MJS工法在城市基坑圍護中的應用

王道富

云南中林地質勘察設計有限公司 云南 昆明 650000

1.MJS工法概述

MJS工法，即全方位超高壓噴射注漿法。由于其獨特的優勢和工程需要應用到傾斜和垂直施工過程中。MJS工法在國外已有較廣泛的應用，它采用位于高壓噴水槍端頭的強制排泥裝置使地基內壓力得到合理的控制，減小施工過程中的擠土效應，降低施工對周圍構筑物及地面的影響。

圖1 ：MJS工藝原理

MJS工法的注漿管由高壓泥漿管、高壓清水管、壓縮空氣管及返漿管等多根管組成。除負壓吸泥管外，其它管道均與噴嘴連接，高壓水管與負壓吸泥管在頭部連接在一起。當MJS工法作業時，硬化材料及壓縮空氣分別從噴嘴噴出，此時鉆桿作旋轉或一定角度的擺動切削土體，硬化材料與土體顆粒混合后可形成加固體。與此同時，高壓水噴嘴同時進水，并高速回流，在出漿管口形成真空，從而把水泥漿置換出來的廢漿從出漿管排出。MJS工法的強制排漿裝置，使地基內壓力得到合理的控制，有效減小擠土效應。

與其他傳統的噴射注漿方法相比，MJS工法具有如下幾個特點

1）排漿方式不同：MJS工法配備專用排漿管，采用真空負壓將廢漿強制排出；傳統注漿方法是通過注漿管與孔壁間的環狀空隙排出地表。

2）對周圍環境微擾動：MJS工法采用了強制排漿方法，地內壓力能夠及時釋放，減小了對周圍土體擠土效應，降低了地表變形風險。

3）可以進行多方位、多角度的施工，還適用于在地下水位以下施工。

4）MJS工法成樁直徑大，加固體質量好：MJS工法能形成2.5米以上的樁徑，加固體強度可以達到1.5MPa以上。

5）泥漿集中收集，有利于現場文明施工：由于采用了專用排漿管可以將廢漿集中管理，施工場地干凈，避免了普通噴射注漿施工中泥漿遍地流的情況。

2.工程概況

松江區中山街道SJC10014單元02A-02A地塊位于上海市松江區，滬松公路東側，榮樂東路南側，南臨育新河。該項目為城中村地塊動遷安置房項目，該項目1～3#住宅為6～8層框架結構，設一層地下室。擬建場地占地面積約7991m2，總建筑面積約11419m2。

圖2 ：本項目現場位置示意圖

基坑東側有多幢2～3F商業用房，距基坑邊線最近的距離約13.6m，基坑邊線距離最近的雨水管線約0.8m；基坑南側為育新河，基坑邊線距離該河浜最近距離約9m；基坑西側有給水管、煤氣管、雨水管、污水管。基坑邊線距離最近給水管約7.4m，基坑邊線距離煤氣管線約8.1m，基坑西側有4幢6F保留住宅，距離基坑邊線最近約7.2m，西南角處有一幢2F建筑距基坑邊線最近約6.9m，該保留建筑均為淺基礎;基坑北側基坑邊線距用地紅線最近距離0.8m，基坑北側有一幢6F保留住宅，距基坑邊線最近約7.2m。

基坑圍護大部分區域采用三軸攪拌樁內插H型鋼作圍護結構，但北側6F保留住宅及西南角2F保留建筑物，均為老建筑，基礎形式為條形基礎。尤其北側6F住宅，原為三層建筑物，后期加層至6層。考慮到攪拌樁施工過程中會產生擠土效應，將北側及西南角兩處攪拌樁止水區域改為鉆孔灌注樁+MJS旋噴樁形式。

3.工程地質及水文地質條件

擬建場地勘察深度范圍內揭露的地基土均屬第四紀松散沉積物。按其結構特征、時代成因和物理力學性質劃分為6大層，詳見《地基土成因類型及分布狀況一覽表》（表1）。

表1 ：地基土成因類型及分布狀況一覽表

場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型，其水位動態變化主要受控于大氣降水和鄰近地表水體。勘察期間實測取土孔內地下水靜止水位埋深為1.10～1.20m，相應高程為2.27～2.42m。

