超高壓噴漿MJS 和 RJP 工法的質量控制要點

劉偉鵬（中衡設計集團工程咨詢有限公司， 江蘇 蘇州 215000）

0 引 言

隨著超高層建筑越來越多，其深基坑的復雜性促使在設計、施工時就要深思熟慮，一些新的工藝也隨之產生。目前土體加固方面大多采用三軸攪拌樁、高壓旋噴樁，以及超高壓噴射注漿的全方位高壓噴射（Metro Jet System，MJS）工法和三重管高壓噴射灌漿（Rodin Jet Pile，RJP）工法等。本文以具有代表性的長三角區域某超高層深基坑項目（以下簡稱“本項目”）為例，就 MJS 工法和 RJP 工法與常用的高壓旋噴工藝的不同點，以及 MJS工法和 RJP 工法的質量控制要點展開討論，供相關監理人員參考。

1 設計參數比較

設計中，三軸攪拌樁多用于深基坑常規深度的外圍止水帷幕、槽壁加固和土體加固等，高壓旋噴樁多用于坑中坑的側壁加固或局部埋深較深的豎向構筑物（件）的外側加固，而超高壓噴射注漿的 MJS 工法和 RJP 工法則更多地用于超深部位的槽壁加固，如地下連續墻接頭部位的土體加固、地鐵基坑等。本項目采用的高壓旋噴、MJS 工法和RJP 工法主要設計參數，如表 1 所示。

表1 本項目采用的高壓旋噴、MJS 工法和 RJP 工法的主要設計參數

從表 1 可以看出，MJS 工法和 RJP 工法與高壓旋噴相比，在施工深度方面要深得多，漿液噴射壓力也大得多，噴漿速率要求更慢，成樁直徑更大。此外，MJS 工法和RJP 工法都可以控制鉆桿噴射角度形成 180° 半圓樁或 360°全圓樁；MJS 工法因有回漿釋壓要求，對周邊土體的擾動較 RJP 工法更小，可應用于臨地下重要保護建筑物、臨地鐵側區域等的施工建設。

2 施工前期準備要點

（1）審核非原位試樁施工方案。由于設計給出的參數值需根據現場實際地質情況，在非原位進行施工試樁，根據最終 28 d 無側限抗壓強度的檢測結果，以達到設計要求的試樁施工參數作為正式施工的控制依據。非原位試樁方案應以設計參數為基礎，有差別地選擇幾組控制參數值，在現場施工 2～3 根試樁，最終選擇最佳的組合方案。

（2）現場非原位試樁。非原位試樁及正式工程樁都應注重引孔成型質量、試噴、下鉆桿和壓力噴漿等幾個環節。引孔設備應配備圓筒合金鉆頭，孔深應大于設計孔深1 m，鉆孔垂直度應符合要求；當鉆頭、首節鉆桿、壓力泵和數控后臺等組裝調試完畢后，須進行帶水試噴；下鉆桿前應嚴格檢查鉆桿內孔是否通暢、接頭是否密封、信號數據線是否完好等；壓力噴漿必須按照設定的控制參數進行施工，監理應在過程中嚴格監控。表 2 列出了本項目超高層 4 個試樁設定的施工控制參數，與設計參數值相同的氣流壓力、漿液流量、切削水壓及流量等未列入其中，4 個試樁均進行了土體壓力監測。在試樁施工過程中，第 ③ 組噴漿壓力采用 50 MPa，在地質 ⑨-1粉質黏土夾粉土層（相對標高 －25 m～－29 m、承載力特征值 180 kPa）出現了土體壓力超出設計控制要求的情況。

表2 本項目 4 個試樁設定的施工控制參數

（3）最終施工方案的確定及作業前交底。根據表 2 無側限抗壓強度檢測結果以及施工過程中的情況，取最優的第 ② 組作為后續正式的施工控制參數值，形成最終施工方案，經施工單位內審、監理單位審核后執行；督促施工單位對作業班組進行詳細的書面交底，內容涵蓋施工流程、控制參數值、關鍵控制點、停工待檢點、施工記錄填寫、交接班制度以及注意事項等。

（4）MJS 工法和 RJP 工法的施工流程。如圖 1 所示，MJS 工法和 RJP 工法在施工流程上基本相同，但 MJS 工法對場地內土體壓力值有更加嚴格的要求，施工中增加了土體壓力監測、暫停噴漿、調整壓力值及回漿釋壓等控制環節。

圖1 MJS 工法和 RJP 工法施工流程圖

3 施工中的質量控制要點

3.1 設備就位及調試、驗收

（1）設備就位。引孔設備和噴漿設備均應平穩并水平地安裝在經放樣復核準確的樁位孔上；鉆桿軸線垂直對樁位孔中心線，鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于規范及設計要求（通常要求為 1%）。監理應對此步驟進行測量工序驗收。

（2）設備檢查。施工前檢查注漿設備和管路系統并進行調試，根據試樁結果進行調整并設置各施工參數；管路系統的密封圈必須良好，各通道和噴嘴通暢、無異況；檢查計量器具的校訂周期并確認其有效；吸漿軟管、高壓泵與鉆桿間的耐高壓軟管連接良好、無破損，接頭使用卡口接頭，并有密封圈壓緊；設備調試完畢并應經施工單位自檢合格后由監理驗收。

3.2 開槽、引孔及下放套管

先查看地質報告和管線圖，再根據施工圖進行樁位放樣，然后沿樁位中心線開挖溝槽。溝槽寬度約為 1 m，深度在 1 m～2 m 之間，以保證溝槽有一定的儲漿功能。

根據地質情況，選擇符合要求的引孔設備（如 GYQ-200B 型鉆機）。鉆頭宜采用合金材質，并加設導正器。制備比重為 1.2～1.3 的膨潤土泥漿進行鉆孔。鉆孔時應時刻觀測鉆桿，確保引孔垂直度滿足規范及設計要求，若遇障礙物應降低鉆速、反復切削。引孔深度宜大于設計孔深0.5 m～1 m，最后使用導正器進行掃孔，并灌入泥漿比重約 1.3 的泥漿，以防塌孔。

