屈秋芳
摘要:MJS工法作為一種全方位壓力平衡高壓旋噴的新技術(shù),因其微擾動(dòng)、可控性的特性,近年在基坑土體加固施工中得到越來(lái)越多的關(guān)注和運(yùn)用,本文描述了MJS工法樁施工的特點(diǎn)和監(jiān)理工作要點(diǎn)。通過(guò)工程實(shí)例,介紹了作者對(duì)MJS工法樁施工監(jiān)理控制的實(shí)踐與探索。
關(guān)鍵詞:MJS工法樁;土體加固;監(jiān)理
在建筑、設(shè)施高密集分布的城市地區(qū)實(shí)施地下工程施工,如何最大限度的降低對(duì)周邊環(huán)境的影響,已越來(lái)越成為工程從業(yè)者們優(yōu)先考慮的建設(shè)理念。就上海地區(qū)而言,其廣泛分布的軟弱土質(zhì)地質(zhì)環(huán)境,在地下工程中采用地基加固以保證基坑安全幾乎必不可少。但傳統(tǒng)的地基加固方法諸如高壓旋噴注漿法、深層攪拌法、注漿法、SMW工法等,都存在一個(gè)因擠土效應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)擾動(dòng)的問(wèn)題,其后果可能會(huì)產(chǎn)生地表隆起或開(kāi)裂,地上構(gòu)建筑物及地下管線、設(shè)施的變形甚至破壞。而具備微擾動(dòng)、可控性特色的MJS工法則很好的解決了這一問(wèn)題。在國(guó)家和民眾對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視的大背景下,MJS工法順理成章的在基坑土體加固施工中得到越來(lái)越多的關(guān)注和運(yùn)用。
工程領(lǐng)域任何一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn),對(duì)背負(fù)工程質(zhì)量監(jiān)督責(zé)任的監(jiān)理方而言都是一項(xiàng)挑戰(zhàn),監(jiān)理只有深切的領(lǐng)會(huì)新技術(shù)的設(shè)計(jì)理念,掌握工藝的重難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn),才能對(duì)施工過(guò)程實(shí)施有效的監(jiān)理控制,從而使新技術(shù)的功能和理念得到充分的體現(xiàn)。本文將結(jié)合工作實(shí)踐,介紹自己對(duì)軟土環(huán)境中MJS工法樁施工監(jiān)理控制的工作體會(huì),供同行參考借鑒。
一、MJS工法概述
1.1概述
MJS工法(Metro Jet svstem)又稱(chēng)全方位高壓噴射工法,從基本原理而言,屬高壓旋噴樁工藝范疇,是為了解決施工中排漿和環(huán)境影響問(wèn)題而對(duì)傳統(tǒng)高壓旋噴工法進(jìn)行改良和發(fā)展后的產(chǎn)物。
在設(shè)備方面,MJS工法采用獨(dú)特的多孔管和前端強(qiáng)制吸漿裝置。多管由高壓水管、高壓水泥漿管、壓縮空氣管、廢漿排放管、孔內(nèi)壓力測(cè)試管等功能管組成。與傳統(tǒng)高壓旋噴工藝相比,MJS工法在功能上具有如下特色:
1、排泥處理方式
傳統(tǒng)的高壓旋噴施工法是由于氣升效果,廢泥由鉆桿與原狀土之間的間隙排出,另外,如間隙堵塞,會(huì)因地內(nèi)壓力增高而造成地面隆起,高壓噴嘴的噴射效率會(huì)下降,另外,廢漿在地面溢流也污染了周邊環(huán)境。而MJS工法多孔管內(nèi)設(shè)專(zhuān)用的泥漿抽取管,經(jīng)倒吸水和倒吸空氣適配器的作用將地下的廢泥漿強(qiáng)制抽出。通過(guò)專(zhuān)用排泥管可將廢漿輸送到合適的排泥場(chǎng)所集中儲(chǔ)放。這樣在釋放地內(nèi)壓力,提高噴漿效率及改善場(chǎng)地泥漿污染等方面均起到了很大的提升作用。
2、地內(nèi)壓力調(diào)節(jié)功能
傳統(tǒng)噴射注漿方法,不能調(diào)節(jié)土內(nèi)壓力,容易產(chǎn)生擠土效應(yīng),引起地表變形。MJS工法噴頭前端有壓力測(cè)量傳感器和能夠自由控制大小的排泥閥門(mén),通過(guò)地內(nèi)壓力感應(yīng)器,后臺(tái)管理裝置對(duì)于地內(nèi)壓力、空氣壓力及流量、水泥漿壓力及流量、倒吸水壓力及流量在管理裝置面板上能夠清楚的顯示,當(dāng)?shù)貎?nèi)壓力顯示不正常時(shí),調(diào)整排泥閥門(mén)的大小可順利的排出泥漿,使地內(nèi)壓力正常。減少了因地內(nèi)壓力不正常導(dǎo)致泥漿侵入土壤、水體、地下管線及設(shè)施,冒上地表或造成地面變形的風(fēng)險(xiǎn)。
3、全方位噴射施工,加固形式可以自由選擇
