上海市基础工程集团有限公司 上海 200080
摘要：MJS工法[1]作为一种新型的地基加固工法，自从被引进国内以后，就日渐受到青睐。随着MJS工法施工规范的出版施行，MJS工法的应用更加得到认可和发展。近年来，随着MJS工法施工条件的变化，很多企业已经开始研究各种新颖的MJS工法施工工艺。本文依托具体工程-苏州高铁新城苏地2016-WG-62号14#地块项目MJS工法加固工程，简单探究一下 MJS工法在特殊环境下与外加剂-膨润土相结合的应用。
关键词：MJS工法；膨润土；粘度；连续性
引言
随着MJS工法施工规范的出版发行，MJS工法在地基基础施工中的应用越来越广泛。MJS工法逐渐作为敏感施工区域地基加固工法的首选工法。随着各种工程地质的复杂程度的增大，施工难度逐渐上升，MJS工法的创新也越来越多。比如，MJS工法的施工桩径越来越大；另外，针对不用的土层和地下水情况，在MJS工法施工中掺入外加剂的应用也逐渐增多。本文主要简单探究MJS加固施工掺入膨润土外加剂的应用。
1工程概况
1.1基本概况
苏州高铁新城苏地2016-WG-62号14#地块项目基坑分为两层和三层地下车库。基坑面积约10681m2，延长米约为415m。本工程±0.000=+3.670，场地自然地坪相对标高为-0.470，本文所注标高分为设计相对标高、绝对标高，标高以米计，尺寸以毫米为单位。本工程两层地下室区域底板面标高为-9.650，底板厚400mm，承台下落400mm，垫层厚150mm；三层地下室区域底板面标高为-13.050，底板厚500~3000mm，垫层厚60~100mm。因此，本工程普遍开挖深度为10.08~15.68m。另有若干电梯井、集水井等，普遍集水井深度为1.50~5.35m。根据现场实际情况以及国家标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012），本基坑安全等级为一级。基坑围护设计使用年限为一年。
1.2工程地质水文情况
根据地勘报告，从上至下依次是1-1层素填土、1-1层淤泥质素填土、3层粉质粘土、4层粉土夹粉质粘土、⑤-1粉质粘土、微承压水层：⑤-2粉质粘土、⑤-3层粉土，8层粉质粘土（可看成隔水层4.20E-06，厚度3300mm）、第一承压含水层：9-1粉土层、9-2粘土夹粉土、9-3粉土、10-1粉质粘土（可看成隔水层5.00E-06）。
潜水：初勘（20170122）潜水初见水位0.60~2.00m，标高1.40~1.55m，稳定水位0.40~2.70m，标高1.69~1.85m；
详勘（20180326）潜水初见水位0.50~2.50m，标高1.20~1.35m，稳定水位0.20~2.10m，标高1.40~1.65m；
微承压水：⑤-2粉质粘土、⑤-3层粉土，初见水位标高0.95~1.17m，稳定水头标高0.85~0.9m；
第一承压水层：自然地面以下30m左右，稳定水头标高-2.68~-2.80m。
1.3 MJS加固设计概况
本工程中间坑开挖期间出现渗漏，渗漏量较大，基坑西侧靠近办公室一侧路面出现水位下降至底板标高，并有沉降变形。东侧也有局部水位观测井水位下降现象。
渗漏发生后，项目部采用坑内打混凝土、回填土等稳定工作，目前已基本完成回填工作。
为保证中间坑的开挖，避免对周边运营地铁等建筑物产生影响，特设计MJS工法桩止水帷幕。
本次MJS工法加固共需施工119根MJS工法桩，根据勘探实验报告对5层土进行隔离，桩体进入5-3层土1.5m，所有桩体根据周围勘测孔报告，取最不利位置设计桩长，共分为6个区域。具体桩位布置见下图。
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图1-1 MJS桩位布置平面图
2工程特点、难点
1、本次MJS工法桩加固部位大部分区域为砂质粉土层。根据以往经验，水泥浆喷射流在砂性土中容易产生夹砂现象，会导致成桩的连续性受到影响，进一步影响到基坑围护止水效果。
2、本次加固施工是在基坑内施工，微承压水和第一承压含水层水头高于施工面，采用常规MJS工法，水泥浆可能受水力渗流影响，影响水泥土固结。
表2-1 土层渗透系数表
（ ）表示经验值
3施工工艺流程
3.1 施工参数
MJS工法的主要技术参数如下表：
3.2 MJS工法主要工艺流程
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图3-1 MJS工法施工流程图
3.3施工步骤
