淺述MJS水平樁工法在樁基礎預加固中的應用

裴恒線

摘 要 MJS水平樁工法源自日本，該注漿加固技術在國內已經得到很好的推廣應用。本文論述了MJS水平樁工法在跨河橋梁基礎保護性預加固上的實際應用，闡述了MJS水平樁工法的施工技術要點、管理措施等。總結施工過程中的實際操作經驗，為實施同類項目的注漿加固提供了可操作范例。

關鍵詞 MJS水平樁工法;橋梁基礎加固;高壓噴射;水平加固

前言

MJS水平樁工法為MJS工法中的一種施工技術，在日本最先得到應用。此種施工工法的設備基本配置為：MJS工法主機、引孔機、高壓泵、空壓機、泥漿泵、漿液攪拌系統等。

MJS工法利用超高壓泵及空壓機，通過多孔鋼管，將混合的高壓水泥漿液及壓縮空氣噴射到需要加固的工作面上。鉆桿上的噴嘴往外噴射漿液，而鉆桿同時旋轉往回縮，在需要加固的土中噴射形成圓柱或半圓、扇面狀固結體。在鉆桿噴射漿液時，鉆桿本身附帶的排泥通道，通過壓差倒吸方式，于排泥通道內形成負壓，將土里的泥漿主動吸排出來。此種設置，能很好地平衡地下作業區的壓力，確保施工過程中不對周邊環境產生影響，并能施工水平加固樁體、超深加固樁體及超大樁徑樁體。

1工程概況

本項目為珠海市鴨涌河跨河交通橋基礎保護性水平預加固。該交通橋為單跨30m簡支梁橋，橋總寬28m，橋底抽空水位后凈空高度3m，兩端橋臺支撐基礎為四支灌注樁基礎，從河床往下5m范圍為淤泥質沙土。

按設計方案，需要于本交通橋河底中間位置施工斷面寬3m×高2.5m的渠箱工程。渠箱施工需要開挖基坑，為確保開挖過程中交通橋樁基不受水平推力影響而出現樁基安全問題，需要對河岸橋臺樁基礎做保護性水平預加固。

橋底凈空只有3m，空間有限，無法采用垂直高壓旋噴或者MJS垂直施工，只能采用MJS水平注漿施工加固體，加固漿液采用標號P.O42.5R制作的水泥漿，水灰比1：1。從交通橋的上游位置，先施工設備工作井，尺寸為長8m×寬10m×深7m，加固體樁長為35m。本文重點論述MJS水平樁工法的施工，其余工序工藝省略。施工方案示意圖如下：

2MJS水平樁工法施工

工藝流程為：準備工作→引孔→主機就位→下套管→下鉆→清水掃噴→漿液掃噴→收桿→掃噴結束。

2.1 設備準備

連接好主機、鉆機上的各個數據線，對各個設備的運行情況進行檢查， 確保主機、空壓機、高壓泵、MJS管理裝置、泥漿攪拌系統等都處于正常工作狀態。然后將主機吊裝就位，平穩安置機架后對其進行校零[2]。

2.2 孔位布置

（1）水平鉆孔位依據設計圖紙的坐標點進行測量放樣。

（2）將待鉆的孔位在工作井垂直井壁上依次標出樁號，水平樁位按照設計圖紙設置，偏差<50mm。

2.3 引孔施工

（1）引孔鉆機安裝就位后，對加固區進行預成孔，破除加固區的局部障礙。

（2）確保鉆好的孔中心與加固樁體中心偏差<50mm，垂直度偏差小于1/100 。

（3）正循環設備調制水泥漿，鉆孔過程采用泥漿護壁施工工藝。

根據鉆孔的長度確定鉆具的型號，以及計算導管長度。預先校核鉆頭的長度以及校核鉆機上占用的鉆桿長度、有效鉆桿長度、鉆桿根數，并經現場監理旁站校驗，施工過程不得任意更換經校核后的器具。

鉆機就位必須平整穩固，確保在施工中不會出現傾斜、偏移等現象。

本項目的MJS水平樁工法鉆進采用正循環回轉鉆進，三翼錐形鉆頭形狀。泥漿泵將泥漿從循環池內泵入鉆桿泥漿管，再經鉆頭返出。鉆頭鉆進過程中，對周邊土體切削攪拌時也會生成泥漿。生成的這些泥漿會從鉆桿內排泥通道返回至孔口，再由排污泵抽排入循環泥漿池，由此生成泥漿循環系統由此形成。

