MJS工法在城市基坑圍護中的應(yīng)用

王道富

云南中林地質(zhì)勘察設(shè)計有限公司 云南 昆明 650000

1.MJS工法概述

MJS工法，即全方位超高壓噴射注漿法。由于其獨特的優(yōu)勢和工程需要應(yīng)用到傾斜和垂直施工過程中。MJS工法在國外已有較廣泛的應(yīng)用，它采用位于高壓噴水槍端頭的強制排泥裝置使地基內(nèi)壓力得到合理的控制，減小施工過程中的擠土效應(yīng)，降低施工對周圍構(gòu)筑物及地面的影響。

圖1 ：MJS工藝原理

MJS工法的注漿管由高壓泥漿管、高壓清水管、壓縮空氣管及返漿管等多根管組成。除負壓吸泥管外，其它管道均與噴嘴連接，高壓水管與負壓吸泥管在頭部連接在一起。當MJS工法作業(yè)時，硬化材料及壓縮空氣分別從噴嘴噴出，此時鉆桿作旋轉(zhuǎn)或一定角度的擺動切削土體，硬化材料與土體顆?；旌虾罂尚纬杉庸腆w。與此同時，高壓水噴嘴同時進水，并高速回流，在出漿管口形成真空，從而把水泥漿置換出來的廢漿從出漿管排出。MJS工法的強制排漿裝置，使地基內(nèi)壓力得到合理的控制，有效減小擠土效應(yīng)。

與其他傳統(tǒng)的噴射注漿方法相比，MJS工法具有如下幾個特點

1）排漿方式不同：MJS工法配備專用排漿管，采用真空負壓將廢漿強制排出；傳統(tǒng)注漿方法是通過注漿管與孔壁間的環(huán)狀空隙排出地表。

2）對周圍環(huán)境微擾動：MJS工法采用了強制排漿方法，地內(nèi)壓力能夠及時釋放，減小了對周圍土體擠土效應(yīng)，降低了地表變形風險。

3）可以進行多方位、多角度的施工，還適用于在地下水位以下施工。

4）MJS工法成樁直徑大，加固體質(zhì)量好：MJS工法能形成2.5米以上的樁徑，加固體強度可以達到1.5MPa以上。

5）泥漿集中收集，有利于現(xiàn)場文明施工：由于采用了專用排漿管可以將廢漿集中管理，施工場地干凈，避免了普通噴射注漿施工中泥漿遍地流的情況。

2.工程概況

松江區(qū)中山街道SJC10014單元02A-02A地塊位于上海市松江區(qū)，滬松公路東側(cè)，榮樂東路南側(cè)，南臨育新河。該項目為城中村地塊動遷安置房項目，該項目1～3#住宅為6～8層框架結(jié)構(gòu)，設(shè)一層地下室。擬建場地占地面積約7991m2，總建筑面積約11419m2。

圖2 ：本項目現(xiàn)場位置示意圖

基坑東側(cè)有多幢2～3F商業(yè)用房，距基坑邊線最近的距離約13.6m，基坑邊線距離最近的雨水管線約0.8m；基坑南側(cè)為育新河，基坑邊線距離該河浜最近距離約9m；基坑西側(cè)有給水管、煤氣管、雨水管、污水管?；舆吘€距離最近給水管約7.4m，基坑邊線距離煤氣管線約8.1m，基坑西側(cè)有4幢6F保留住宅，距離基坑邊線最近約7.2m，西南角處有一幢2F建筑距基坑邊線最近約6.9m，該保留建筑均為淺基礎(chǔ);基坑北側(cè)基坑邊線距用地紅線最近距離0.8m，基坑北側(cè)有一幢6F保留住宅，距基坑邊線最近約7.2m。

基坑圍護大部分區(qū)域采用三軸攪拌樁內(nèi)插H型鋼作圍護結(jié)構(gòu)，但北側(cè)6F保留住宅及西南角2F保留建筑物，均為老建筑，基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)。尤其北側(cè)6F住宅，原為三層建筑物，后期加層至6層?？紤]到攪拌樁施工過程中會產(chǎn)生擠土效應(yīng)，將北側(cè)及西南角兩處攪拌樁止水區(qū)域改為鉆孔灌注樁+MJS旋噴樁形式。

3.工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

擬建場地勘察深度范圍內(nèi)揭露的地基土均屬第四紀松散沉積物。按其結(jié)構(gòu)特征、時代成因和物理力學性質(zhì)劃分為6大層，詳見《地基土成因類型及分布狀況一覽表》（表1）。

表1 ：地基土成因類型及分布狀況一覽表

場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態(tài)變化主要受控于大氣降水和鄰近地表水體?？辈炱陂g實測取土孔內(nèi)地下水靜止水位埋深為1.10～1.20m，相應(yīng)高程為2.27～2.42m。

4.MJS工法施工方案

4.1 MJS布置形式

根據(jù)設(shè)計變更要求，北側(cè)及西南角兩處保留建筑物附近的攪拌樁止水帷幕改為MJS旋噴樁止水，MJS旋噴樁設(shè)計樁徑2400mm，樁間距1700mm，共布置MJS旋噴樁45根。旋噴樁加固標高-0.7～-13.1m，設(shè)計樁長12.4m。MJS布置形式見圖3。

