MJS工法樁在地鐵換乘通道中的應(yīng)用

□文 /尹文平

MJS工法樁在地鐵換乘通道中的應(yīng)用

□文 /尹文平

MJS工法是一種新型工法，文章依托天津地鐵5、6號線文化中心站換乘通道工程，介紹了MJS旋噴樁+內(nèi)插H型鋼的施工工藝。

MJS；地鐵；工法樁；旋噴樁

1 工程概況

天津地鐵5號線和6號線文化中心站的換乘通道，位于文化中心已建的地下空間，見圖1。

換乘通道基坑長約98m，最大寬29.1m，最小寬19.5m，基坑深17.9m，實(shí)際開挖土方深8.45m，為既有地下空間的一個加層箱型結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用MJS旋噴樁+內(nèi)插H型鋼（即MJS工法樁），旋噴樁直徑為1600mm，樁長22m，H型鋼單根長度約17m。圍護(hù)樁頂采用1000mm×1600mm圈梁將樁頂與地下空間底板連接成整體，見圖2。

2 施工工藝流程

MJS工法樁采用先插H型鋼、后旋噴成樁的方法施工。H型鋼分節(jié)加工，采用吊車垂直運(yùn)輸、自制小車水平運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。型鋼采用打拔樁機(jī)分節(jié)打入，在孔口位置采用半自動焊機(jī)剖口焊接接長。

針對本工程超低凈空施工的MJS超高壓旋噴樁、內(nèi)插H型鋼，采用大直徑超高壓旋噴樁機(jī)施工，H型鋼插入采用液壓振拔打樁機(jī)壓入。

MJS工法樁總體施工工藝流程見圖3。

3 H型鋼施工

在已破除完成的溝槽上安裝定位架，垂直溝槽方向放置 2根定位型鋼，規(guī)格為 200mm×200mm，長約2.5m，再在平行溝槽方向放置2根定位型鋼規(guī)格300mm×300mm，長約8～20m，轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心線成45°插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。

3.1 H型鋼加工與運(yùn)輸

由于現(xiàn)場空間狹小，凈高只有6.3m，因此單根16m長的型鋼需分4節(jié)加工，每節(jié)長4m。為便于焊接，H型鋼接口翼板位置加工成單坡口，為減少阻力，最下端一節(jié)加工成尖狀。

必須嚴(yán)格控制H型鋼進(jìn)場質(zhì)量，型鋼對角誤差≯5mm。垂直運(yùn)輸利用通往工作區(qū)域洞口上部的履帶吊車來完成，定制型鋼每4根一組垂直放入特制加工的小車內(nèi)，由履帶吊車直接從洞口吊入施工區(qū)域內(nèi)，水平運(yùn)輸機(jī)通過人工推動小車到打樁位置。

3.2 涂刷減摩劑

為減少H型鋼打入過程中的摩擦阻力，打入前在型鋼上涂刷減摩劑。涂刷前需清除型鋼表面的污垢、鐵銹及灰塵，將減摩劑加熱融化后攪拌，均勻的涂敷于H型鋼上。H型鋼表面涂上涂層后，一旦發(fā)現(xiàn)涂層開裂、剝落，必須將其鏟除，重新涂刷減摩劑。

如型鋼表面潮濕，應(yīng)先用抹布擦干表面才能涂刷減摩劑，不可以在潮濕表面上直接涂刷，否則將剝落。

3.3 H型鋼打入方法

采用挖機(jī)配備特制加工的小臂，將液壓振拔榔頭安裝在挖機(jī)小臂端部，挖機(jī)利用振拔榔頭上的液壓夾具將分為4m一節(jié)的型鋼夾緊吊住送至樁位，在導(dǎo)行定位架引導(dǎo)下，調(diào)整型鋼對準(zhǔn)樁位中心，利用打樁機(jī)液壓錘震動慢慢壓入地層，壓入過程中隨時檢測型鋼的垂直度，一旦有偏差時立即調(diào)整、糾偏。型鋼頂端打入至槽口位置時，預(yù)留80cm便于下節(jié)的焊接連接，型鋼每節(jié)垂直度控制在1.5%以內(nèi)。

為確保打入精度，除在打入型鋼安放導(dǎo)正架進(jìn)行控制外，打入過程中還采用掛線來動態(tài)控制，確保型鋼的傾斜度＜1/150H（H為型鋼的長度）。

為防止施工對周邊產(chǎn)生不利影響，必須在施工期間對周邊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，一旦出現(xiàn)報警，必須立即停止施工，同時對施工方案進(jìn)行調(diào)整。

