季永祥 李向东
中建八局第四建设有限公司 上海市 201206
[内容摘要]苏州新华饭店位于苏州市姑苏区，地基主要由杂填土、黏土层、粉质黏土层、 粉土夹砂层、粉质黏土夹粉土层、粉质粘土、粉质粘土夹粉土层等构成。目前的基坑围护施工，止水帷幕的形式众多，随着城市建设的发展，对基坑周边建筑环境、地下管线及其他基础设施的保护十分关键。而MJS工法桩具有“全方位”高压喷射注浆、桩径大、桩身质量好、对周边的环境影响小、超深施工有保证、泥浆污染少等优势，广泛应用于止水帷幕及补强的工程当中。因此本工程采用MJS工法进行止水帷幕补强，在原三轴搅拌桩外侧新补MJS桩形成闭合。本文主要从MJS工法施工工艺流程出发，对其过程管控的要点进行分析，为其他类似工程提供参考。
[关键词]MJS工法桩，工艺流程，过程管控
一、工程概况
苏州新华饭店改造项目位于苏州市姑苏区金门路49号。本工程总建筑面积为27938.69㎡，基坑面积约1383㎡，周长约150m，开挖深度13.9m，坑中坑最大高差3.4m。采用钻孔灌注桩挡土+单排三轴搅拌桩止水帷幕+三道钢砼支撑进行围护，其中灌注桩采用?1000@1200，桩长27.9m；三轴搅拌桩为3?850@1200，桩长28.0m，水泥掺量为25%。
二、MJS工法方案选择
本工程场地非常狭小，周边环境非常复杂。目前基坑大部分开挖至第三道支撑底，由于基坑漏水流砂导致基坑施工停滞，为保证后续正常施工及周边房屋的安全，针对基坑采取有效的加固措施—MJS工法桩。MJS主机及主要设备如下图。
2.1 MJS主要设备介绍
图4 MJS主要设备及性能参数图
2.2 MJS工法桩施工图
本工程采用MJS工法进行止水帷幕补强，在原三轴搅拌桩外侧200mm新补MJS桩形成闭合，桩径2m，180°摆喷，桩间搭接600mm，桩长14/17.5m，并在原流砂区域增加1次喷浆，桩顶绝对标高为-3.5m，桩底绝对标高为-17.5m/-21m。水泥掺量40%，并掺入4%的膨润土，防止水泥浆液在动水作用下离析，以保障止水加固效果。为加强MJS搭接效果，在搭接处增加压密注浆。
三、MJS工法工艺特点
1． “全方位”进行高压喷射注浆施工：
MJS工法可以进行水平、倾斜、垂直各方向、任意角度的施工。本工程仅采用垂直方向的施工。
2．桩径大，桩身质量好：
喷射流初始压力达40MPa，流量90~130L/min，使用单喷嘴喷射，每米喷射时间30~40min（摆喷角度360°时，提升速度2.5~3.3cm/min），喷射流能量大，作用时间长，再加上稳定的同轴0.7MPa高压空气的保护和对地内压力的调整，使得MJS工法成桩直径较大，可达2-2.8m。直接采用水泥浆液进行喷射，其桩身质量较好。本工程水灰比1.0，水泥浆液压力不小于40Mpa，空气压力1.05Mpa，浆液流量90L/min，切割水压力20MPa，钻杆提速5cm/min·180°，桩径不小于2m。
3．对周边环境影响小，超深施工有保证：
传统高压喷射注浆工艺产生的多余泥浆是通过土体与钻杆的间隙，在地面孔口处自然排出。这样的排浆方式往往造成地层内压力偏大，导致周围地层产生较大变形、地表隆起。同时在加固深处的排泥比较困难，造成钻杆和高压喷射枪四周的压力增大，导致喷射效率降低，影响加固效果及可靠性。MJS工法通过地内压力监测和强制排浆的手段，对地内压力进行调控，可以大幅度较少施工对周边环境的扰动，并保证超深施工的效果。
4．泥浆对场地及地下污染少
MJS工法采用专用排泥管进行排浆，有利于泥浆集中管理，避免施工场地污染。同时对地内压力的调控，保证水泥浆在加固范围内扩散，避免对地下水与土体的污染。
四、MJS工法工艺流程
图7 MJS机械施工流程
图8 MJS工法工艺流程
1．定位放线
采用全站仪在施工区域内布置控制点，通过控制点进行桩位放样，每根桩单独放样，同时每隔五个桩位拉线，钢尺测量定位第二次桩位坐标，两次坐标相互对比校核。
2．钻机引孔
需预先成孔，预引孔的有二个作用：其一破除地下障碍物，其二保证MJS钻进效果。引孔机选用安曼180型钻机，钻孔过程中，每进尺2m，对四个脚点进行复核，同时采用水平尺进行检测，保证垂直度误差小于1/300。
3．设备就位
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，MJS主机机架放置在放置平稳后开始校零。
4．钻杆下方
