應用MJS工法作地下連續墻槽壁加固的探索

1 工程結構及地質條件

1.1 工程結構

本工程系上海某大型地塊綜合開發項目，基坑緊鄰運營中軌道交通地鐵車站的附屬結構。圍護結構為地下連續墻，厚 1.2 m、深 50 m。其內外兩側采用Φ850 mm 三軸攪拌樁作槽壁加固，槽壁加固和地下連續墻之間的凈距離為 100 mm。既有軌交車站附屬結構的圍護結構為Φ850 mm SMW (新型水泥土攪拌樁墻)工法樁，深 23 m，其中內插的 H 型鋼已拔除。三軸槽壁加固平面布孔位置見圖1。

圖1 三軸槽壁加固平面布孔圖

從圖1 可以看出，車站附屬結構的圍護結構外側與本工程地下連續墻外側的理論凈距離為 1.2 m，與本工程槽壁加固外側的理論凈距離為 0.25 m?？紤]到車站附屬結構的圍護在施工時可能經過外放，而本工程地下連續墻在施工時也要考慮外放，因此新老圍護結構的凈距離可能不足 0.15 m。

1.2 地質條件

勘察結果表明，擬建場地南側均位于古河道分布區。古河道區域地質情況較復雜：②3層灰色砂質粉土，力學性差，易坍方、易液化，且層厚達 13 m；第 ⑤ 層厚度較厚，第 ⑥ 層缺失，第 ⑦ 層上部受切割，層頂起伏較大。具體地質情況如表1 所示。

2 坑外側槽壁加固形式調整

本工程的坑外側槽壁加固距離既有軌交車站附屬結構的圍護凈距離可能不足 0.15 m，且原來的 SMW 工法樁已經存在了近 3 年時間，被加固土體的抗壓強度已經很高。再考慮到施工時的垂直度偏差，有極大可能會影響到本工程坑外側三軸攪拌樁槽壁加固的施工，使其向本工程基坑方向偏斜，從而影響到本工程圍護結構地下連續墻的施工。本工程場地內有 ②3層灰色砂質粉土，力學性能差，易坍方、易液化，且層厚達 13 m。因此，槽壁加固非但不能減免，還要保證施工質量，以保障地下連續墻的質量。

表1 土層分布及其具體特征

鑒于這種情況，嘗試采用 MJS (全方位高壓噴射)工法，以半擺噴的形式在坑外側作槽壁加固。槽壁加固的樁Φ2 600 mm，中心距 1 700 mm，深 48 m，擺動噴漿范圍為 180°。MJS 做槽壁加固的平面布孔位置詳見圖2。

圖2 MJS 做槽壁加固平面布孔位置圖

3 MJS 工法布孔形式及施工參數

3.1 布孔形式

為避免 MJS 工法施工的水泥漿液噴入到地下連續墻槽段內，同時又考慮到 MJS 工法引孔的垂直度偏差，因此平面布孔時孔中心距離地下連續墻外邊為 150 mm，孔中心距 1 700 mm。如圖3 所示，MJS 工法的有效加固厚度為984 mm，大于原設計方案φ850 mm 三軸攪拌樁槽壁加固的厚度。

圖3 MJS 工法布孔大樣圖

3.2 施工參數

本工程采用 MJS 工法的施工參數詳見表2。

表2 MJS 工法施工參數表

3.3 擺噴角度的控制

為完成半擺噴的設計意圖，同時又要控制好水泥漿液不噴入到地墻槽段內，須嚴格控制擺噴的角度。通過 MJS-40VH 設備本身的電腦控制臺，可以任意設定法線兩側擺動的角度，由電腦精確控制，在設定的角度范圍內來回擺動，并同步噴漿，詳見圖4。

圖4 電腦控制臺角度設定示意圖

4 槽壁加固效果分析

4.1 地下連續墻成槽垂直度

對 MJS 工法做槽壁加固范圍內的3幅地下連續墻進行超聲波垂直度檢測。采用 UDM100 超聲波檢測記錄儀進行檢測。槽段垂直度偏差情況分別如圖5、圖6、圖7 所示。

圖5 第 1 幅地下連續墻槽段垂直度偏差圖

圖6 第 2 幅地下連續墻槽段垂直度偏差圖

圖7 第 3 幅地下連續墻槽段垂直度偏差圖

從圖5、圖6、圖7 可以看出，3 幅地下連續墻均有一定程度向基坑內側方向傾斜，但總體垂直度基本能滿足設計和規范＜1/300 偏差的要求。

4.2 鉆芯取樣28 d無側限抗壓強度

在相當于基坑開挖深度范圍 (23 m) 內，豎向分 3 點深度進行鉆芯取樣，28 d 無側限抗壓強度如表3 所示。

表3 鉆芯取樣 28 d 無側限抗壓強度

4.3 鉆芯取樣 28 d 滲透試驗結果

在相當于基坑開挖深度范圍(23 m)內，豎向分 3 點深度進行鉆芯取樣，28 d 滲透試驗結果如表4 所示。

表4 鉆芯取樣 28 d 滲透試驗結果

5 結 語

(1) MJS 工法在自身引孔及成樁過程中存在垂直度偏差。

(2) MJS 工法噴漿成樁過程中，由于漿液在噴嘴處有擴散角，最后成樁的范圍超過 180°，可能存在部分水泥漿液流入地墻成槽范圍內。

(3) MJS 工法水泥摻量較大，達到 40%，且后期鉆芯取樣 28 d 無側限抗壓強度值明顯高于普通三軸攪拌樁。此外，地墻槽段內外側被加固土體的強度差異，也可能導致成槽內傾。

綜上所述，在本工程的應用中采用 MJS 工法作為槽壁加固能夠滿足設計和規范的垂直度偏差、抗壓強度和抗滲性要求。在今后類似工程中，應特別注意控制成樁范圍以及水泥摻量等問題。