MJS工法桩地基加固工程质量监控探讨

摘要：某深基坑开挖工程，在地铁安保区作业，项目紧邻地铁2号线、10号线，基坑开挖对地铁安全速营影响大。本次施工的内容为基坑加强措施，邻近地铁侧地连墙接缝处的MJS工法桩。该区域临地铁车站地连墙接缝处的MJS工法桩止水工程质量是决定基坑安全的关键环节。通过监理严格要求，本工程加固止水效果显著。

关键词：MJS工法桩；高风险；地基加固；喷射注浆；地铁安全

1 工程概况

某超高层建筑基坑工程于2011年开始施工，开挖约6-7米后于2014年停工。项目影响段对应的地铁区间为盾构隧道。目前地铁结构变形及病害状态如下：一是道床累计沉降35.0mm，出入口最大沉降8.8mm。二是隧道收敛扩张量大于80mm的1环，60-80mm管片达35环。2020年9月起复工，设计上采取了增设隔离桩、地连墙接缝MJS补强、局部增设支护桩等措施，并制订了地铁结構加固方案。本项目地基基础工程是否成功的关键施工工序为：邻近地铁侧地连墙接缝处的MJS工法桩基坑加强工程。项目施工场地狭小，影响作业空间。施工区域已施工三轴搅拌桩、地连墙及钢筋混凝土导墙。施工区域高度存在高差，影响机器位移。本工程止水加固深度范围涉及地质土层有淤泥质粉质黏土、粉细砂和中细砂。基坑面大坑深，开挖深度22.75-27.85m，基坑南北长约250m，东西长约150m。开挖与支撑配合对施工进度和周边环境的影响大。依据已施工情况，对长期未施工情况进行加固处理，增设MJS工法桩（如图1），深度为-17～-45m（地连墙底标高）。

2 MJS工法的特点

MJS工法桩是在传统施工旋喷桩施工经过优化、改良的新工法，以解决在砂土及卵石层成桩问题。其基本原理是利用超高压水泥浆与空气从两种材料的自由流动或横向喷射而出，通过喷射、剪切、冲击土体，与土体进行相互置换、搅拌、复合而产生混凝土桩体。在超高压技术的强大压力浆液及其他外圈环绕空气的联合作用下，破碎土体的能力大大提高，最后在土体中产生较大的胶结体。它有以下特点：

（1）设备型号有大有小，可以满足不同施工现场条件。大的设备可以在地面操作，施工效率高；小的设备可以在狭小的地下空洞操作，便于施工。

（2）满足环保要求。①抽出的泥浆输送至地面指定泥浆池内，经硬化处理后运出场地，能够满足环保要求。②控制喷射注浆引起的地基隆沉，最大限度地减小临近构筑物的影响。③通过水泥浆与泥浆的置换，水泥浆在固定的位置加固，可以避免地下水和土体的污染。

（3）加固深度、强度满足要求，加固质量可靠。①最大加固深度可以达到100m。②MJS喷射管满足加固深度和强度要求：最前端配有压力传感器和多孔管，可以强制排泥。③通过加固后，形成高强度、大范围的加固体，能够满足接缝止水的要求。

（4）全方位施工（垂直、水平、倾斜），加固截面可以随意设定，满足不同的施工条件。加固体截面可以根据施工现场具体情况设定，任何扇形界面的加固都能按要求施工完成。

（5）MJS超级旋喷工艺有着很好的经济效益和社会效益。泥浆回收设备可以有效利用水泥、节约水泥，同时可以减少泥浆排放量。

（6）用途广泛：适用于各种条件复杂的软土地基加固、超深地连墙接缝止水、各种止水帷幕的加固补强、各种变形条件的地基加固和管线集中处的地基加固。在日本已经广泛应用于以下工程中：基坑开挖、盾构施工、顶管施工、隧道施工以及其他工程。