MJS工法通過(guò)設(shè)定搖擺角度,能隨意的控制施工角度。能向水平方向、傾斜方向、垂直方向等適合的方向進(jìn)行高強(qiáng)度的改良施工。形成各種形狀的加固體。
1.2施工過(guò)程
MJS工法樁施工流程圖如下
MJS工法加固土體施工過(guò)程主要分為兩個(gè)階段:
1、削孔階段:根據(jù)圖紙放樣并進(jìn)行導(dǎo)孔施工。導(dǎo)孔采用護(hù)壁泥漿鉆孔,保證MJS鉆桿能順利下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鉆頭到達(dá)預(yù)定深度后,將鉆桿和前端裝置連接,頂出多孔管,直到計(jì)劃施工深度;
2、搖擺噴射階段,先開(kāi)回流氣和回流高壓泵,再確認(rèn)排漿正常后,打開(kāi)排泥閥門(mén),開(kāi)啟高壓水泥泵和主空壓機(jī)。在確認(rèn)地內(nèi)壓力正常后開(kāi)始提升。同時(shí)通過(guò)高壓泵等高壓發(fā)生裝置,將硬化材料及空氣從鉆頭底部側(cè)面的特殊噴嘴噴射出去,同時(shí)廢漿通過(guò)多孔管中的排泥管抽出,土體按一定的漿土比例與漿液攪拌混合,漿液凝固后,便在土中形成各種形狀的加固體。施工時(shí)密切監(jiān)測(cè)地內(nèi)壓力并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)排漿流量的控制,來(lái)調(diào)整地內(nèi)壓力。提升1根鉆桿后,對(duì)鉆桿進(jìn)行拆卸,拆卸鉆桿的過(guò)程中,檢查密封圈和地內(nèi)壓力感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸線的情況,看是否損壞,地內(nèi)壓力顯示是否正常。拆卸鉆桿后,及時(shí)對(duì)鉆桿進(jìn)行沖洗及保養(yǎng)。
二、監(jiān)理控制工作要點(diǎn)
2.1準(zhǔn)備階段
1、認(rèn)真研讀設(shè)計(jì)文件是這一階段的重要工作,作為工程監(jiān)理,只有深刻認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)意圖,全面了解工程的特點(diǎn)及難點(diǎn),才能有的放矢的應(yīng)對(duì)工作中的各類(lèi)問(wèn)題。
2、為確保施工安全,應(yīng)督促施工方現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖樣槽,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)區(qū)域內(nèi)的管線及地下設(shè)施情況予以確認(rèn)。
3、對(duì)施工方施工方案審查,提出審查意見(jiàn),編制監(jiān)理實(shí)施細(xì)則。
4、見(jiàn)證對(duì)周邊環(huán)境及管線布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)并讀取初始值。
2.2施工階段
1、鉆機(jī)定位
按施工平面圖的孔位及孔號(hào),將鉆機(jī)定位,必須平穩(wěn)、準(zhǔn)確,使鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位。
2、鉆孔
(1)鉆孔開(kāi)鉆前,監(jiān)理應(yīng)會(huì)同總包對(duì)檢查孔位、孔號(hào)、鉆桿垂直度等進(jìn)行檢查,符合有關(guān)規(guī)定要求并經(jīng)監(jiān)理簽認(rèn)后,方可開(kāi)鉆。
(2)實(shí)際孔位、孔深及每個(gè)鉆孔內(nèi)地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及“巖土工程勘察報(bào)告”不符合等情況應(yīng)詳細(xì)記錄并及時(shí)通報(bào)設(shè)計(jì)。
3、置入外套管,所有外套管必須現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確認(rèn)長(zhǎng)度,滿(mǎn)足鉆孔深度。外套管必須鉆入孔內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高,方可回拔。
4、MJS設(shè)備就位
(1)鉆頭和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)顯示器的壓力必須在無(wú)荷載的情況下清零。
(2)MJS旋噴機(jī)定位平穩(wěn)、準(zhǔn)確,應(yīng)滿(mǎn)足樁身中心允許偏差≤50ram要求。
(3)鉆入旋噴鉆機(jī)前,監(jiān)理對(duì)孔位、孔號(hào)、插管設(shè)計(jì)深度及旋噴鉆機(jī)垂直度檢查。