（1）放桩位线
根据业主提供的交桩坐标基准点、MJS加固平面布置图，按图放出桩位坐标点，设立临时控制桩。
（2）引孔成孔
采用工程钻机引孔至设计深度。成孔时要及时排除泥浆，保护现场的环境。成孔之前钻机要调平。垂直度不小于1/150。成孔定位偏差不应大于50mm。
（3）下钻杆
1）连接电源、数据线、各路管线、钻头和地内压力监测显示器连接，确认在钻头无荷载的情况下清零，管线连接确保密封，使管内没有空气。
2）检查设备的运行情况，确保主机、高压泵、空压机、泥浆搅拌系统、MJS管理装置等都能正常工作状态下进行主机就位，机架放置平稳后开始校零。
3）钻杆下放，即在引孔内将钻杆下放至设计深度，钻杆下放过程中，打开削孔水进行正常削孔钻进，钻进过程注意钻杆扭矩情况。
4）对接钻杆和钻头，对接时，认真检查密封圈情况，看是否缺失或损坏，地内压力是否显示正常。
5）重复3步骤和4步骤，直到钻头到达预定深度，钻杆到位。
6）钻头到达预定深度后，开始校零，使动力头“0”刻度、喷嘴、钻杆上白线处于同一条直线，然后设定各工艺参数，包括摇摆角度、引拔速度、回转数等等，设定好之后，开始改良。
（4）定位置喷射
先开倒吸水流和倒吸空气，在确认排浆正常时，打开排泥阀门，开启高压水泥泵和主空气空压机。首先用水向上喷设50cm，压力为10Mpa，然后把水切换成水泥浆，钻杆重新下放到位后开始向上喷射水泥。
（5）提升喷射
1）在开启高压水泥泵时，压力不可太高，应逐步增压，直到达到指定压力，在达到指定压力并确认地内压力正常后，才可开始提升摆喷。水切换成水泥浆时，压力会自动上升，压力有突变时方可调节压力。
2）施工时为保证压力不影响已施工地下连续墙，施工时密切监测地内压力，压力不正常时，必须及时调整排浆阀大小控制地内压力在安全范围以内。
3）当提升一根钻杆后，对钻杆进行拆卸，拆卸前需把水泥浆切换成水后方可拆卸，当水泥浆泵压力有下调趋势，说明水流已经到达喷嘴位置，此时关闭水泥浆泵、主空气、倒吸空气和倒吸水流。
4）注意在拆卸钻杆的过程中，认真检查密封圈和数据线的情况，看是否损坏，地内压力显示是否正常，如有问题应及时排除方可继续喷浆。拆卸钻杆后，需及时对钻杆进行冲洗及保养。
5）重复以上步骤，直到施工结束。
（6）泥浆处理
喷浆过程中的返浆，利用污水泵送入集土坑，泥浆经沉淀挖出晾晒后，达到运送要求即可集中装车外运。
4外加剂膨润土实施过程
基于本工程的难点，本次MJS加固底标高位于微承压水和承压水水头面以下，且加固土体大部为砂性土，若仅采用常规MJS工法加固，承压水作用会造成浆液离散性扩大，桩体成桩效果难以保证。为解决这个难题，经过多项咨询讨论，本工程决定在原有的水泥浆液中掺入一定比例的膨润土，增加水泥浆液的粘聚性，来保证MJS工法成桩的连续性和整体性。膨润土具体掺入比例通过现场实验确定。
膨润土实验主要过程：本工程选用钠基膨润土[2]做实验（兼顾有效性和经济性），首先保持水胶比不变，在水泥浆溶液中加入不同比例的膨润土，从1%~10%不等，实验主要观察加入膨润土后的水泥浆液的粘度、析水率、强度变化以及可输送性等。
经过现场实验，综合各项参考指标，本工程最终采用水泥浆中掺入2%（膨润土：水泥，质量比）的膨润土。
5工程实施效果
本工程中在常规MJS工法的基础上，水泥浆液中加入膨润土的实施效果相当良好。特定比例的膨润土的添加增强了水泥浆液的粘度，又不影响正常浆液输送，使MJS工法在现有土质及水流情况下成桩质量有了保障。
经过后期取芯以及开挖效果验证，MJS工法成桩的整体性和连续性都较常规施工有了很大的改善，基坑开挖时止水效果表现良好。
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图5-1 现场取芯照片 图5-2 取芯报告图片
6结语
本文结合具体工程阐述了常规MJS工法桩与膨润土外加剂结合在特殊土质和水文条件下的基坑围护施工中的运用。这种做法既利用了MJS工法自身大桩径，对周边环境影响小的特点，又把膨润土外加剂的特性发挥出来。尤其是在特殊的土质和水文条件下，外加剂的添加显得尤为重要。本工程膨润土在MJS工法中的成功应用有着承上启下的作用，以后外加剂在MJS工法中的应用研究将会越来越多，这对以后的MJS工法的市场开拓有着非常重要的积极意义。
参考文献：
[1]陈辉，庞山.MJS工法在地铁出入口中施工的应用.科技之窗，2015（14）：126
[2]吴金城，尹宗国，伍尚继. 膨润土水泥浆的研制及应用.油田化学，1998（14）：314-316