3 施工前准备工作

（1）设备进场：设备的堆放场地合理选择，考虑场地堆放不影响自己和其他施工单位，还要充分考虑接电、接水的方便性。

（2）做好设备安装及调试工作，确保机械在开工后能正常施工运转。

（3）按施工平面图要求做好施工区域的清理工作，保持场内内外道路清洁。

（4）待散装水泥罐就位后，散装水泥马上进场，并做好原材料复试工作。

（5）对所有参加施工作业的人员进行技术、质量及安全的交底工作。

（6）高压喷射施工的主要机具参数见表1。

（7）为保证工程质量，所有建筑施工机械应当配备正确的测量仪器成孔钻具。

（8）钻头直径不小于设计孔径。钻孔设备上报监理部批准方可使用，更换设备也应上报监理部批准。

（9）施工单位应逐项检查MJS高压喷射注浆设备。连接好设备，试运转满足要求，由总承包单位报监理部验收合格后方可正式施工。

4 MJS施工相关参数

4.1MJS工法控制参数

4.2桩机定位

桩位在总承包单位放线并复测后，由监理工程师复核验收。桩位验收，总承包单位须提前一天书面通知监理部。

4.3MJS施工机械、设备

MJS高压喷射注浆施工设备应经监理、总包单位联合验收合格后，悬挂联合验收合格证明后方准使用。

4.4监理部工作要求

（1）要熟悉MJS施工管理系统电脑面板的操作，通过电脑面板可以了解喷浆、喷水、地内压力、排泥、施工速度等的实时管理。重点巡查泥浆相对密度并做好记录。

（2）MJS高压喷射注浆施工中实施巡视监理，值班监理每天工作时间与施工单位施工时间同步。如监理过程中发现问题，应及时指出，要求施工单位立即纠正。当问题严重时，值班监理及时向总监汇报，研究处理措施。

（3）MJS高压喷射注浆施工进行严格的工序质量控制，每道工序值班监理必须检查，重要工序（钻孔终孔时的深度、钻管钻入深度、喷射注浆前的水泥浆液密度、喷射注浆结束的桩顶标高）在施工单位自检合格的基础上，由总包组织施工和监理单位进行验收，验收合格后才能进入下道工序施工。

（4）要求施工单位在施工中自觉执行设计文件、有关规范及规程的规定和要求，确保成桩施工质量；及时组织自检，并向监理提供各项施工资料及验收单据。

（5）MJS高压喷射注浆的检查应严格按设计要求进行。

（6）值班监理对地基工程按当班施工喷射注浆桩数的20%做好抽查记录，填写在“MJS高压喷射注浆质量抽查记录表”上。

（7）监理工程师组织施工单位项目专业质量负责人进行检验批及分项工程验收。

（8）值班记录内容：值班期间设备运转工作情况及验收情况。

4.5注浆量的控制

要求总承包单位对所有进场材料现场验收合格后才能进场使用。注浆量的大小是工程质量的关键环节，水泥进场后由建设、监理、总承包单位三方进行车车过磅，核对数量，共同控制水泥注浆量，确保MJS工法桩工程质量。

5 管理要点

监理重点：喷浆管理、喷水管理、地内压力管理、排泥管理、施工速度管理。这些关系施工质量要严格控制。

5.1钻机位置验收

重点验收钻机的位置和标高，钻头位置要均匀、精确，先对准孔深，且水平孔位误差≤50mm，而垂直角度误差则控制在桩高0.5%的范围内。

5.2钻孔

（1）引孔流程：破孔－引孔－钻孔－测斜－放PVC管道－成孔－移动钻机。

（2）启动钻机边旋转边钻进，钻孔深度不小于设计深度。高压水成孔时的水压控制在30－35MPa之间，采用合金钻头钻进时控制泥浆相对密度在1.05～1.2之间，保证孔壁的完整性。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。