引孔完成后，超過 30 m 深度的應置入外套管。監理應現場復核所有外套管的長度，確保下放深度滿足設計樁底標高的要求。

3.3 鉆機試噴、下鉆桿

噴漿設備組裝時，首先卸下鉆頭前端的切削頭，將鉆頭裝入主機動力頭內，檢查卡盤和排泥口以及壓力感應器位置，準確就位后夾緊卡盤；其次開啟下部液壓夾頭，操作進給開關將動力頭降至合適位置，并裝上前端切削頭；最后安裝倒吸空氣適配器、水龍頭等，確認各路管線均通暢良好。

試噴時應將旋轉鉆頭噴嘴旋至合適位置，避開人群以免發生安全事故。先采用清水替代水泥漿進行試噴，主機及后臺操作人員配合依次開啟主空氣泵和注漿泵，再依次開啟倒吸氣泵和排漿倒吸泵，確認鉆頭噴射過程和倒排漿均運行正常。一切正常后方可進行后續的水泥漿噴射工序。

提前將鉆桿清洗干凈，檢查鉆桿孔內是否通暢，密封圈的密封性能是否良好。安裝人員應對放入鉆桿信號線孔內的信號數據線連接情況進行確認；鉆桿對接時，內六角螺栓必須連接緊密，采用電動緊固器后應用手動扳手檢查確認一遍。根據實際孔深確定鉆桿下放根數，最后一節鉆桿下放時需控制好鉆頭在孔底的標高，宜比實際引孔底標高高出約 20 cm。監理應對此步驟進行旁站、驗收。

3.4 提鉆噴漿

噴射前應提前通知后臺按照試樁后確定的水灰比制備水泥漿。要求水泥漿進入注漿泵前的過濾情況必須良好（一般為 3 道過濾），以防異物和較大水泥顆粒堵塞泵管和噴嘴，配置好的水泥漿液宜在 0.5 h 內使用完。按照試樁后確定的各參數值設定主機參數，并完成校零工作，校零時鉆桿上面的白線應正對主機正前方。監理工程師對設備各參數的設定值、水灰比、注漿方向、噴射角度、回轉速度、提拔速度及各項壓力控制值等進行驗收，并簽署驗收記錄表。

進入噴射階段時，先打開倒吸空氣泵和倒排泵，再次確認排泥管路正常，然后打開主空氣泵和注漿泵，調整泵的壓力達到 20 MPa～30 MPa，然后將水切換成水泥漿，調節壓力至施工設定值（45 MPa），打開步進開關，開始噴射施工。

當提鉆噴漿需卸鉆桿時，應在完成該段噴漿結束前約30 s 內將水泥漿切換成水，然后即刻停止噴射、拆除鉆桿（一般情況下每噴 3 m 拆 1 次桿）。每次拆桿時，應注意將注漿泵的壓力值下降至安全范圍后，隨后依次關閉前臺設備和后臺設備，最后拆除鉆桿；分段提升時，每次噴漿應與原停噴區段搭接 0.1 m，中斷噴漿施工在 1 h 時，恢復噴漿須與原停噴區段搭接 0.5 m。

提鉆時應同步提升外套管，鉆桿與外套管底標高應相差6 m～12 m。提鉆后應及時清洗干凈拆卸后的鉆桿、套管。

在整個提鉆噴漿和拆卸鉆桿及套管過程中，監理應對后臺水泥漿制備、前臺噴漿等進行全過程旁站，并如實填寫旁站記錄。

3.5 壓力控制

對于場地內土體壓力值的控制，MJS 工法比 RJP 工法提出了更加嚴格的要求。MJS 工法要求施工人員在噴漿過程中必須密切關注地內土壓力和泥漿排放情況，及時控制排泥閥門的大小，確保地內土壓力值控制在設計要求范圍內。當場地內土體壓力值大于設計控制系數時，應及時采取暫停噴漿、調整壓力值和回漿釋壓等措施，否則地內土壓力過大將會對該 MJS 樁外側的重要建筑物產生影響，并伴有嚴重的安全隱患。

4 施工后的要求

（1）成品保護完好。MJS 樁和 RJP 樁施工完成后，應立即用砂或原土將上部原引孔的空腔部分回填密實至場地面標高。特別是后期需取芯檢測的樁孔，嚴禁有石塊、樹根等異物掉入孔內。

（2）內業資料同步。每根樁施工完成后，應立即將原始施工記錄、隱蔽驗收記錄、檢驗批驗收表和旁站記錄等工程資料整理完善，并及時簽章后歸檔。

5 結 語

因地鐵項目而產生的超高壓噴漿 MJS 工法和 RJP 工法，目前已越來越多地被運用在大型深基坑工程上。這兩種工法基于傳統的高壓噴射注漿技術，采用了獨特的多孔管和前端造成裝置（Monitor 技術），實現了孔內強制排漿并由排漿量控制場地內壓力，使得水泥攪拌樁具有更好的成樁質量和更大的成樁直徑，且對周邊土體影響更小。鑒于這兩種工法的施工深度超深、噴漿壓力大、成樁直徑大等特性，監理在實施質量控制過程中要更注重一些細節的把控，如試樁參數的確定，引孔的垂直度，水灰比，鉆桿的密封性能，噴漿的轉速、提速、擺噴角度、壓力，場地內土體壓力值，等等，做到“樣板先行、關鍵控制、細節注重”。