圖3 ：北側(cè)6F保留住宅附近圍護結(jié)構(gòu)圖

4.2 MJS施工參數(shù)

據(jù)本工程設(shè)計要求、工程所在地段土層情況、施工設(shè)備性能及我單位多年施工經(jīng)驗，本工程MJS施工技術(shù)參數(shù)見表2：

表2 ：MJS主要施工技術(shù)參數(shù)表

4.3 施工難點及應(yīng)對措施

本工程北側(cè)及西南角兩處保留建筑物均為老建筑，年代久遠，基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)極易受到工程施工影響。根據(jù)本工程勘察報告，②層土為灰黃色粘土，壓縮系數(shù)a0.1～0.1=0.58MPa-1，壓縮模量Ea0.1～0.2=3.38MPa，屬高壓縮性土，地基承載力特征值為80KPa，淺基礎(chǔ)選擇該層土為持力層，地基承載力安全系數(shù)相對較小，尤其是北側(cè)住宅為先期3F住宅，后期加層至6F。

(一)本工程MJS施工過程中存在以下難點：

1)保留建筑物距離施工區(qū)域較近，MJS旋噴樁過程中施工參數(shù)控制不當容易造成建筑物變形，造成墻體開裂。

2)MJS旋噴樁施工過程中，先采用高壓泥漿射流切割破壞土層顆粒，然后水泥漿充填加固土體。MJS旋噴樁附近土體破壞后，降低了保留建筑物基礎(chǔ)的被動土壓力，可能導致地基土向MJS方向滑移，造成保留建筑物發(fā)生沉降。

3)MJS旋噴樁徑較大，本工程設(shè)計樁徑2400mm。即使旋噴樁施工完畢后，樁體內(nèi)的水泥漿液在一定時間內(nèi)也是呈液體狀態(tài)，不能及時提供土體抗力。這段時間內(nèi)也容易造成保留建筑物地基沉降。

(二)應(yīng)對措施

1)施工前根據(jù)該項目實際情況，結(jié)合我公司施工經(jīng)驗，制訂相應(yīng)的MJS施工參數(shù)；施工過程中根據(jù)對建筑物監(jiān)測反饋情況及時對既定施工參數(shù)進行調(diào)整，達到對建筑物影響最小為原則。

2)加大跳樁施工間距。通常情況下，MJS旋噴樁施工按“打一跳一”原則施工，即：按1、3、5、7、9……的順序施工。本項目為減小施工對保留建筑物的影響，宜加大跳樁間距，擬按跳樁間距為3根，即按1、5、9、13……的順序施工，且相鄰樁施工間隔時間不小于48小時。

3)施工過程中加大對建筑物的監(jiān)測頻率，密切關(guān)注建筑物沉降情況，出現(xiàn)單次沉降量過大或累計沉降較大情況時，應(yīng)及時采取措施。

5.施工過程中周邊構(gòu)筑物垂直沉降監(jiān)測情況

西南角區(qū)域布置沉降監(jiān)測點為F1和F2；北側(cè)區(qū)域布置沉降監(jiān)測點為F16、F17和F18。

西南側(cè)自2019年7月2號開始施工，7月21號結(jié)束，根據(jù)對F1、F2兩點的監(jiān)測情況，總體呈現(xiàn)下沉趨勢，但下沉量較小數(shù)值小于2mm。7月21號以后沉降變化趨于平穩(wěn)，且稍有回彈，西南側(cè)監(jiān)測情況網(wǎng)線見圖4。

圖4 ：西南側(cè)監(jiān)測情況曲線

北側(cè)施工區(qū)域自2019年7月28號施工，至8月26號全部結(jié)束，8月14號之前，主要施工樁位在F18號監(jiān)測點附近，此時F18點呈現(xiàn)先沉后升的變化趨勢，但變化數(shù)值不大，約1mm左右。8月8號至8月26號主要施工區(qū)域在F17及F16號監(jiān)測點附近，在此期間F17、F16兩點呈現(xiàn)下沉趨勢，變化數(shù)值最大約1.5mm左右，北側(cè)沉降監(jiān)測典型見圖5。

圖5 ：北側(cè)監(jiān)測情況曲線

MJS施工過程中，附近構(gòu)筑物的總體變化趨勢為下沉，但下沉數(shù)值變化較小，最大數(shù)值約2mm。充分說明MJS工法是一種微擾動旋噴注漿工法。

6.小結(jié)

MJS工法是一種新型的噴射注漿工法，該工法特別適用于在粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等軟土地基的加固。該工法于2008年自日本引入中國，目前已在國內(nèi)，特別是沿海城市得到廣泛應(yīng)用。隨著城市高層建筑、軌道交通、越江隧道等建設(shè)項目的不斷發(fā)展，城市發(fā)展空間逐漸轉(zhuǎn)入地下，基坑的施工向著深、大方向發(fā)展，導致深基坑的施工環(huán)境越來越復雜。MJS工法作為一種微擾動注漿工法，能夠適應(yīng)復雜的場地周邊環(huán)境，能很好的控制地面位移和土體變形，必將在城市建設(shè)中得到更廣泛的應(yīng)用。