摘要:某深基坑開(kāi)挖工程,在地鐵安保區(qū)作業(yè),項(xiàng)目緊鄰地鐵2號(hào)線、10號(hào)線,基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵安全速營(yíng)影響大。本次施工的內(nèi)容為基坑加強(qiáng)措施,鄰近地鐵側(cè)地連墻接縫處的MJS工法樁。該區(qū)域臨地鐵車(chē)站地連墻接縫處的MJS工法樁止水工程質(zhì)量是決定基坑安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)監(jiān)理嚴(yán)格要求,本工程加固止水效果顯著。
關(guān)鍵詞:MJS工法樁;高風(fēng)險(xiǎn);地基加固;噴射注漿;地鐵安全
1 工程概況
某超高層建筑基坑工程于2011年開(kāi)始施工,開(kāi)挖約6-7米后于2014年停工。項(xiàng)目影響段對(duì)應(yīng)的地鐵區(qū)間為盾構(gòu)隧道。目前地鐵結(jié)構(gòu)變形及病害狀態(tài)如下:一是道床累計(jì)沉降35.0mm,出入口最大沉降8.8mm。二是隧道收斂擴(kuò)張量大于80mm的1環(huán),60-80mm管片達(dá)35環(huán)。2020年9月起復(fù)工,設(shè)計(jì)上采取了增設(shè)隔離樁、地連墻接縫MJS補(bǔ)強(qiáng)、局部增設(shè)支護(hù)樁等措施,并制訂了地鐵結(jié)構(gòu)加固方案。本項(xiàng)目地基基礎(chǔ)工程是否成功的關(guān)鍵施工工序?yàn)椋亨徑罔F側(cè)地連墻接縫處的MJS工法樁基坑加強(qiáng)工程。項(xiàng)目施工場(chǎng)地狹小,影響作業(yè)空間。施工區(qū)域已施工三軸攪拌樁、地連墻及鋼筋混凝土導(dǎo)墻。施工區(qū)域高度存在高差,影響機(jī)器位移。本工程止水加固深度范圍涉及地質(zhì)土層有淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂和中細(xì)砂?;用娲罂由?,開(kāi)挖深度22.75-27.85m,基坑南北長(zhǎng)約250m,東西長(zhǎng)約150m。開(kāi)挖與支撐配合對(duì)施工進(jìn)度和周邊環(huán)境的影響大。依據(jù)已施工情況,對(duì)長(zhǎng)期未施工情況進(jìn)行加固處理,增設(shè)MJS工法樁(如圖1),深度為-17~-45m(地連墻底標(biāo)高)。
2 MJS工法的特點(diǎn)
MJS工法樁是在傳統(tǒng)施工旋噴樁施工經(jīng)過(guò)優(yōu)化、改良的新工法,以解決在砂土及卵石層成樁問(wèn)題。其基本原理是利用超高壓水泥漿與空氣從兩種材料的自由流動(dòng)或橫向噴射而出,通過(guò)噴射、剪切、沖擊土體,與土體進(jìn)行相互置換、攪拌、復(fù)合而產(chǎn)生混凝土樁體。在超高壓技術(shù)的強(qiáng)大壓力漿液及其他外圈環(huán)繞空氣的聯(lián)合作用下,破碎土體的能力大大提高,最后在土體中產(chǎn)生較大的膠結(jié)體。它有以下特點(diǎn):
(1)設(shè)備型號(hào)有大有小,可以滿足不同施工現(xiàn)場(chǎng)條件。大的設(shè)備可以在地面操作,施工效率高;小的設(shè)備可以在狹小的地下空洞操作,便于施工。
(2)滿足環(huán)保要求。①抽出的泥漿輸送至地面指定泥漿池內(nèi),經(jīng)硬化處理后運(yùn)出場(chǎng)地,能夠滿足環(huán)保要求。②控制噴射注漿引起的地基隆沉,最大限度地減小臨近構(gòu)筑物的影響。③通過(guò)水泥漿與泥漿的置換,水泥漿在固定的位置加固,可以避免地下水和土體的污染。
(3)加固深度、強(qiáng)度滿足要求,加固質(zhì)量可靠。①最大加固深度可以達(dá)到100m。②MJS噴射管滿足加固深度和強(qiáng)度要求:最前端配有壓力傳感器和多孔管,可以強(qiáng)制排泥。③通過(guò)加固后,形成高強(qiáng)度、大范圍的加固體,能夠滿足接縫止水的要求。
(4)全方位施工(垂直、水平、傾斜),加固截面可以隨意設(shè)定,滿足不同的施工條件。加固體截面可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況設(shè)定,任何扇形界面的加固都能按要求施工完成。