(4)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)深度后,必須先開(kāi)回流氣和回流高壓泵,排泥閥必須確認(rèn)正常以后才能打開(kāi)。
(5)施工過(guò)程中隨時(shí)檢查地內(nèi)壓力,壓力不正常立即要求施工單位調(diào)整。
(6)拆卸鉆桿之前確認(rèn)鉆桿提升高度,拆除時(shí)注意觀察地內(nèi)壓力,不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)排除故障。
5、水泥漿液
(1)水泥漿液的水灰比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求(由于漿液水灰比可換算成漿液密度,因此,漿液水灰比是否準(zhǔn)確只要控制好漿液密度即可)。
(2)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)旁站水泥用量情況,確保土體水泥摻量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
(3)噴射注漿前10min前必須攪拌好水泥漿液,攪拌時(shí)間不得小于5min,在30min內(nèi)必須用完,凡超過(guò)30min,該漿液應(yīng)予廢棄。
6、噴射注漿
(1)用吊錘測(cè)量控制樁位誤差,采用水平尺測(cè)量鉆孔設(shè)備平整度;使用測(cè)斜儀控制設(shè)備、外套管即鉆桿的垂直度;在引孔及安放外套管過(guò)程中,每安放10m,用經(jīng)緯儀對(duì)垂直度進(jìn)行一次測(cè)量,保證垂直度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
(2)噴射注漿時(shí),密切注意高壓泵、泥漿泵、空壓機(jī)的壓力及流量計(jì)指標(biāo),必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如壓力及流量不足時(shí),應(yīng)立即調(diào)整。并必須保持水泥漿液、水及壓縮空氣的各管路系統(tǒng)不堵、不漏、不串,施工完畢必須立即沖洗干凈。
(3)施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控地內(nèi)壓力,壓力不正常時(shí)應(yīng)立即調(diào)整。
(4)施工過(guò)程中如遇無(wú)法返漿或地內(nèi)壓力低于靜水壓時(shí),MJS旋噴鉆頭應(yīng)停留在原位繼續(xù)噴漿,直到地內(nèi)壓力正常方可繼續(xù)提升噴漿。
(5)成樁過(guò)程應(yīng)連續(xù),因特殊原因?qū)е聡姖{中斷,恢復(fù)噴漿時(shí)鉆桿應(yīng)下放500mm,后重新噴漿提升,避免出現(xiàn)斷樁。
(6)注意控制提升速度以保證注漿量足夠;一般提升速度應(yīng)控制在2~5cm/min。
(7)制作漿液及供送漿液、水、氣必須與噴射操作步驟協(xié)調(diào),督促施工方安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查漿液質(zhì)量。
(8)鉆桿連接及鉆桿拆除時(shí),應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)地內(nèi)壓力。
(9)當(dāng)噴射注漿完畢,拔出鉆桿,取出外套管,及時(shí)沖洗、保養(yǎng)。
2.3質(zhì)量驗(yàn)收
1、過(guò)程控制檢查項(xiàng)目如下表
2、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下表
三、結(jié)束語(yǔ)
MJS工法樁于2008年引入國(guó)內(nèi),其微擾動(dòng)、可控性的特點(diǎn)契合了當(dāng)前重視環(huán)境、保護(hù)環(huán)境的建設(shè)理念潮流,可望成為今后城市內(nèi)土體加固主流工法,對(duì)其在工藝、控制及優(yōu)化方面的及時(shí)總結(jié)、探討具有很大意義。實(shí)際工作中,監(jiān)理在按建設(shè)監(jiān)理規(guī)程實(shí)施常規(guī)控制的同時(shí),應(yīng)抓住能充分體現(xiàn)MJS工法特性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點(diǎn)控制,如排泥狀況,地內(nèi)壓力的實(shí)施監(jiān)控與調(diào)整,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)分析等,使這一新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)。
(作者單位:上海市合流工程監(jiān)理有限公司)