0 引言

　　在富水软土复杂地质环境下，传统、单一的堵漏施工技术很难对漏水点或围护结构缺陷部位进行有效封堵和加固，在工程中采用全回转咬合桩工艺在基坑外侧紧贴围护结构将开挖面以上土体进行加固，形成新的封闭围护结构，在开挖面以下采用RJP工法桩对存在深层缺陷的围护结构进行加固，切断基坑内外水系联系，达到深基坑围护结构漏水封堵的目的。采用RJP工法桩+全回转咬合桩组合工艺，快速封堵基坑地下连续墙漏水，在不增加基坑围护结构外侧的附加应力和不加大基坑围护结构变形的情况下有效快速封堵漏水点，对存在质量缺陷的基坑围护结构外侧的加固具有显著效果。

　　1 工程概况

　　天津平安泰达国际金融中心项目位于天津市河西区，总建筑面积30.6万m²，包括5层地下室、4层裙房、56层办公楼及62层酒店型公寓楼。项目塔楼最大高度为313m，包括2栋塔楼和裙房，采用整体地下室，地下5层，基坑最大开挖深度为31.3m。

　　本工程场地埋深150m内土层呈层状分布，主要由上层人工填土、黏土、粉质黏土、粉土、粉砂组成。

　　场地表层为人工填土，其上层为杂填土，成分复杂，土质不均，结构松散，工程性质差;下层为素填土，呈松散～软塑～可塑状态，中～高压缩性，结构性质差，不均匀，厚5～7m。人工填土以下土层受土层沉积地质年代及海陆变迁影响规律性明显，为黏土、粉质黏土、粉土、粉砂。土层水平向较均匀;竖向各土层岩性及物理力学性质指标差异性较大。

　　地下水受基底构造、地层岩性和地形、地貌、气象以及海进、海退等综合因素影响，水文地质条件复杂。本场地埋深58.00m范围内可划分为1个潜水含水层和2个承压含水层。潜水含水层埋深约14.50m;第1承压含水层厚度约6m，其底板埋深约31.50m;第2承压含水层厚度约15m，其底板埋深约58.00m。潜水含水层与第1承压含水层之间、第1承压含水层与第2承压含水层之间一般分布有较厚的黏性土作为相对隔水层。

　　本工程支护体系采用地下连续墙(两墙合一)+4道混凝土支撑，地下连续墙厚度为1.0,1.2m，墙深57.5m，成槽深度60.05m，共85幅，地下连续墙切断两层承压水层。

　　2 基坑漏水情况及处理方案

　　2.1 基坑漏水情况

　　第3步土方施工，即开挖至第3道支撑底(标高-16.850m)时，发现基坑北侧一幅地下连续墙的墙身中部局部夹泥，随即启动应急准备工作。为进一步判定夹泥情况，向下探挖1m，发现夹泥面扩大并向下延伸，开始涌水、涌砂。14:45启动应急预案，坑内采用黏土+土工布过滤反压，采用袋装水泥形成围堰，反压区堆高至5.5m，坑外同时启动双液浆(水泥浆+水玻璃)封堵工作。次日4:00左右墙身突涌封堵完毕，整个封堵过程中多次出现坑外土体塌陷，且伴随大量水土流失。经讨论，计划采用高压旋喷桩加固封堵，但在进行引孔作业时，基坑出现二次涌水。在两次涌水过程中坑外承压水水位下降严重，第1承压水水位下降最大值近6m。

　　经过两次基坑涌水，基坑外侧浅层出现大面积坍塌，硬化地面下出现大量空洞。采取钻孔灌注混凝土对浅层坍塌区域进行填充，然而在进行浅层钻孔时，基坑内侧再次出现涌水，混凝土灌注涌水部位得到控制。

　　2.2 基坑外侧物探检测

　　查阅工程地质勘察报告及地下连续墙施工资料，结合基坑渗漏抢险情况，发现工程地下水文、地质条件复杂，原有河道、坑塘水渠及暗沟痕迹明显，土体松散，地下水超饱和，在进行成孔、成槽作业时极易出现塌槽、塌孔现象，水土混合体内有机质、腐殖质丰富，有恶臭气味。委托第三方对基坑外侧进行物探检测，通过对基坑外侧两个断面的检测，发现基坑外侧含有大量富水空洞土层。物探剖面如图1所示，物探检测如图2所示。