在型鋼上設(shè)置標(biāo)高標(biāo)記并燒焊限位裝置，以保證型鋼打入的標(biāo)高控制。

3.4 樁機(jī)移位

H型鋼壓入到設(shè)計標(biāo)高后，移動樁機(jī)至下一樁位，為減小群樁連續(xù)施工對既有結(jié)構(gòu)的影響，采取跳樁施工。

4 MJS旋噴樁施工

4.1 施工原理

大直徑超高壓旋噴是一種水、氣和漿液灌注攪拌混合噴射的方法。即用多層噴射管使高壓水和空氣同時橫向噴射并切割地基土體，借空氣的上升力把被破碎的土由地表排除，當(dāng)?shù)貙觾?nèi)壓力過大時開啟吸泥泵倒吸泥漿保持孔內(nèi)壓力平衡，減小對周邊環(huán)境的影響；同時，另一個噴嘴將水泥漿低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中，使水泥漿與土混合達(dá)到加固目的，其加固直徑可達(dá)2500mm。

4.2 施工方法

1）鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位后，對樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平、對中，調(diào)整樁機(jī)的垂直度，保證鉆桿應(yīng)與樁位一致，偏差應(yīng)在10mm以內(nèi)，鉆孔傾斜度＜0.5%；鉆孔前應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、泥漿泵，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常；校驗(yàn)鉆桿長度并用紅油漆在鉆塔旁標(biāo)注深度線，保證孔底標(biāo)高滿足設(shè)計深度。

2）引孔鉆進(jìn)。鉆機(jī)施工前，應(yīng)首先在地面進(jìn)行試噴，在鉆孔機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，開始引孔鉆進(jìn)。鉆孔過程中要詳細(xì)記錄好鉆桿節(jié)數(shù)，保證鉆孔深度的準(zhǔn)確。

3）噴射。引孔至設(shè)計深度后，開始噴漿，噴漿時采用雙高壓噴射，先開啟高壓水泵及空壓機(jī)，噴射30s后開啟高壓注漿泵進(jìn)行旋噴作業(yè)。

4）旋噴提升。開啟高壓噴射泵后，由下向上旋噴，同時將泥漿清理排出。噴射時，先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿后再逐漸提升旋噴管，以防扭斷旋噴管。為保證樁底端的質(zhì)量，噴嘴下沉到設(shè)計深度時，在原位置旋轉(zhuǎn)10s左右，待孔口冒漿正常后再旋噴提升。鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，鉆機(jī)發(fā)生故障，應(yīng)停止提升鉆桿和旋轉(zhuǎn)，以防斷樁并立即檢修排除故障，為提高樁底端質(zhì)量，在樁底部1.0m范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿噴漿旋噴時間。在旋噴提升過程中，可根據(jù)不同的土層，調(diào)整旋噴參數(shù)。

5）鉆機(jī)移位。旋噴提升到設(shè)計樁頂標(biāo)高時停止旋噴，提升鉆頭出孔口，清洗注漿泵及輸送管道，然后將鉆機(jī)移位。采用大直徑超高壓旋噴，應(yīng)先送高壓水、再送水泥漿和壓縮空氣；噴射時先達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后，再逐漸提升注漿管，注漿管分段提升的搭接長度≮100mm；當(dāng)達(dá)到設(shè)計樁頂高度或地面出現(xiàn)溢漿現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止當(dāng)前樁的旋噴工作，將旋噴管拔出并清洗管路。多重管法是將水泥漿與壓縮空氣同時噴射，除可延長噴射距離、增大切削能力外，也可促進(jìn)廢土的排除，減小對周邊環(huán)境的影響。

6）廢漿處理。設(shè)置臨時推土場，泥漿池邊上設(shè)置1臺過濾機(jī)，將水泥漿脫離成水和泥渣，泥渣進(jìn)行外運(yùn)。

將廢漿送泥漿池經(jīng)過濾系統(tǒng)進(jìn)行篩分，將粒徑＞0.5mm的顆粒全部處理干凈。渣料經(jīng)振動篩分脫水后晾曬，裝車外運(yùn)。過濾機(jī)過濾處理后渣料含水率約45%～50%，一級泥漿池處理后漿液密度1.3～1.5 kg/m3，出渣量較少且粒徑＞0.5mm的顆粒全部被去除。

一級泥漿池處理的漿液排入二級泥漿池中，將絕大部分被固相沉淀的顆粒用挖機(jī)撈至臨時堆土場，用生石灰攪拌后將水吸干方可進(jìn)行外運(yùn)。

5 結(jié)語

天津地鐵5號線與6號線文化中心站換乘通道大直徑超高壓旋噴內(nèi)插H型鋼施工工藝，采用了多孔管和前端造成裝置實(shí)現(xiàn)了孔內(nèi)強(qiáng)制排漿和地內(nèi)壓力監(jiān)測并通過調(diào)整強(qiáng)制排漿量來控制地內(nèi)壓力，保證了成樁直徑。圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量良好，沒有地下水滲漏現(xiàn)象?；邮┕r周圍建筑物變形較小。

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1008-3197（2012）03-35-02

2012-02-03

尹文平/男，1985年出生，助理工程師，碩士，天津地鐵建設(shè)發(fā)展有限公司，從事技術(shù)管理工作。