初始鉆進開孔過程中，鉆桿的鉆進壓力應維持在較小值，及保持低轉速，使泥皮均勻以便達到護壁效果。鉆進入孔超過4m后，可視地質情況的不同，用合適的鉆進參數正常鉆進。

2.4 MJS水平樁施工

（1）引孔鉆進完成后，MJS樁機吊裝進工作井就位，鉆桿對中后進行施工。

（2）將鉆桿水平進桿至設計長度，若在進桿過程中出現困難的情況，可以采用清水削孔鉆進作業。

（3）檢查鉆桿與鉆頭對接牢固程度，以及密封圈密封是否完好，避免缺失或損壞現象的發生。還需要檢查監測地內壓力的設備是否正常。

（4）鉆進過程中，重復（2）和（3）的工序，直至將桿件鉆進至設計長度。

（5）鉆桿到達設計長度后，需要進行校零工作，使噴嘴與動力頭“0”刻度以及鉆桿上的白線處于同一條直線，然后設置好施工各個工藝參數，方可進行下一步施工。

（6）打開倒吸水流及空氣開關，在檢查排漿系統工作正常后，打開排泥閥，同時啟動高壓水泥泵以及主空壓機。首先先用清水伸縮噴設100 cm，壓力此時設置為20MPa，噴射時間保持5min，然后把清水轉換為水泥漿，以便確保水平樁的施工質量。鉆桿重新歸位后開始正式噴射書泥漿施工。

（7）高壓水泥泵剛開啟時，壓力數值不宜設置過高，逐步增大壓力，直至設定的壓力值，并確認顯示的地內壓力值正常后才可以繼續收桿作業。

（8）施工過程中，必須實時對地內壓力值密切監測[1]，如出現壓力異常的現象，須立即調整排漿閥大小，確保地內壓力值控制在安全的范圍內。

（9）全長鉆桿回縮到位后，需把水泥漿切換成清水后才能將其拆卸，當水泥漿泵壓力值出現下降的現象，證明水流已到達噴嘴位置，此時將水泥漿泵、主空壓機、倒吸空氣及水流開關關閉。

（10）每根鉆桿拆卸完畢后，必須及時用清水沖洗干凈并保養到位。

重復以上施工步驟，直到整個MJS水平加工樁施工結束。

3施工成效

在進行MJS水平樁施工時，通過實時控制地內壓力值，控制擺噴幅度及噴射壓力值，可以對地下空間的沉降和位移進行有效的控制。本項目的水平加固樁經檢測，其樁徑達2.5m， 28d后鉆芯取樣無側限抗壓強度平均達到12.2MPa，滿足設計目標值10Mpa。開挖渠箱基坑時，加固的水平樁表觀均勻，互相咬合緊密，無滲水現象。采用MJS水平工法對交通橋的兩端樁基礎作保護性預加固的措施，達到了設計的目標，滿足了實際施工的需要。

4常見問題及處理措施

（1）引孔過程遇障礙。釆用金剛石巖心鉆頭進行引孔施工，先行清除障礙。

（2）排泥孔口堵塞排泥過程中，孔道口如遇堵塞，則打開切削水縮桿，切削土體約50-100cm，并抽動鉆桿，并打開倒吸水及倒吸氣開關，將排泥口泥塊清空。

（3）設備故障停電或需要維修。設備在噴漿施工中岀現故障或停電時，應立即記錄鉆具所處位置數值，對主機及高壓泵、高壓管進行清洗，進行鉆具提拔，待設備恢復正常后，重新掃孔至停電時鉆具所處標高下1m 處，再推進噴漿鉆具，重新縮桿噴射。MJS水平樁施工過程中，需要仔細觀察并記錄具體施工數據以及檢查設備在施工過程的狀態，發現問題及時解決，避免在成樁過程中發生技術、質量及設備問題。

5結束語

MJS水平樁工法在珠海鴨涌河跨河交通橋基礎保護性預加固項目實施過程中，施作的樁強度和直徑均符合設計要求，加固的成效得到了實際展示。本項目實際實施的MJS水平樁工法，對解決軟土地質下以及有限空間內的結構物保護加固，起了比較好的示范作用。推動國內同業利用MJS工法來解決很多棘手的地下空間結構物預加固問題，比如，地鐵隧道近接重要結構物的加固保護，橫穿高鐵等重要干線的水平支撐加固等。

參考文獻

[1] 李興國，高亮，王凱，等.MJS工法在緊鄰地鐵工程中的應用[J].建筑施工，2016，（2）：131-133.

[2] 張鵬飛.MJS工法在后世博園通道下穿綜合管溝中的應用[J].中國市政工程，2015，（1）：56-59，102.