MJS 搭配三轴搅拌桩的非对称槽壁加固工艺适用性研究

上海市中心地区存在大量保护建筑，当保护建筑距离施工区域较近时，需要视情况更改施工方法对其进行保护，确保其在施工期间不产生超出设计要求的位移值[1]。本研究所依托的工程为保护一临近建筑，在靠近该建筑的区域更改槽壁加固方式，使用对周边环境影响更小的 MJS（Metro Jet System） 工法桩[2-3]。一般情况下都会将另一侧槽壁加固也更改为 MJS，我们称之为对称槽壁加固。MJS 造价偏高，在基坑内侧依旧使用三轴搅拌桩作为槽壁加固可以一定程度上减少成本，是一种更为经济的选择，而目前国内对于槽壁两侧使用不同槽壁加固形式，即非对称槽壁加固时成槽质量的研究较少[4-6]。

因此，本文以上海市某绿地及地下空间开发项目为例，研究了地下连续墙外侧 MJS 旋喷桩加固、内侧三轴搅拌桩加固情况下成槽的质量与施工工艺的关系。

1 工程概况

本工程依托工程项目为上海城市中心某绿地及地下工程开发项目。项目为一绿地及其下方的地下停车场。距离基坑仅 2 m 处有一严重破损建筑，基坑面积约 4 866 m2，开挖深度 14.15 m，采用明挖顺作法施工，围护结构为 1 m 厚地下连续墙。

破损建筑名为水舍，原始建设时间不详，在使用过程中，经过多次结构性改造加固，且存在多处违章搭建。目前该建筑按结构缝可分为 9 个区域，建筑结构复杂，损坏严重且经过多次改造加固，根据专业房屋检测单位评估后，判定为有严重安全隐患，有必要进行施工方法调整以对其进行保护。

2 设计概况

由于基坑南侧与建筑物“水舍”的距离极小，南侧地下连续墙外侧（近水舍一侧）槽壁加固采用 MJS 工法，桩型为 2 400 mm@1 700 mm，截面形状为半圆，加固深度为 19.15 m，水泥掺量≥35%。地下连续墙内侧为Ф850 mm @600 mm 三轴水泥土搅拌桩工艺，加固深度 19.15 m，水泥掺量≥22%，采用套打的方式。图1 为非对称段加固平面图，图2 为非对称加固详图。

图1 非对称段加固平面图

图2 非对称加固详图

地下连续墙厚度为 1 000 mm，标准段槽段长度 6 m，深度 42 m，垂直度要求≤3/1 000，槽宽要求偏差 0～+50 mm，槽深要求偏差 0～+100 mm。

3 工程实施与研究

（1）MJS 施工参数如表1、表2 所示。成桩垂直度误差：桩体垂直度偏差≤1/200。施工完 MJS-1 后间隔 3 根施工 MJS-4，待施工至 MJS-22 后返回 MJS-2，以此类推。

表1 MJS 施工参数

表2 加固泥浆配比

（2）三轴搅拌桩施工参数：搅拌下沉速度 0.5～0.8 m/min，提升速度≤1 m/min，喷浆压力不大于 0.8 MPa。采用 P.O42.5 级普通硅酸盐水泥，槽壁加固水泥掺量均≥22%，水灰比宜为 1.2～2.5；三轴施工时采用跳打方式。

（3）成槽施工方式。成槽作业使用 1 台 G50 成槽机，采用先挖两侧，后挖隔墙的成槽方式。待槽壁加固桩养护 28 d 后，由两侧交替向中间施工，最后于中间施工闭合幅槽段。施工过程中，取非对称槽壁加固区域的全部地下连续墙与其余对称槽壁加固的地下连续墙进行对比研究，分析采用 MJS-三轴搅拌桩形式的非对称槽壁加固工艺的适用性。

4 结果与分析

围护施工结束后，对过程数据进行整理汇总，分析了非对称区域成槽时所需要的时间，槽段垂直度与偏斜方向，槽段宽度及形态。分析结果如下.

（1）成槽效率。整理所有槽段成槽时间并汇总后，结果如表3 所示。数据显示，非对称区域成槽时间分布在 12～14 h 之间，而一般区域成槽时间分布在 9～10 h 之间。由此可以得出结论：采用 MJS-三轴非对称槽壁加固将会一定程度的增长成槽时间，主要原因为非对称槽壁加固情况下，成槽过程需要缓慢成槽并观测槽段形态。但非对称槽壁加固不影响地下连续墙的正常抓土成槽。

表3 成槽时间汇总表

（2）成槽垂直度及偏移。施工完成后，通过超声波测槽报告，将其中的成槽垂直度以及墙趾偏移方向整理并汇总，结果如表4 所示。

表4 垂直度及偏移方向汇总表

根据数据，非对称区域垂直度分布在 0.23%～0.25% 之间，而一般区域垂直度分布在 0.18%～0.20% 之间；非对称区域的墙趾均向坑内偏斜，即墙趾侵入了三轴搅拌桩方向侧，而非对称区域则未表现出明显偏斜趋势。

可以得出结论：采用 MJS-三轴非对称槽壁加固将会影响槽壁垂直度，且由于 MJS加固时部分加固体侵入槽段，会导致墙趾向三轴方向偏移，但最终槽段成槽后路垂直度仍然可以满足设计要求。

（3） 1～19 m 深槽壁范围内槽段厚度。同样利用超声波测槽报告进行槽段宽度数据的整理汇总，结果如表5 所示。

表5 槽段宽度汇总表

根据数据显示，可以看出非对称区域的槽壁宽度相较于对称区域没有明显差距，成槽完成后，1～19 m 槽壁加固范围内对应的槽段宽度范围在 1 020～1 100 mm 之间。

可以得出结论：采用 MJS-三轴非对称槽壁加固对于槽壁宽度没有明显影响，与普通三轴搅拌桩对称槽壁加固下成槽情况基本一致。

5 结 语

（1）采用 MJS-三轴非对称槽壁加固将会使成槽时间有所增加，但不影响正常的抓土成槽。

（2）采用 MJS-三轴非对称槽壁加固将会影响槽壁垂直度，且地下连续墙墙趾会向三轴搅拌加固侧偏移，但最终成槽的垂直度依旧可以满足设计要求。

（3）采用 MJS-三轴非对称槽壁加固对于槽壁宽度没有明显影响，与普通三轴搅拌桩对称槽壁加固下成槽情况基本一致。

（4）使用 MJS-三轴非对称槽壁加固方案可以在必要的情况下进行推广应用，对 50 m 范围内的地下连续墙成槽影响不大，施工结果能够满足相关规范的要求。