（3）施工前合理安排土方堆放，后台设备摆放位置，泥浆池采用砌筑形式。

（4）采用炮头破除导墙后，引孔机引孔，给MJS提供施工条件，方便施工。

（5）采用制作机架，消除高差。利用吊车辅助进行机械位移。

（6）钻孔过程中根据土层适当添加膨润土护壁泥浆，确保孔壁稳定性。

（7）对具体孔位、孔深等与各个钻进中的地下障碍物、溶洞、涌水、渗漏等或与“岩土工程勘察报表”不相符的现象，均应有翔实记载。

5.3预埋外套筒

每个外套筒都需要实地检测确定尺寸，以保证钻进深入。

5.4喷射注浆

（1）按照要求参数进行成桩施工，施工时密切监测地内压力，压力不正常时，必须及时调整。当提升一根钻杆后，对钻杆进行拆卸，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，如有问题及时排除。拆卸钻杆后，需及时对钻杆进行冲洗及保养。

（2）每埋设10m，使用测斜尺对垂直程度进行一次检测；同时，按照设计每下钻10m钻杆，并须通过LED发光体对垂直程度进行测量；确保垂直程度达到设计要求桩高的0.5%。

（3）MJS旋喷灌注的高压混凝土泥浆水压要符合工程设计规定，成桩的垂直角度误差不能超过桩高的0.5%；地内水压控制在限制系数内。

（4）在施工时应密切监测地内水压，水压不良时应立即调节。

（5）在施工過程，若遇无法返浆或地中压力不足的静水压力情况，MJS旋喷会先将水停滞在原地后继续进行喷浆施工，直至地中压力正常后方持续进行喷浆施工。

（6）成桩流程要连贯。

5.5出泥

由于MJS工法出泥量较多，需砖砌筑专用泥浆储存池，待泥浆池蓄满后，由泥浆车运输到指定的弃土点处理。

5.6拔管

边喷浆边提升钻杆，提升速度要按照计算要求。在拆换钻杆时，必须按照操作要求进行。拆除和安装必须迅速准确，以节约时间和提高效率，保证施工质量。

5.7封堵

MJS施工完成后，将钻杆缓慢拔出，超过蝶阀高度后，关闭蝶阀，而后将钻杆全部抽出封堵装置，等水泥土凝固后拆除封堵装置，清除钻孔处多余部分的水泥土，采用微膨胀混凝土封孔。

5.8冲洗

每节管拆卸后必须进行冲洗，摆放在清洁位置，保证管路通畅。

6 MJS工法桩地基加固工程质量保证措施

（1）在施工过程中使用《高压喷射注浆地基工程检验批质量验收记录表》对整个施工过程、每一道工序实施过程控制，一桩一个验收表格，做到每一道工序责任落实到人；

（2）施工过程中控制孔位误差必须小于50mm，把钻杆垂直度误差控制在1／100内；

（3）施工过程中检查机具设备是否正常，尽量保证连续不中断，如果因特殊原因导致喷浆中断的，在恢复喷浆时将钻杆下放50cm以避免出现断桩；对于分段提升的搭接长度宜大于10cm；

（4）浆液配比必须严格控制，安排专人负责抽查浆液质量，将不合格的浆液作为废浆处理；

（5）在施工过程中，应跳孔施工，满足24h单桩成桩时间；

（6）详细做好施工过程记录、各项技术参数和工程以外情况等；

（7）施工过程中地内压力实时监测，根据专业监测单位的监测报表，调整地内压力调整系数；

（8）详细做好施工过程记录、各项技术参数和工程以外情况等；

（9）施工过程中发现冒浆、不返浆等不正常情况下，应及时处理，调整至正常情况，才允许继续施工。

7 结论

为确保工程质量，项目监理部要逐桩验收，做好MJS工法桩的前台和后台日常巡视工作。特别是后台MJS施工管理系统（集中管理室）的检查尤为重要。

工程完工后，经检测，桩体强度及渗透系数均满足设计及规范要求。在后续的施工中超大基坑监测和临近地铁变形监测均证明MJS工艺作为地连墙墙缝加强止水措施，效果显著。该工法为超高层建筑属于超过一定规模的基坑工程而且在临近地铁等复杂地基条件下，为处理高风险软土地基提供了一定的参考经验。

作者简介：朱克容（1972-），男，汉族，安徽萧县人，本科，高级工程师，研究方向：建筑鉴定厦加固改造。