淺述MJS水平樁工法在樁基礎(chǔ)預加固中的應(yīng)用

裴恒線

摘 要 MJS水平樁工法源自日本，該注漿加固技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)得到很好的推廣應(yīng)用。本文論述了MJS水平樁工法在跨河橋梁基礎(chǔ)保護性預加固上的實際應(yīng)用，闡述了MJS水平樁工法的施工技術(shù)要點、管理措施等。總結(jié)施工過程中的實際操作經(jīng)驗，為實施同類項目的注漿加固提供了可操作范例。

關(guān)鍵詞 MJS水平樁工法;橋梁基礎(chǔ)加固;高壓噴射;水平加固

前言

MJS水平樁工法為MJS工法中的一種施工技術(shù)，在日本最先得到應(yīng)用。此種施工工法的設(shè)備基本配置為：MJS工法主機、引孔機、高壓泵、空壓機、泥漿泵、漿液攪拌系統(tǒng)等。

MJS工法利用超高壓泵及空壓機，通過多孔鋼管，將混合的高壓水泥漿液及壓縮空氣噴射到需要加固的工作面上。鉆桿上的噴嘴往外噴射漿液，而鉆桿同時旋轉(zhuǎn)往回縮，在需要加固的土中噴射形成圓柱或半圓、扇面狀固結(jié)體。在鉆桿噴射漿液時，鉆桿本身附帶的排泥通道，通過壓差倒吸方式，于排泥通道內(nèi)形成負壓，將土里的泥漿主動吸排出來。此種設(shè)置，能很好地平衡地下作業(yè)區(qū)的壓力，確保施工過程中不對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，并能施工水平加固樁體、超深加固樁體及超大樁徑樁體。

1工程概況

本項目為珠海市鴨涌河跨河交通橋基礎(chǔ)保護性水平預加固。該交通橋為單跨30m簡支梁橋，橋總寬28m，橋底抽空水位后凈空高度3m，兩端橋臺支撐基礎(chǔ)為四支灌注樁基礎(chǔ)，從河床往下5m范圍為淤泥質(zhì)沙土。

按設(shè)計方案，需要于本交通橋河底中間位置施工斷面寬3m×高2.5m的渠箱工程。渠箱施工需要開挖基坑，為確保開挖過程中交通橋樁基不受水平推力影響而出現(xiàn)樁基安全問題，需要對河岸橋臺樁基礎(chǔ)做保護性水平預加固。

橋底凈空只有3m，空間有限，無法采用垂直高壓旋噴或者MJS垂直施工，只能采用MJS水平注漿施工加固體，加固漿液采用標號P.O42.5R制作的水泥漿，水灰比1：1。從交通橋的上游位置，先施工設(shè)備工作井，尺寸為長8m×寬10m×深7m，加固體樁長為35m。本文重點論述MJS水平樁工法的施工，其余工序工藝省略。施工方案示意圖如下：

2MJS水平樁工法施工

工藝流程為：準備工作→引孔→主機就位→下套管→下鉆→清水掃噴→漿液掃噴→收桿→掃噴結(jié)束。

2.1 設(shè)備準備

連接好主機、鉆機上的各個數(shù)據(jù)線，對各個設(shè)備的運行情況進行檢查， 確保主機、空壓機、高壓泵、MJS管理裝置、泥漿攪拌系統(tǒng)等都處于正常工作狀態(tài)。然后將主機吊裝就位，平穩(wěn)安置機架后對其進行校零[2]。

2.2 孔位布置

（1）水平鉆孔位依據(jù)設(shè)計圖紙的坐標點進行測量放樣。

（2）將待鉆的孔位在工作井垂直井壁上依次標出樁號，水平樁位按照設(shè)計圖紙設(shè)置，偏差<50mm。

2.3 引孔施工

（1）引孔鉆機安裝就位后，對加固區(qū)進行預成孔，破除加固區(qū)的局部障礙。

（2）確保鉆好的孔中心與加固樁體中心偏差<50mm，垂直度偏差小于1/100 。

（3）正循環(huán)設(shè)備調(diào)制水泥漿，鉆孔過程采用泥漿護壁施工工藝。

根據(jù)鉆孔的長度確定鉆具的型號，以及計算導管長度。預先校核鉆頭的長度以及校核鉆機上占用的鉆桿長度、有效鉆桿長度、鉆桿根數(shù)，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理旁站校驗，施工過程不得任意更換經(jīng)校核后的器具。

鉆機就位必須平整穩(wěn)固，確保在施工中不會出現(xiàn)傾斜、偏移等現(xiàn)象。

本項目的MJS水平樁工法鉆進采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進，三翼錐形鉆頭形狀。泥漿泵將泥漿從循環(huán)池內(nèi)泵入鉆桿泥漿管，再經(jīng)鉆頭返出。鉆頭鉆進過程中，對周邊土體切削攪拌時也會生成泥漿。生成的這些泥漿會從鉆桿內(nèi)排泥通道返回至孔口，再由排污泵抽排入循環(huán)泥漿池，由此生成泥漿循環(huán)系統(tǒng)由此形成。

初始鉆進開孔過程中，鉆桿的鉆進壓力應(yīng)維持在較小值，及保持低轉(zhuǎn)速，使泥皮均勻以便達到護壁效果。鉆進入孔超過4m后，可視地質(zhì)情況的不同，用合適的鉆進參數(shù)正常鉆進。