　　图1 物探剖面示意  

　　图2 物探检测示意  

　　2.3 处理方案选择

　　漏水点部位位于地下连续墙-16.850m位置，距第1承压水顶标高约9.000m，但两次漏水基坑外侧减压井、观测井水位下降严重，经封堵后水位有所回升，但漏水点涌水量较大，漏水点与承压水层存在较大联系，经判断，地下连续墙深层部位存在缺陷。

　　经几次抢险，已用混凝土对浅层空洞进行填充，常规处理方式已无法对漏水点和地下连续墙深层缺陷进行有效封堵处理;且经旋喷处理和坑外回填处理后，常规处理方式已不适合此次抢险处理。工程已开挖至漏水点位置，处理方案须保证施工时的基坑安全。

　　经专家讨论，决定采用全回转咬合桩在浅层对围护结构外侧进行加固，形成加强围护结构体系，采用RJP工法桩对深层地下连续墙缺陷进行处理，切断基坑与承压水层的联系。全回转咬合桩采用全回转套管钻机液压驱动双壁钢套管全回转切割钻进，钻进过程中通过套管将成孔与孔外充分隔离，以保证取土过程中不影响坑外土层，不对围护结构产生附加应力，咬合桩通过桩间咬合形成整体桩墙。RJP工法桩利用超高压喷射流体产生的动能破坏土体组织结构，被破坏的土体颗粒与水泥浆液混合搅拌从而形成大直径桩体，在围护结构外侧形成封闭帷幕，彻底封闭围护结构外侧水系通道。

　　咬合桩桩径为1.2m，桩间咬合300mm，桩长根据基坑已开挖深度和围护结构漏水点位置确定，桩底标高位于基坑开挖面以下5m位置，确定咬合桩桩长为20m。咬合桩施工分为A型桩和B型桩，A型桩为素混凝土桩，B型桩为钢筋笼混凝土灌注桩。施工顺序为先施工B型桩两侧2根A型桩体，再利用全套管回转钻机的切割相邻A型桩相交部分的混凝土，浇筑混凝土后形成咬合桩。进行B型桩施工时，在钢筋笼预埋通长的273钢管，上端超出B型桩钢筋笼200mm，下端超出50mm。

　　RJP工法成桩直径一般为2.0～3.0m，深层土体加固施工时，其直径根据咬合桩直径确定。咬合桩采用1 200@1 000,RJP工法桩选用2 400@1 800，桩间搭接600mm。RJP工法桩与围护结构搭接600mm，保证充分连接，桩顶标高即为咬合桩桩底标高，加固深度根据地质勘察报告及基坑的围护结构深度确定。此次RJP工法处理须截断第1承压含水层，RJP工法桩桩底标高设在第1承压水底标高以下至少6m，即-38.000m位置。RJP工法桩+全回转咬合桩封堵平面如图3所示，渗漏封堵剖面如图4所示。

　　图3 RJP工法桩+全回转咬合桩封堵平面  

　　3 施工方法

　　3.1 咬合桩施工

　　1) A型桩成孔施工A型桩内无方笼钢筋，先施工无须咬合。根据本工程实际地质情况，细砂层在咬合桩施工时极易产生管涌，在施工中需密切注意，施工时必须使钢套管的深度比钢套管内的土面深2～3m，防止出现土体管涌现象。如无法控制管涌现象，可向套管内加入泥浆稳压，钢套管入土一定深度后，边旋转钢套管边抓土至孔底标高后浇筑混凝土。

　　图4 I-I剖面  

　　2) B型桩成孔施工采用软法咬合桩是在A型桩混凝土初凝前切割咬合A型桩成孔B型桩，采用全套管钻机成孔，因A型桩为素混凝土桩，在初凝状态下进行B型桩成孔施工，所以成孔时套管应超前孔底2m，即管内取土底面与套管底面相对高差>2m。另外，B型桩的钢套管沉入深度比A型桩深50cm，即B型桩比A型桩深50cm，防止管涌现象发生。B型桩钢筋笼吊装时，在钢筋笼上安装273×6钢管，用于后期RJP工法桩施工。钢管底部需进行封闭，管底位于桩底下50mm位置，吊装就位后管内放入清水，顶部露出桩顶200mm。