(5)MJS超級(jí)旋噴工藝有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。泥漿回收設(shè)備可以有效利用水泥、節(jié)約水泥,同時(shí)可以減少泥漿排放量。
(6)用途廣泛:適用于各種條件復(fù)雜的軟土地基加固、超深地連墻接縫止水、各種止水帷幕的加固補(bǔ)強(qiáng)、各種變形條件的地基加固和管線集中處的地基加固。在日本已經(jīng)廣泛應(yīng)用于以下工程中:基坑開(kāi)挖、盾構(gòu)施工、頂管施工、隧道施工以及其他工程。
3 施工前準(zhǔn)備工作
(1)設(shè)備進(jìn)場(chǎng):設(shè)備的堆放場(chǎng)地合理選擇,考慮場(chǎng)地堆放不影響自己和其他施工單位,還要充分考慮接電、接水的方便性。
(2)做好設(shè)備安裝及調(diào)試工作,確保機(jī)械在開(kāi)工后能正常施工運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)按施工平面圖要求做好施工區(qū)域的清理工作,保持場(chǎng)內(nèi)內(nèi)外道路清潔。
(4)待散裝水泥罐就位后,散裝水泥馬上進(jìn)場(chǎng),并做好原材料復(fù)試工作。
(5)對(duì)所有參加施工作業(yè)的人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量及安全的交底工作。
(6)高壓噴射施工的主要機(jī)具參數(shù)見(jiàn)表1。
(7)為保證工程質(zhì)量,所有建筑施工機(jī)械應(yīng)當(dāng)配備正確的測(cè)量?jī)x器成孔鉆具。
(8)鉆頭直徑不小于設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔設(shè)備上報(bào)監(jiān)理部批準(zhǔn)方可使用,更換設(shè)備也應(yīng)上報(bào)監(jiān)理部批準(zhǔn)。
(9)施工單位應(yīng)逐項(xiàng)檢查MJS高壓噴射注漿設(shè)備。連接好設(shè)備,試運(yùn)轉(zhuǎn)滿足要求,由總承包單位報(bào)監(jiān)理部驗(yàn)收合格后方可正式施工。
4 MJS施工相關(guān)參數(shù)
4.1MJS工法控制參數(shù)
4.2樁機(jī)定位
樁位在總承包單位放線并復(fù)測(cè)后,由監(jiān)理工程師復(fù)核驗(yàn)收。樁位驗(yàn)收,總承包單位須提前一天書(shū)面通知監(jiān)理部。
4.3MJS施工機(jī)械、設(shè)備
MJS高壓噴射注漿施工設(shè)備應(yīng)經(jīng)監(jiān)理、總包單位聯(lián)合驗(yàn)收合格后,懸掛聯(lián)合驗(yàn)收合格證明后方準(zhǔn)使用。
4.4監(jiān)理部工作要求
(1)要熟悉MJS施工管理系統(tǒng)電腦面板的操作,通過(guò)電腦面板可以了解噴漿、噴水、地內(nèi)壓力、排泥、施工速度等的實(shí)時(shí)管理。重點(diǎn)巡查泥漿相對(duì)密度并做好記錄。
(2)MJS高壓噴射注漿施工中實(shí)施巡視監(jiān)理,值班監(jiān)理每天工作時(shí)間與施工單位施工時(shí)間同步。如監(jiān)理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)指出,要求施工單位立即糾正。當(dāng)問(wèn)題嚴(yán)重時(shí),值班監(jiān)理及時(shí)向總監(jiān)匯報(bào),研究處理措施。
(3)MJS高壓噴射注漿施工進(jìn)行嚴(yán)格的工序質(zhì)量控制,每道工序值班監(jiān)理必須檢查,重要工序(鉆孔終孔時(shí)的深度、鉆管鉆入深度、噴射注漿前的水泥漿液密度、噴射注漿結(jié)束的樁頂標(biāo)高)在施工單位自檢合格的基礎(chǔ)上,由總包組織施工和監(jiān)理單位進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后才能進(jìn)入下道工序施工。
(4)要求施工單位在施工中自覺(jué)執(zhí)行設(shè)計(jì)文件、有關(guān)規(guī)范及規(guī)程的規(guī)定和要求,確保成樁施工質(zhì)量;及時(shí)組織自檢,并向監(jiān)理提供各項(xiàng)施工資料及驗(yàn)收單據(jù)。
(5)MJS高壓噴射注漿的檢查應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。