2.4 MJS水平樁施工

（1）引孔鉆進完成后，MJS樁機吊裝進工作井就位，鉆桿對中后進行施工。

（2）將鉆桿水平進桿至設(shè)計長度，若在進桿過程中出現(xiàn)困難的情況，可以采用清水削孔鉆進作業(yè)。

（3）檢查鉆桿與鉆頭對接牢固程度，以及密封圈密封是否完好，避免缺失或損壞現(xiàn)象的發(fā)生。還需要檢查監(jiān)測地內(nèi)壓力的設(shè)備是否正常。

（4）鉆進過程中，重復（2）和（3）的工序，直至將桿件鉆進至設(shè)計長度。

（5）鉆桿到達設(shè)計長度后，需要進行校零工作，使噴嘴與動力頭“0”刻度以及鉆桿上的白線處于同一條直線，然后設(shè)置好施工各個工藝參數(shù)，方可進行下一步施工。

（6）打開倒吸水流及空氣開關(guān)，在檢查排漿系統(tǒng)工作正常后，打開排泥閥，同時啟動高壓水泥泵以及主空壓機。首先先用清水伸縮噴設(shè)100 cm，壓力此時設(shè)置為20MPa，噴射時間保持5min，然后把清水轉(zhuǎn)換為水泥漿，以便確保水平樁的施工質(zhì)量。鉆桿重新歸位后開始正式噴射書泥漿施工。

（7）高壓水泥泵剛開啟時，壓力數(shù)值不宜設(shè)置過高，逐步增大壓力，直至設(shè)定的壓力值，并確認顯示的地內(nèi)壓力值正常后才可以繼續(xù)收桿作業(yè)。

（8）施工過程中，必須實時對地內(nèi)壓力值密切監(jiān)測[1]，如出現(xiàn)壓力異常的現(xiàn)象，須立即調(diào)整排漿閥大小，確保地內(nèi)壓力值控制在安全的范圍內(nèi)。

（9）全長鉆桿回縮到位后，需把水泥漿切換成清水后才能將其拆卸，當水泥漿泵壓力值出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，證明水流已到達噴嘴位置，此時將水泥漿泵、主空壓機、倒吸空氣及水流開關(guān)關(guān)閉。

（10）每根鉆桿拆卸完畢后，必須及時用清水沖洗干凈并保養(yǎng)到位。

重復以上施工步驟，直到整個MJS水平加工樁施工結(jié)束。

3施工成效

在進行MJS水平樁施工時，通過實時控制地內(nèi)壓力值，控制擺噴幅度及噴射壓力值，可以對地下空間的沉降和位移進行有效的控制。本項目的水平加固樁經(jīng)檢測，其樁徑達2.5m， 28d后鉆芯取樣無側(cè)限抗壓強度平均達到12.2MPa，滿足設(shè)計目標值10Mpa。開挖渠箱基坑時，加固的水平樁表觀均勻，互相咬合緊密，無滲水現(xiàn)象。采用MJS水平工法對交通橋的兩端樁基礎(chǔ)作保護性預加固的措施，達到了設(shè)計的目標，滿足了實際施工的需要。

4常見問題及處理措施

（1）引孔過程遇障礙。釆用金剛石巖心鉆頭進行引孔施工，先行清除障礙。

（2）排泥孔口堵塞排泥過程中，孔道口如遇堵塞，則打開切削水縮桿，切削土體約50-100cm，并抽動鉆桿，并打開倒吸水及倒吸氣開關(guān)，將排泥口泥塊清空。

（3）設(shè)備故障停電或需要維修。設(shè)備在噴漿施工中岀現(xiàn)故障或停電時，應(yīng)立即記錄鉆具所處位置數(shù)值，對主機及高壓泵、高壓管進行清洗，進行鉆具提拔，待設(shè)備恢復正常后，重新掃孔至停電時鉆具所處標高下1m 處，再推進噴漿鉆具，重新縮桿噴射。MJS水平樁施工過程中，需要仔細觀察并記錄具體施工數(shù)據(jù)以及檢查設(shè)備在施工過程的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，避免在成樁過程中發(fā)生技術(shù)、質(zhì)量及設(shè)備問題。

5結(jié)束語

MJS水平樁工法在珠海鴨涌河跨河交通橋基礎(chǔ)保護性預加固項目實施過程中，施作的樁強度和直徑均符合設(shè)計要求，加固的成效得到了實際展示。本項目實際實施的MJS水平樁工法，對解決軟土地質(zhì)下以及有限空間內(nèi)的結(jié)構(gòu)物保護加固，起了比較好的示范作用。推動國內(nèi)同業(yè)利用MJS工法來解決很多棘手的地下空間結(jié)構(gòu)物預加固問題，比如，地鐵隧道近接重要結(jié)構(gòu)物的加固保護，橫穿高鐵等重要干線的水平支撐加固等。

參考文獻

[1] 李興國，高亮，王凱，等.MJS工法在緊鄰地鐵工程中的應(yīng)用[J].建筑施工，2016，（2）：131-133.

[2] 張鵬飛.MJS工法在后世博園通道下穿綜合管溝中的應(yīng)用[J].中國市政工程，2015，（1）：56-59，102.