4.MJS工法施工方案

4.1 MJS布置形式

根據設計變更要求，北側及西南角兩處保留建筑物附近的攪拌樁止水帷幕改為MJS旋噴樁止水，MJS旋噴樁設計樁徑2400mm，樁間距1700mm，共布置MJS旋噴樁45根。旋噴樁加固標高-0.7～-13.1m，設計樁長12.4m。MJS布置形式見圖3。

圖3 ：北側6F保留住宅附近圍護結構圖

4.2 MJS施工參數

據本工程設計要求、工程所在地段土層情況、施工設備性能及我單位多年施工經驗，本工程MJS施工技術參數見表2：

表2 ：MJS主要施工技術參數表

4.3 施工難點及應對措施

本工程北側及西南角兩處保留建筑物均為老建筑，年代久遠，基礎為淺基礎極易受到工程施工影響。根據本工程勘察報告，②層土為灰黃色粘土，壓縮系數a0.1～0.1=0.58MPa-1，壓縮模量Ea0.1～0.2=3.38MPa，屬高壓縮性土，地基承載力特征值為80KPa，淺基礎選擇該層土為持力層，地基承載力安全系數相對較小，尤其是北側住宅為先期3F住宅，后期加層至6F。

(一)本工程MJS施工過程中存在以下難點：

1)保留建筑物距離施工區域較近，MJS旋噴樁過程中施工參數控制不當容易造成建筑物變形，造成墻體開裂。

2)MJS旋噴樁施工過程中，先采用高壓泥漿射流切割破壞土層顆粒，然后水泥漿充填加固土體。MJS旋噴樁附近土體破壞后，降低了保留建筑物基礎的被動土壓力，可能導致地基土向MJS方向滑移，造成保留建筑物發生沉降。

3)MJS旋噴樁徑較大，本工程設計樁徑2400mm。即使旋噴樁施工完畢后，樁體內的水泥漿液在一定時間內也是呈液體狀態，不能及時提供土體抗力。這段時間內也容易造成保留建筑物地基沉降。

(二)應對措施

1)施工前根據該項目實際情況，結合我公司施工經驗，制訂相應的MJS施工參數；施工過程中根據對建筑物監測反饋情況及時對既定施工參數進行調整，達到對建筑物影響最小為原則。

2)加大跳樁施工間距。通常情況下，MJS旋噴樁施工按“打一跳一”原則施工，即：按1、3、5、7、9……的順序施工。本項目為減小施工對保留建筑物的影響，宜加大跳樁間距，擬按跳樁間距為3根，即按1、5、9、13……的順序施工，且相鄰樁施工間隔時間不小于48小時。

3)施工過程中加大對建筑物的監測頻率，密切關注建筑物沉降情況，出現單次沉降量過大或累計沉降較大情況時，應及時采取措施。

5.施工過程中周邊構筑物垂直沉降監測情況

西南角區域布置沉降監測點為F1和F2；北側區域布置沉降監測點為F16、F17和F18。

西南側自2019年7月2號開始施工，7月21號結束，根據對F1、F2兩點的監測情況，總體呈現下沉趨勢，但下沉量較小數值小于2mm。7月21號以后沉降變化趨于平穩，且稍有回彈，西南側監測情況網線見圖4。

圖4 ：西南側監測情況曲線

北側施工區域自2019年7月28號施工，至8月26號全部結束，8月14號之前，主要施工樁位在F18號監測點附近，此時F18點呈現先沉后升的變化趨勢，但變化數值不大，約1mm左右。8月8號至8月26號主要施工區域在F17及F16號監測點附近，在此期間F17、F16兩點呈現下沉趨勢，變化數值最大約1.5mm左右，北側沉降監測典型見圖5。

圖5 ：北側監測情況曲線

MJS施工過程中，附近構筑物的總體變化趨勢為下沉，但下沉數值變化較小，最大數值約2mm。充分說明MJS工法是一種微擾動旋噴注漿工法。

6.小結

MJS工法是一種新型的噴射注漿工法，該工法特別適用于在粘土、粉質粘土、粉土等軟土地基的加固。該工法于2008年自日本引入中國，目前已在國內，特別是沿海城市得到廣泛應用。隨著城市高層建筑、軌道交通、越江隧道等建設項目的不斷發展，城市發展空間逐漸轉入地下，基坑的施工向著深、大方向發展，導致深基坑的施工環境越來越復雜。MJS工法作為一種微擾動注漿工法，能夠適應復雜的場地周邊環境，能很好的控制地面位移和土體變形，必將在城市建設中得到更廣泛的應用。