(6)值班監(jiān)理對(duì)地基工程按當(dāng)班施工噴射注漿樁數(shù)的20%做好抽查記錄,填寫(xiě)在“MJS高壓噴射注漿質(zhì)量抽查記錄表”上。
(7)監(jiān)理工程師組織施工單位項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量負(fù)責(zé)人進(jìn)行檢驗(yàn)批及分項(xiàng)工程驗(yàn)收。
(8)值班記錄內(nèi)容:值班期間設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)工作情況及驗(yàn)收情況。
4.5注漿量的控制
要求總承包單位對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)材料現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后才能進(jìn)場(chǎng)使用。注漿量的大小是工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),水泥進(jìn)場(chǎng)后由建設(shè)、監(jiān)理、總承包單位三方進(jìn)行車(chē)車(chē)過(guò)磅,核對(duì)數(shù)量,共同控制水泥注漿量,確保MJS工法樁工程質(zhì)量。
5 管理要點(diǎn)
監(jiān)理重點(diǎn):噴漿管理、噴水管理、地內(nèi)壓力管理、排泥管理、施工速度管理。這些關(guān)系施工質(zhì)量要嚴(yán)格控制。
5.1鉆機(jī)位置驗(yàn)收
重點(diǎn)驗(yàn)收鉆機(jī)的位置和標(biāo)高,鉆頭位置要均勻、精確,先對(duì)準(zhǔn)孔深,且水平孔位誤差≤50mm,而垂直角度誤差則控制在樁高0.5%的范圍內(nèi)。
5.2鉆孔
(1)引孔流程:破孔-引孔-鉆孔-測(cè)斜-放PVC管道-成孔-移動(dòng)鉆機(jī)。
(2)啟動(dòng)鉆機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn),鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)深度。高壓水成孔時(shí)的水壓控制在30-35MPa之間,采用合金鉆頭鉆進(jìn)時(shí)控制泥漿相對(duì)密度在1.05~1.2之間,保證孔壁的完整性。在插管過(guò)程中,為防止泥沙堵塞噴嘴,高壓水噴嘴邊射水、邊插管,水壓不超過(guò)1MPa,至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停止鉆進(jìn)。
(3)施工前合理安排土方堆放,后臺(tái)設(shè)備擺放位置,泥漿池采用砌筑形式。
(4)采用炮頭破除導(dǎo)墻后,引孔機(jī)引孔,給MJS提供施工條件,方便施工。
(5)采用制作機(jī)架,消除高差。利用吊車(chē)輔助進(jìn)行機(jī)械位移。
(6)鉆孔過(guò)程中根據(jù)土層適當(dāng)添加膨潤(rùn)土護(hù)壁泥漿,確??妆诜€(wěn)定性。
(7)對(duì)具體孔位、孔深等與各個(gè)鉆進(jìn)中的地下障礙物、溶洞、涌水、滲漏等或與“巖土工程勘察報(bào)表”不相符的現(xiàn)象,均應(yīng)有翔實(shí)記載。
5.3預(yù)埋外套筒
每個(gè)外套筒都需要實(shí)地檢測(cè)確定尺寸,以保證鉆進(jìn)深入。
5.4噴射注漿
(1)按照要求參數(shù)進(jìn)行成樁施工,施工時(shí)密切監(jiān)測(cè)地內(nèi)壓力,壓力不正常時(shí),必須及時(shí)調(diào)整。當(dāng)提升一根鉆桿后,對(duì)鉆桿進(jìn)行拆卸,注意在拆卸鉆桿的過(guò)程中,認(rèn)真檢查密封圈和數(shù)據(jù)線的情況,看是否損壞,地內(nèi)壓力顯示是否正常,如有問(wèn)題及時(shí)排除。拆卸鉆桿后,需及時(shí)對(duì)鉆桿進(jìn)行沖洗及保養(yǎng)。
(2)每埋設(shè)10m,使用測(cè)斜尺對(duì)垂直程度進(jìn)行一次檢測(cè);同時(shí),按照設(shè)計(jì)每下鉆10m鉆桿,并須通過(guò)LED發(fā)光體對(duì)垂直程度進(jìn)行測(cè)量;確保垂直程度達(dá)到設(shè)計(jì)要求樁高的0.5%。
