屈秋芳
摘要:MJS工法作為一種全方位壓力平衡高壓旋噴的新技術(shù),因其微擾動、可控性的特性,近年在基坑土體加固施工中得到越來越多的關(guān)注和運用,本文描述了MJS工法樁施工的特點和監(jiān)理工作要點。通過工程實例,介紹了作者對MJS工法樁施工監(jiān)理控制的實踐與探索。
關(guān)鍵詞:MJS工法樁;土體加固;監(jiān)理
在建筑、設(shè)施高密集分布的城市地區(qū)實施地下工程施工,如何最大限度的降低對周邊環(huán)境的影響,已越來越成為工程從業(yè)者們優(yōu)先考慮的建設(shè)理念。就上海地區(qū)而言,其廣泛分布的軟弱土質(zhì)地質(zhì)環(huán)境,在地下工程中采用地基加固以保證基坑安全幾乎必不可少。但傳統(tǒng)的地基加固方法諸如高壓旋噴注漿法、深層攪拌法、注漿法、SMW工法等,都存在一個因擠土效應對周邊環(huán)境帶來擾動的問題,其后果可能會產(chǎn)生地表隆起或開裂,地上構(gòu)建筑物及地下管線、設(shè)施的變形甚至破壞。而具備微擾動、可控性特色的MJS工法則很好的解決了這一問題。在國家和民眾對環(huán)境保護日益重視的大背景下,MJS工法順理成章的在基坑土體加固施工中得到越來越多的關(guān)注和運用。
工程領(lǐng)域任何一項新技術(shù)的出現(xiàn),對背負工程質(zhì)量監(jiān)督責任的監(jiān)理方而言都是一項挑戰(zhàn),監(jiān)理只有深切的領(lǐng)會新技術(shù)的設(shè)計理念,掌握工藝的重難點和風險,才能對施工過程實施有效的監(jiān)理控制,從而使新技術(shù)的功能和理念得到充分的體現(xiàn)。本文將結(jié)合工作實踐,介紹自己對軟土環(huán)境中MJS工法樁施工監(jiān)理控制的工作體會,供同行參考借鑒。
一、MJS工法概述
1.1概述
MJS工法(Metro Jet svstem)又稱全方位高壓噴射工法,從基本原理而言,屬高壓旋噴樁工藝范疇,是為了解決施工中排漿和環(huán)境影響問題而對傳統(tǒng)高壓旋噴工法進行改良和發(fā)展后的產(chǎn)物。
在設(shè)備方面,MJS工法采用獨特的多孔管和前端強制吸漿裝置。多管由高壓水管、高壓水泥漿管、壓縮空氣管、廢漿排放管、孔內(nèi)壓力測試管等功能管組成。與傳統(tǒng)高壓旋噴工藝相比,MJS工法在功能上具有如下特色:
1、排泥處理方式
傳統(tǒng)的高壓旋噴施工法是由于氣升效果,廢泥由鉆桿與原狀土之間的間隙排出,另外,如間隙堵塞,會因地內(nèi)壓力增高而造成地面隆起,高壓噴嘴的噴射效率會下降,另外,廢漿在地面溢流也污染了周邊環(huán)境。而MJS工法多孔管內(nèi)設(shè)專用的泥漿抽取管,經(jīng)倒吸水和倒吸空氣適配器的作用將地下的廢泥漿強制抽出。通過專用排泥管可將廢漿輸送到合適的排泥場所集中儲放。這樣在釋放地內(nèi)壓力,提高噴漿效率及改善場地泥漿污染等方面均起到了很大的提升作用。
2、地內(nèi)壓力調(diào)節(jié)功能
傳統(tǒng)噴射注漿方法,不能調(diào)節(jié)土內(nèi)壓力,容易產(chǎn)生擠土效應,引起地表變形。MJS工法噴頭前端有壓力測量傳感器和能夠自由控制大小的排泥閥門,通過地內(nèi)壓力感應器,后臺管理裝置對于地內(nèi)壓力、空氣壓力及流量、水泥漿壓力及流量、倒吸水壓力及流量在管理裝置面板上能夠清楚的顯示,當?shù)貎?nèi)壓力顯示不正常時,調(diào)整排泥閥門的大小可順利的排出泥漿,使地內(nèi)壓力正常。減少了因地內(nèi)壓力不正常導致泥漿侵入土壤、水體、地下管線及設(shè)施,冒上地表或造成地面變形的風險。
