MJS工法在城中村项目基坑围护中的应用

张 振 伟

(上海新松江置业(集团)有限公司，上海 200000)

1 工程概况

“50弄”城中村地块是松江区第一个城中村改造项目，其用地面积7 969 m2，包含3栋8层住宅及附属配套公建，总建筑面积18 473.88 m2，其中，地下室1层，建筑面积为6 799.61 m2。

本工程住宅的结构形式为装配整体式剪力墙结构，基坑形状近似T形，南北向宽约62.1 m，东西向长约99.3 m。地库范围基坑深度5.6 m，局部深度8 m，基坑周长331.3 m，基坑面积约6 135 m2。基坑形式为钻孔灌注桩+三轴水泥搅拌桩止水帷幕形式。

如图1所示，本工程位于松江区沪松路荣乐路交界，毗邻绿地博顿，周边被乐都小区包围，房龄均超过40年，房屋脆弱，且周边管线较多。基坑东侧有一栋2F～3F商业用房，距基坑边线最近距离为13.6 m，基坑边线距离最近的雨水管0.8 m；基坑南侧为育新河，基坑边线距离该河道最近距离9 m；基坑西侧有给水、煤气、雨污水等各类管线，最近处7.4 m；周边老城围绕，东北角及西南角距离基坑最近，均为浅基础，距离基坑边线分别为6.9 m和7.2 m。基坑北侧还存在一根高压线，贴近基坑施工范围。

2 基坑实施过程

2.1 设计方案

考虑到本工程周边管线较多且保留居民楼建造时间久远，普遍超过40年，经我司委托第三方检测发现该处房屋整体刚度较差，基础已存在30 cm以上沉降，受基坑施工影响较明显。故最初考虑的围护体系为钻孔灌注桩+三轴水泥搅拌桩止水帷幕形式。施工初期，现场试打工程桩，然后因保留房屋过于脆弱且地基不稳，即便设置了应力释放孔及抗震沟，且合理安排的打桩顺序，在工程桩施工过程中，西南侧保留房屋倾斜监测值依然出现了当日报警。经过认真分析现场情况，如果按原设计，围护三轴搅拌桩一旦施工至西南角及东北角两处敏感地带，房屋倾斜开裂无法避免，且搅拌桩机架较大，施工时会影响居民区及高压线，难以作业。

因此将基坑西侧及东北侧三轴搅拌止水帷幕调整为超高压喷射桩(MJS工法桩)，如图2所示，以此在有限的成本投入下，来最大程度的减缓挤土效应。

设计方案调整后，整体基坑体系变为三种形式，基坑东侧及南侧，仍为内排φ850钻孔灌注桩作为挡土结构，外排φ650三轴水泥搅拌桩内插型钢作为止水帷幕体系。在西南、东北两处敏感地带及延生段采用内排φ750钻孔灌注桩作为挡土结构，外排φ2 400 MJS工法桩作为止水帷幕体系。

2.2 MJS工法桩的原理及特点

1)MJS工法桩原理。

MJS工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径。

2)MJS工法桩的特点。

a.可以“全方位”进行高压旋喷注浆施工。

MJS工法可以进行水平、倾斜、垂直各方向、任意角度的施工。特别是其特有的排浆方式，使得在富水土层需进行孔口密封的情况下进行水平施工变得安全可行。

b.桩径大，桩身质量好。

喷射流能量大，作用时间长，再加上稳定的同轴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，由于直接采用水泥浆液喷射，桩身质量较好。

c.对周边环境影响小。

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，往往导致喷射效率降低，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，可以大幅度减少施工对周边环境的扰动，并保证超深施工的效果。

d.泥浆污染少。

MJS工法采用专用排泥管进行排浆，有利于泥浆集中管理，施工场地干净。同时对地内压力的调控，也减少了泥浆“窜”入土壤、水体或是地下管道的现象。

2.3 MJS工法主要设计参数

如图3，图4所示，本工程中MJS工法桩的设计桩径为2 400，搭接长度为700 mm，截面大部分为180°半圆形，在转角及与灌注桩搭接处采用360°施工，桩身设计长度为12.4 m，因所处地块多为淤泥质土且存在5 m深范围内暗浜，故MJS水泥掺量控制在40%，以提高成桩的整体刚度。根据经验，要求在施工过程控制各项参数，空气压力0.5 MPa～0.7 MPa，空气流量1.0 m3/min～2.0 m3/min，成桩垂直度偏差不大于1/100，提升速度40 min/m。

3 工程实施效果

本工程在围护体施工过程中，运用了信息化施工技术对周边敏感区域保留建筑倾斜情况进行了实时监测，且在第一次出现当日数据报警后，为了解保留建筑的变形趋势，在建筑物中部也增加了监测控制点，见图5，整个过程的监测数据统计如表1，图6所示。

从上述表1，图6监测数据来看，当敏感保护区采用了MJS工法技术之后，即便有一次单日数据报警，在基坑施工结束且地下室顶板浇筑完毕后，基坑侧向变形未超报警值，保留建筑的竖向变形值也依然未超累计变形限值20 mm，证明本项目对周边环境的保护措施切实有效，取得了成功。

表1 监测数据 mm

对MJS工法桩进行取芯检测，龄期28 d的取芯组样强度平均值达到1.15 MPa，符合原设计要求的1.0 MPa，MJS工法桩成桩质量合格。

4 结论

如今，随着人类社会的高速发展，一二线城市逐渐进入存量房时代，在复杂的中心城市进行房产开发或者城市更新，对于施工质量、安全文明及环境保护的要求越来越高，这就要求地产公司充分引进和利用先进的设计理念及施工管理技术，来解决复杂城市中心的建设难题，满足老城厢建筑更新、开发的需求。MJS工法技术成本相对较高，但其先进的工艺能够有效减缓土体内应力，减少围护施工对周边保护范围的影响。根据“50弄”城中村改造项目的管理经验，可以总结如下：

1)结合信息技术对周边敏感区域建筑、管线进行实时监测，并根据监测数据的变化，调整MJS工法的土体内应力，及时排浆，土内应力控制在40 MPa以内，挤土效应不明显，可有效减缓土层内侧向位移。

2)超高压喷射注浆可采用旋喷、摆喷和定喷的成桩方式，桩身截面宜为全圆、半圆或扇形，成桩方式较为灵活，现场不利条件对该工艺造成的影响不大。

3)MJS工法由于其特殊性，不能出现冷缝，否则成桩质量难以保证，故单根桩需确保至少8 h以上的连续作业，如夜间施工，其噪声将达到60 dB～70 dB，尤其在老城厢施工，应采取有效的隔音减噪措施，避免因投诉等原因导致成桩连续作业中断。

4)该工法桩水泥掺入量和水胶比应根据地层条件及桩身强度要求确定，根据经验，应采用强度等级不低于P.O42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水胶比宜取1.0，喷射注浆水泥掺入量达到40%后运用于软土地区后，成桩质量能满足要求。

综上所述，在老城厢区域进行城市更新及改造工程，如遇到周边环境复杂必须重点保护的建筑、管线等，在采取有效的设计方案并严格管理施工过程的前提下，应用MJS工法桩代替传统SMW水泥搅拌桩作为止水帷幕，可以最大限度减缓挤土效应，确保安全。