　　3)混凝土采用导管法浇筑，导管安放完毕后开始灌注混凝土，随混凝土灌注旋转钢套管逐步拔出，直至混凝土浇筑完成。

　　3.2 RJP工法桩施工

　　RJP工法桩先施工咬合桩位置，沿预埋套管引孔至-38.000m位置，然后从东侧依次向西侧施工，成桩深度为38m，直径为2 400mm。

　　1)喷射前10min通知后台制备水泥浆，设定主机参数并校零，将摆动(旋转)开关拨到旋转位置，手动摇动动力头，使钻杆上面的白线位于主机正前方。

　　2)确认注浆方向、角度、回转速度、提拔速度，设定后再喷浆。

　　3)将水切换成水泥浆，确定主空气压力和流量、水泥浆压力和流量、倒吸水压力和流量在工艺参数范围内，开始正式喷浆，喷浆过程中密切关注地层内压力、泥浆排放情况，主动控制排泥阀大小，保证地层内压力在规定数值内，完成桩体喷射工作。

　　4)喷射初始压力为40MPa，流量为90～130L/min,1m喷射时间为30～40min (平均提升速度为2.5～3.3cm/min)。

　　4 控制要点

　　4.1 咬合桩质量控制

　　咬合桩通过桩体咬合达到结构自防水的目的。因此，本工程咬合桩施工技术要点可归纳为垂直度、混凝土的缓凝时间、混凝土材料均一性等。

　　1)桩体垂直度≤0.3%。

　　2)桩机就位后先进行初步对中，对中后，根据需要调节机械各支腿油缸，使机械操作面水平。水平调整完成后，再次对中，根据本次对中结果，再次平面移动对中，对中完成后，支起各支腿油缸，对中误差应<1cm。

　　3)吊装完第1节套管后，应在机械平面2个90°方向设置吊线锤，对套管垂直度进行监测，在套管下沉过程中，监测人员全过程监视，发现问题立刻纠偏。起重操作人员应随时检查机械操作面的水平情况，发现问题及时纠正。

　　4)水下混凝土灌注要求混凝土坍落度为16～20cm，每车混凝土均应现场做坍落度试验并记录，如发现混凝土坍落度不达标，该车混凝土应作为不合格产品退回厂家，严禁现场将清水注入混凝土罐车搅拌后再用。每次出料时，上料斗上应有10cm间距的格栅状钢筋滤网，防止混凝土罐车内流出块石或水泥结晶体堵塞混凝土导管。

　　5)混凝土应充分搅拌，防止部分混凝土砂率过高或过低直接导致混凝土的和易性发生改变，影响桩身质量。

　　6)防止发生管涌现象，A型桩施工须超挖，超挖深度一般为500mm。

　　7)如因地层或其他原因，使得桩孔垂直度大于规定值，应拔管纠偏。对B型桩，可采用回填砂后拔管纠偏;对A型桩，可采用回填低强度等级混凝土后拔管纠偏(混凝土需要缓凝)，根据需要量回填完成后，拔管校正套管垂直度并迅速重新开挖。

　　4.2 RJP工法桩质量控制

　　1)施工过程中控制钻孔位置与设计位置的偏差≤20mm，实际孔位、孔深和每个钻孔地下障碍物、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。

　　2)喷射管分段提升的搭接长度≥50mm。如因紧急情况出现中断，恢复喷浆要将钻杆下放500mm作为起始位置，避免出现断桩。

　　3)引孔开始必须保证垂直度在1/300以内，钻杆就位后、开始喷射作业前，检查钻杆垂直度在1/300以内，机器保持水平。

　　4)喷浆过程中严格控制地层内压力，当翻浆出现异常情况立即停止喷射，查明原因并排除后方可继续喷射。

　　5)喷射管下至设计深度以下10cm左右开始泵送水泥浆，待送浆60s且翻浆正常后方可旋喷提升。

　　5 结语

　　咬合桩施工完成后对坑内的反压土进行清理，及时将第3道支撑施工完毕，对基坑形成支顶，保证基坑安全。在进行下部土方开挖时，地下连续墙缺陷部位有明显的封堵浆液存在，再没有出现漏水和涌水险情。RJP工法桩+全回转咬合桩成功解决了富水软土地区围护结构漏水问题，也解决了深层地下连续墙缺陷问题，确保了工程下部土方的顺利开挖。