3、全方位噴射施工,加固形式可以自由選擇
MJS工法通過設(shè)定搖擺角度,能隨意的控制施工角度。能向水平方向、傾斜方向、垂直方向等適合的方向進行高強度的改良施工。形成各種形狀的加固體。
1.2施工過程
MJS工法樁施工流程圖如下
MJS工法加固土體施工過程主要分為兩個階段:
1、削孔階段:根據(jù)圖紙放樣并進行導孔施工。導孔采用護壁泥漿鉆孔,保證MJS鉆桿能順利下沉至設(shè)計標高。鉆頭到達預定深度后,將鉆桿和前端裝置連接,頂出多孔管,直到計劃施工深度;
2、搖擺噴射階段,先開回流氣和回流高壓泵,再確認排漿正常后,打開排泥閥門,開啟高壓水泥泵和主空壓機。在確認地內(nèi)壓力正常后開始提升。同時通過高壓泵等高壓發(fā)生裝置,將硬化材料及空氣從鉆頭底部側(cè)面的特殊噴嘴噴射出去,同時廢漿通過多孔管中的排泥管抽出,土體按一定的漿土比例與漿液攪拌混合,漿液凝固后,便在土中形成各種形狀的加固體。施工時密切監(jiān)測地內(nèi)壓力并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析,通過對排漿流量的控制,來調(diào)整地內(nèi)壓力。提升1根鉆桿后,對鉆桿進行拆卸,拆卸鉆桿的過程中,檢查密封圈和地內(nèi)壓力感應數(shù)據(jù)傳輸線的情況,看是否損壞,地內(nèi)壓力顯示是否正常。拆卸鉆桿后,及時對鉆桿進行沖洗及保養(yǎng)。
二、監(jiān)理控制工作要點
2.1準備階段
1、認真研讀設(shè)計文件是這一階段的重要工作,作為工程監(jiān)理,只有深刻認識設(shè)計意圖,全面了解工程的特點及難點,才能有的放矢的應對工作中的各類問題。
2、為確保施工安全,應督促施工方現(xiàn)場開挖樣槽,對現(xiàn)場相關(guān)區(qū)域內(nèi)的管線及地下設(shè)施情況予以確認。
3、對施工方施工方案審查,提出審查意見,編制監(jiān)理實施細則。
4、見證對周邊環(huán)境及管線布設(shè)監(jiān)測點并讀取初始值。
2.2施工階段
1、鉆機定位
按施工平面圖的孔位及孔號,將鉆機定位,必須平穩(wěn)、準確,使鉆頭對準孔位。
2、鉆孔
(1)鉆孔開鉆前,監(jiān)理應會同總包對檢查孔位、孔號、鉆桿垂直度等進行檢查,符合有關(guān)規(guī)定要求并經(jīng)監(jiān)理簽認后,方可開鉆。
(2)實際孔位、孔深及每個鉆孔內(nèi)地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及“巖土工程勘察報告”不符合等情況應詳細記錄并及時通報設(shè)計。
3、置入外套管,所有外套管必須現(xiàn)場測量確認長度,滿足鉆孔深度。外套管必須鉆入孔內(nèi)設(shè)計標高,方可回拔。
4、MJS設(shè)備就位
(1)鉆頭和地內(nèi)壓力監(jiān)測顯示器的壓力必須在無荷載的情況下清零。
(2)MJS旋噴機定位平穩(wěn)、準確,應滿足樁身中心允許偏差≤50ram要求。
(3)鉆入旋噴鉆機前,監(jiān)理對孔位、孔號、插管設(shè)計深度及旋噴鉆機垂直度檢查。
