超深土體加固工藝在軟土地區(qū)深基坑工程中的試驗研究

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1、超深土體加固工藝在軟土地區(qū)深基坑工程中的試驗研究張羽同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司摘要：近年來，隨著經濟的快速發(fā)展以及人口的大量涌入，上海地區(qū)地下空間開發(fā)規(guī)模及深度都越來越大。位于軟土地區(qū)城市中心密集建筑區(qū)域內的超深基坑而臨的技術難題越來越多的聚焦在深層承壓水控制及周邊環(huán)境保護上。超深基坑的圍護結構除了擋土及控制潛水滲流的作用外，更需要承擔截斷或部分截斷坑內外承壓水層的水力聯系，控制由于基坑降水引起的地面沉降，確?；雍椭苓叚h(huán)境的安全。為滿足控制深層承壓水的工程需求，一些超深土體加固工藝在上海超深基坑工程中得到了初步的研究和應用。依托近年來上海地區(qū)超深基坑的工程實踐,通過現場

2、及室內試驗分析了不同超深土體加固工藝的加固效果以及對周邊環(huán)境的影響，總結歸納了不同超深土體加固工藝的止水效果、施工效率、經濟性及其適用性，為海相沉積平原類似工程提供借鑒。關鍵詞：軟土;超深土體加I占I;施工工藝;現場試驗;止水;近年來，隨著上海城市建設的高速發(fā)展，包括地鐵車站、隧道和高層建筑地下室等地下構筑物迅速增加，且規(guī)模和深度也隨著城市的快速發(fā)展而不斷擴大。由于上海成層土層具有軟弱性和透水性的特點，因此在基坑工程中采用土體加固方法來改良軟弱土性，并提高土體抗?jié)B性能，以保證基坑工程的順利實施及周邊環(huán)境安全。同時，為滿足地下空間開發(fā)越來越深的工程需求，超深土體加固工藝在上海深基坑中開

3、始逐步推廣，主要運用于深基坑的止水帷幕。本文結合上海超深基坑的工程實踐，利用現場及室內試驗研究分析了不同超深土體加固工藝的加固效果以及對周邊環(huán)境的影響，并總結歸納了不同超深土體加固工藝的止水效果、施工效率、經濟性及其適用性，從而為進一步合理應用這些超深加固工藝提供指導和參考。1上海軟土地區(qū)常用超深土體加固工藝根據加固原理，目前上海地區(qū)常用的土體加固方法可分為三種類型：（1）水泥土攪拌樁加固，包括雙軸水泥土攪拌樁、三軸水泥土攪拌樁、五軸水泥土攪拌樁、TRD工法及CSM工法；（2）高壓旋噴樁加

4、古

5、,包括傳統(tǒng)的單管高壓旋噴樁、雙重管高壓旋噴樁、三重管高壓旋噴樁，以及近年來在傳統(tǒng)高壓旋噴樁

6、基礎上通過工藝及監(jiān)控手段升級后的RJP工法及MJS工法；（3）注漿加固，包括單液注漿和雙液注漿。其中，適用于超深土體加固的工藝主要有：（1）三軸水泥土攪拌樁；（2）TRD工法；（3）CSM工法；（4）RJP工法；（5）MJS工法。1.1三軸水泥土攪拌樁工法傳統(tǒng)三軸水泥土攪拌樁是通過攪拌頭攪拌土體，同時摻入水泥漿固化劑，并使土體與漿液攪拌混合，漿液凝固后便在土體中形成柱狀加固體。但傳統(tǒng)的三軸攪拌樁受樁架高度限制，施工深度局限在30m以內。超深三軸水泥土攪拌樁工藝在傳統(tǒng)三軸樁的基礎上，通過加接鉆桿或加高機架，并根據加固深度、土體強度加強了攪拌樁的動力設備，使攪拌樁深度突破至60嘰1.2T

7、RD工法TRD工法由日木神戶制鋼所1993年開發(fā)的一種等厚度水泥土地下連續(xù)墻工法，其工作原理為將鏈鋸型切削刀具植入地基，掘削至墻體設計深度，然后注入固化劑，并橫向掘削、攪拌推進，與原狀土體充分攪拌混合，構筑連續(xù)的等厚度水泥土地下連續(xù)墻。該工法將水泥土攪拌墻的攪拌方式由傳統(tǒng)的垂直軸螺旋鉆桿水平分層攪拌（柱式咬合），改變?yōu)樗捷S鋸鏈式切割箱沿墻深垂直整體攪拌（等厚度方式）。TRD工法在一般土層中施工的最大深度己達61m,壁厚450mm^850mm,而目前上海軟土地區(qū)加固深度最深為55m。1.3CSM工法CSM'11法（CutterSoilMixing）是一種新型、高效、環(huán)保的等厚度水泥土

8、攪拌墻施工技術，乂稱雙輪銃深層攪拌技術。該技術從地下連續(xù)墻液壓銃槽機的施工原理發(fā)展而來的，其主要原理是通過導桿或鋼絲繩下端的一對液壓銃輪，對原地層進行銃、銷、攪拌，同時摻入水泥漿固化液，與被打碎的原地基土充分攪拌混合后，形成具有一定強度和具有良好止水性能的水泥土連續(xù)墻。采用鋼絲繩懸掛系統(tǒng)的CSM工法加I古I深度最深可達80米，采用導桿式設備的加I古I深度最深可達55米，目前CSM工法在上海軟土地區(qū)的運用深度己達到48mo1.4RJP工法RJP工法是在三重管高壓旋噴樁工法的基礎上開發(fā)岀來的，它仍使用三管，分別輸送水、氣、漿。與三重管高壓旋噴樁工法不同的地方是，RJP工法的水泥漿與水均采

9、用高壓噴射，通過對土體進行兩次切削破壞，第一次利用上段超高壓水與壓縮空氣復合噴射流體先行切削土體，第二次利用下段超高壓漿液與壓縮空氣復合噴射流體擴大切削土體，從而形成更大直徑的橋體；另外，由于加固成樁直徑擴大，氣升作用明顯，切削吋的能量可順利地將產生的泥漿排岀。目前上海軟土地區(qū)RJP工法加固深度可達60m,直徑達到2.2~2?8mo2各類超深土體加固工藝試驗為研究超深土體加固工藝特點，本文依托近年來上海地區(qū)超深基坑的工程實踐，針對不同的超深土體加固工藝（超