对接钻杆和钻头，对接时认真检查密封圈情况，保证无损坏。在引孔内将钻杆下放至设计深度，如果在钻杆下放过程中下放困难，打开削孔水进行正常削孔钻进。
5．参数设置
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，施工参数设定好之后，开始施工。
6．定位喷浆
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。首先用水向上喷射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。
7．喷浆提升
（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。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）后台浆液必须经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始使用，并应在储存过程中不停顿地缓慢搅拌，搅拌时间不应大于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。拌制好的浆液应进行随机抽检。
8．钻杆拆卸
当提升一根钻杆后，对钻杆进行拆卸，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。在拆卸钻杆的过程中，认真检查密封圈和数据线的情况，保证无损坏。拆卸钻杆后，需及时对钻杆进行冲洗及保养。
9．钻机移位
施工结束后，对设备进行冲洗和保养。安排吊车吊至下一孔位重复上述步骤继续施工。
10．对喷浆施工过程中产生的废浆，排放到指定位置集中处理。
五、MJS工法桩过程管控
1. 先引孔，再施工
为保护全方位高压喷射注浆设备的钻杆，本工程优先采用工程地质钻机预先施工导孔，并预先放置外套管。砂层等容易塌孔的土层，在钻孔过程中同步加入膨润土泥浆。
2.高压泵与钻机保持合适距离
高压泵通过高压橡胶软管输送高压浆液至钻机上的钻杆，并进行喷射注浆。若钻机和高压泵的距离过远，势必要增加高压橡胶管的长度，使得沿程损失增大，造成实际喷射压力降低。因此移动高压泵来保持与钻机的合适距离，减少沿程损失。
3.保证关键的施工参数
水泥浆液喷射流压力、流量代表了喷射流的功率，钻杆步进提升参数代表了喷射流作用时间，单次步进钻杆转数决定喷射次数和单次喷射时间，同轴高压空气是用来降低在泥浆中喷射流能量的损耗，这些都是保证成桩直径的关键参数。在施工过程中使用过程质量控制表对整个施工过程、每一道工序实施过程控制，做到每一道工序责任落实到人
4.跳桩施工
全方位高压喷射注浆因具有强制排泥功能，在施工相邻桩时，若相邻桩体还未初凝，强制排泥功能极有可能将相邻桩体内尚未凝固的水泥土吸入吸浆管,造成质量事故，所以相邻桩体施工时间不小于24h。
5.防止泥浆沉淀并过滤
水泥浆液属于悬浮液，在储存过程中必须不停顿的缓慢搅拌，防止沉淀。拌制好的浆液在泵送前应经过筛网过滤，以免堵塞喷嘴。浆液比重采用泥浆比重计进行量测。
6.控制底内压力
通过地内压力控制系数进行地内压力控制，通过调节回流水、回流气、排浆阀门大小等措施控制排浆量，同时调整和控制地内压力，使地内压力始终处于控制范围内。
7.分次施工桩体搭接
钻杆在施工过程中需分数次拆管，为保证桩体的整体性，卸杆后喷射的搭接长度不小于10cm。同样为了保证桩体的整体性，施工因故停止导致分次施工时的桩体搭接不小于50cm。施工完毕后或喷射注浆过程中因故中断，短时间内不能继续喷射时，立即拔出钻杆清洗备用，防止钻杆、喷嘴堵塞而影响施工质量和施工进度。
8.超高喷射
为防止浆液凝固收缩而产生加固体达不到设计标高，采用超高喷射，提高桩头质量。
9.连续施工
做好交接班工作，整根桩施工中间不得中断，遇到紧急情况必须中断情况的，操作人员立即通过施工员或者直接向生产经理和技术负责人汇报。
10.成桩检测
到达龄期28天后，采用取芯方法对无侧限抗压强度进行检验，取芯数量为2%且不少于3根。并利用钻芯孔进行注水试验，观测水位变化情况。
六、参考文件
[1] 刘国彬.王卫东.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2] 何拥军.全方位高压旋喷注浆工法的工程试验[J].地下工程与隧道，2010
[3] MJS高压喷射注浆施工技术规范.