(4)鉆頭到達設(shè)計深度后,必須先開回流氣和回流高壓泵,排泥閥必須確認正常以后才能打開。
(5)施工過程中隨時檢查地內(nèi)壓力,壓力不正常立即要求施工單位調(diào)整。
(6)拆卸鉆桿之前確認鉆桿提升高度,拆除時注意觀察地內(nèi)壓力,不正常時應及時排除故障。
5、水泥漿液
(1)水泥漿液的水灰比應符合設(shè)計要求(由于漿液水灰比可換算成漿液密度,因此,漿液水灰比是否準確只要控制好漿液密度即可)。
(2)監(jiān)理現(xiàn)場旁站水泥用量情況,確保土體水泥摻量達到設(shè)計要求。
(3)噴射注漿前10min前必須攪拌好水泥漿液,攪拌時間不得小于5min,在30min內(nèi)必須用完,凡超過30min,該漿液應予廢棄。
6、噴射注漿
(1)用吊錘測量控制樁位誤差,采用水平尺測量鉆孔設(shè)備平整度;使用測斜儀控制設(shè)備、外套管即鉆桿的垂直度;在引孔及安放外套管過程中,每安放10m,用經(jīng)緯儀對垂直度進行一次測量,保證垂直度滿足設(shè)計要求。
(2)噴射注漿時,密切注意高壓泵、泥漿泵、空壓機的壓力及流量計指標,必須達到設(shè)計要求。如壓力及流量不足時,應立即調(diào)整。并必須保持水泥漿液、水及壓縮空氣的各管路系統(tǒng)不堵、不漏、不串,施工完畢必須立即沖洗干凈。
(3)施工過程中應嚴密監(jiān)控地內(nèi)壓力,壓力不正常時應立即調(diào)整。
(4)施工過程中如遇無法返漿或地內(nèi)壓力低于靜水壓時,MJS旋噴鉆頭應停留在原位繼續(xù)噴漿,直到地內(nèi)壓力正常方可繼續(xù)提升噴漿。
(5)成樁過程應連續(xù),因特殊原因?qū)е聡姖{中斷,恢復噴漿時鉆桿應下放500mm,后重新噴漿提升,避免出現(xiàn)斷樁。
(6)注意控制提升速度以保證注漿量足夠;一般提升速度應控制在2~5cm/min。
(7)制作漿液及供送漿液、水、氣必須與噴射操作步驟協(xié)調(diào),督促施工方安排專人負責檢查漿液質(zhì)量。
(8)鉆桿連接及鉆桿拆除時,應嚴密監(jiān)測地內(nèi)壓力。
(9)當噴射注漿完畢,拔出鉆桿,取出外套管,及時沖洗、保養(yǎng)。
2.3質(zhì)量驗收
1、過程控制檢查項目如下表
2、質(zhì)量檢驗標準如下表
三、結(jié)束語
MJS工法樁于2008年引入國內(nèi),其微擾動、可控性的特點契合了當前重視環(huán)境、保護環(huán)境的建設(shè)理念潮流,可望成為今后城市內(nèi)土體加固主流工法,對其在工藝、控制及優(yōu)化方面的及時總結(jié)、探討具有很大意義。實際工作中,監(jiān)理在按建設(shè)監(jiān)理規(guī)程實施常規(guī)控制的同時,應抓住能充分體現(xiàn)MJS工法特性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)重點控制,如排泥狀況,地內(nèi)壓力的實施監(jiān)控與調(diào)整,監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時分析等,使這一新技術(shù)的優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)。
(作者單位:上海市合流工程監(jiān)理有限公司)