并做好护桩。（2）RJP 桩机就位
7、，现场确保桩机平稳、平正，便于桩心准确就位。（3）引孔施工，在进行 RJP 桩施工前，先进行引孔施工，引孔垂直度误差严格控制在 1/200 范围内。（4）下放套管，成孔垂直度达到要求，采用吊车辅助下放套管到预定深度。（5）下放钻杆，在套管内下放钻杆，直至钻头达到设计深度。（6）喷射试验，钻头达到预定深度后，打开高压水泵，切削土体喷射试验。（7）喷射注浆试验结束，确认设备一切正常后，开始提升注浆，喷射注浆至设计桩顶后，喷浆结束，及时对钻杆进行冲洗及保养，准备下一根桩施工。（三）施工参数确定1.参数设计车站基坑深厚软土区 RJP 加固桩埋深约 33 m，采用满堂加固形成止水帷幕。RJP 加固体 2
8、8 天无侧限单轴抗压强度大于 4 MPa，渗透系数小于 110-6 cm/s（表 2）。初拟 RJP 桩参数：根据车站深厚软土区加固范围内土层地质特征分析，地质主要为中砂、粗砂，粘结强度 36 50Kpa，渗透系数 15 25km/d。根据桩径设计标准，需考虑到深度方向的施工精度，20m深度以上每超过 10m 即设定减少10cm，结合相关应用实例，设计确定 RJP 高压旋喷钻设计参数（表 3）。2.施工参数确定根据初拟 RJP 桩参数，通过在基坑深厚软土区加固区域现场试桩结果确定 RJP 的施工参数。经现场取芯检测，加固体 28 天无侧限单轴抗压强度平均值 5.5 MPa、渗透系数 0.791
9、0-6 cm/s，加固效果符合要求（表 4）。（四）施工控制要点1.连接电源、数据线、各路管线、钻头和地内压力监测显示器，确认在钻头无荷载的情况下图 2 RJP 工法工艺流程（二）主要施工工艺流程1.工艺流程（图 2）2.施工步骤喷浆提管速度土质土层 N 值砂质土0 N1515 N3030 N5050 N7575 N100粘性土0 N11 N33 N5-20 30 分/m2.82.62.42.2230 40 分/m3.02.82.62.32.140 50 分/m3.12.92.7-50 60 分/m3.23.02.8-表 2 砂质土、黏性土的桩径设计标准项目名称设计参数RJP 桩桩径为 2.4
10、0 m，引孔直径为 250 mm，间距 18001600 mm压缩空气1 1.05 Mpa 超高压水202 MPa超高压浆液402 MPa水泥浆液P42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥掺量 1000 kg/m3，水灰比 1:1表 3 RJP 桩设计参数表未来城市设计与运营 2023.2/25Urban Design城市设计清零，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、操控管理装置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，如果在钻杆下放过程中下放困难，打开削孔水进行正常削孔钻进；钻
11、杆和钻头对接时，认真检查密封圈情况，看是否缺失或损坏，地内压力是否显示正常。4.钻头到达预定深度后，开始校零，使动力头“0”刻度、喷嘴、钻杆上白线处于同一条直线，然后设定各工艺参数，包括摇摆角度、引拔速度、回转数等，设定好之后，开始作业。5.开启高压水泥泵和主空气空压机。首先用水向上喷射 50cm，压力为 10Mpa，然后把水切换成水泥浆，钻杆重新下放到位后开始向上喷射作业。6.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；水切换成水泥浆时，压力会自动上升，压力有突变时方可调节压力。7.当提升一根钻杆后，对钻杆进行拆卸，需把水
12、泥浆切换成水后方可拆卸，当水泥浆泵压力有下调趋势，说明水流已经到达喷嘴位置。8.注意在拆卸钻杆的过程中，认真检查密封圈和数据线的情况，看是否损坏，地内压力显示是否正常，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。9.试块取样，利用取芯钻机取芯，进行编号、养护，到龄期后随机抽取 3 5 组送实验室做抗压强度试验。四、应用成效该工程通过采用 RJP 桩加固施工，在基坑开挖前对已成桩进行取芯验证，RJP 桩 28 天无侧限单轴抗压强度在 5 8Mpa，大于 4MPa 的设计标准，满足要求；加固区渗透系数 0.7910-6cm/s，满足设计要求。基坑开挖过程中未出现渗漏水、
13、基坑隆起现象，监测结果均在可控范围内，基坑软土区加固效果良好。经过实际工程验证表明，在深厚层软土地基加固及建设工程周边环境复杂的条件下采用 RJP 桩软基加固技术，有效提高基坑封底、止水效果明显，保证了工程本身施工安全及周边建（构）筑物的安全，实现了安全、优质兑现业主工期承诺。五、结束语城市基础设施建设项目规划选址不可避免会存在一些不良地质，如何处理深厚层软土地基，成为工程建设中的核心和技术关键，并在很大程度上影响着整个工程的投资总量和质量保证。本文阐述 RJP 桩软土地基加固技术，在深厚软土区域基底加固、防止坑底涌水、隆起，收到明显效果，加固深度可达60m，最大成桩直径可达 3.2m，加固效
14、果达到了设计预期要求。可为今后工程建设中相似地基处理提供一些参考。参考文献：1 魏溢.浅谈地基处理技术 J.建筑学研究前沿，2017（1）：45.2 刘辉，黄力平.深圳市城市轨道交通 11号线盾构施工技术及管理实践 M.北京：人民交通出版社，2019.3 莫海鸿.基础工程 M.北京：中国建筑工业出版社，2003.项目名称施工控制参数RJP 桩桩径为 2.4 m，桩长 3 m，梅花形布设：横向间距 1800 mm、纵向间距1600 mm压缩空气1 1.05 Mpa；流量 3 7 m3/min超高压水20 MPa（2），流量 50 60 L/min（砂层可不喷水，开 3 5 Mpa压力防止喷嘴堵塞）超高压浆液40 MPa（2），流量 110 115 L/min提升速度40 min/m，即 60 s/25 mm 步距水泥浆液P42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比 1：1，水泥掺量 1000 kg/m3、即2.73 t/m，单桩水泥掺量 8.194 t表 4 RJP 桩施工参数表