(3)MJS旋噴灌注的高壓混凝土泥漿水壓要符合工程設(shè)計(jì)規(guī)定,成樁的垂直角度誤差不能超過(guò)樁高的0.5%;地內(nèi)水壓控制在限制系數(shù)內(nèi)。
(4)在施工時(shí)應(yīng)密切監(jiān)測(cè)地內(nèi)水壓,水壓不良時(shí)應(yīng)立即調(diào)節(jié)。
(5)在施工過(guò)程,若遇無(wú)法返漿或地中壓力不足的靜水壓力情況,MJS旋噴會(huì)先將水停滯在原地后繼續(xù)進(jìn)行噴漿施工,直至地中壓力正常后方持續(xù)進(jìn)行噴漿施工。
(6)成樁流程要連貫。
5.5出泥
由于MJS工法出泥量較多,需磚砌筑專用泥漿儲(chǔ)存池,待泥漿池蓄滿后,由泥漿車(chē)運(yùn)輸?shù)街付ǖ臈壨咙c(diǎn)處理。
5.6拔管
邊噴漿邊提升鉆桿,提升速度要按照計(jì)算要求。在拆換鉆桿時(shí),必須按照操作要求進(jìn)行。拆除和安裝必須迅速準(zhǔn)確,以節(jié)約時(shí)間和提高效率,保證施工質(zhì)量。
5.7封堵
MJS施工完成后,將鉆桿緩慢拔出,超過(guò)蝶閥高度后,關(guān)閉蝶閥,而后將鉆桿全部抽出封堵裝置,等水泥土凝固后拆除封堵裝置,清除鉆孔處多余部分的水泥土,采用微膨脹混凝土封孔。
5.8沖洗
每節(jié)管拆卸后必須進(jìn)行沖洗,擺放在清潔位置,保證管路通暢。
6 MJS工法樁地基加固工程質(zhì)量保證措施
(1)在施工過(guò)程中使用《高壓噴射注漿地基工程檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄表》對(duì)整個(gè)施工過(guò)程、每一道工序?qū)嵤┻^(guò)程控制,一樁一個(gè)驗(yàn)收表格,做到每一道工序責(zé)任落實(shí)到人;
(2)施工過(guò)程中控制孔位誤差必須小于50mm,把鉆桿垂直度誤差控制在1/100內(nèi);
(3)施工過(guò)程中檢查機(jī)具設(shè)備是否正常,盡量保證連續(xù)不中斷,如果因特殊原因?qū)е聡姖{中斷的,在恢復(fù)噴漿時(shí)將鉆桿下放50cm以避免出現(xiàn)斷樁;對(duì)于分段提升的搭接長(zhǎng)度宜大于10cm;
(4)漿液配比必須嚴(yán)格控制,安排專人負(fù)責(zé)抽查漿液質(zhì)量,將不合格的漿液作為廢漿處理;
(5)在施工過(guò)程中,應(yīng)跳孔施工,滿足24h單樁成樁時(shí)間;
(6)詳細(xì)做好施工過(guò)程記錄、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和工程以外情況等;
(7)施工過(guò)程中地內(nèi)壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)專業(yè)監(jiān)測(cè)單位的監(jiān)測(cè)報(bào)表,調(diào)整地內(nèi)壓力調(diào)整系數(shù);
(8)詳細(xì)做好施工過(guò)程記錄、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和工程以外情況等;
(9)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)冒漿、不返漿等不正常情況下,應(yīng)及時(shí)處理,調(diào)整至正常情況,才允許繼續(xù)施工。
7 結(jié)論
為確保工程質(zhì)量,項(xiàng)目監(jiān)理部要逐樁驗(yàn)收,做好MJS工法樁的前臺(tái)和后臺(tái)日常巡視工作。特別是后臺(tái)MJS施工管理系統(tǒng)(集中管理室)的檢查尤為重要。
工程完工后,經(jīng)檢測(cè),樁體強(qiáng)度及滲透系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。在后續(xù)的施工中超大基坑監(jiān)測(cè)和臨近地鐵變形監(jiān)測(cè)均證明MJS工藝作為地連墻墻縫加強(qiáng)止水措施,效果顯著。該工法為超高層建筑屬于超過(guò)一定規(guī)模的基坑工程而且在臨近地鐵等復(fù)雜地基條件下,為處理高風(fēng)險(xiǎn)軟土地基提供了一定的參考經(jīng)驗(yàn)。
作者簡(jiǎn)介:朱克容(1972-),男,漢族,安徽蕭縣人,本科,高級(jí)工程師,研究方向:建筑鑒定廈加固改造。