摘要:MJS工法改进了传统高压喷射注浆加固在加固深度、加固质量及环境扰动控制等方面的不足。开发出了独特的多孔管技术,通过增大了喷射压力及流量,保障了加固体成桩质量;钻杆内部集成了排泥装置及土压力监测装置,使加固施工处于可控状态,在日本得到了广泛应用。我国自2008年从日本引入该技术以来,在上海、广州等一线城市迅速得到推广应用。本文简述MJS工法原理及我国发展历程,调查了国内MJS工法设备数量及分布,总结了国内MJS工法加固应用情况,对MJS施工具有借鉴意义。
关键词:MJS工法;高压喷射注浆;土体加固
1 MJS工法简介
MJS工法(Metro Jet System)又称全方位高压喷射工法,该工法由日本NIT株式会社研制开发,日本弗洛技术株式会社负责生产制造工法设备。中国地区工法推广以及工法设备销售由上海铭商实业有限公司(总代理的一种新型高压旋喷工艺(可实施水平、垂直以及倾斜施工),拥有对周边地基的扰动可控制在毫米级的特性【1】【2】。
该工法在传统高压喷射注浆工法的基础上,采用了钻杆内部增设中央排泥孔及钻头部位集成的地内压力监测,当高压喷射过程中地内压力增加时,可以通过钻杆内的排泥孔实现强制排泥,从而降低了地内压力的聚集减少对高压喷射施工对周边环境的影响。与传统的高压旋喷桩相比,MJS工法桩在成桩直径、成桩深度以及环境友好性方面都有较大优势【3】【4】。
2MJS工法设备在我国发展历程
2008年国内首个MJS工程—上海轨交11号江苏路车站盾构进出洞加固。由于场地内存在埋深6m的直径2.4m废弃污水管道,和直径300mm的中压煤气管等诸多影响加固施工等不利因素,上海隧道地基基础工程有限公司通过MJS设备代理商上海铭商实业有限公司向日本弗洛技术株式会社购买了首台MJS设备。日本NIT株式会社及日本弗洛技术株式会社技术专家针对上海软土特点,改良了日本国内的MJS工法垂直设备(见图2.1),形成了国内的MJS工法设备MJS-40VH(见图2.2)。MJS-40VH可进行水平和垂直施工,国内MJS-40VH垂直施工应用加固深度主要在30米以内。在2010年以前国内销售的MJS工法设备主要是MJS-40VH这个型号。
图2.1日本MJS工法设备 图2.2 MJS水平垂直施工用途机型
2010年底,针对国内施工市场对于大深度的高压旋喷垂直MJS工法的需求。上海铭商实业有限公司联合日本NIT株式会社与日本弗洛技术株式会社,吸取国内合作伙伴上海隧道地基基础工程有限公司的施工经验,共同开发研制了大深度垂直MJS工法施工对应机型MJS-65CVH(见图2.3)。此机型通除了能进行水平和垂直施工用途外,通过搭载外套管的切削机构,确保了大深度施工的实施。此设备在上海某工程中,充分显示了强大的外套管切削能力(见图2.4),将MJS工法施工深度从30m延伸至60m。
图2.3 MJS-65CVH水平垂直施工用途机型 图2.4外套管切削的混凝土
日本NIT株式会社与日本弗洛技术株式会社针对中国需求又陆续推出了MJS-60VH水平垂直施工用途机型、MJS-65CV垂直施工用途机型(主要用于MJS垂直施工,带外套管切削功能,同时可施工RJP工法),针对空间受限比如地下室内部施工而开发的小号MJS设备MJS-40VH-S水平垂直施工用途机型以及可水平、倾斜、垂直施工多用途机型MJS-FHV65机械等(见图2.5-图2.8)。
图2.6 MJS-65CV垂直施工用途机型
图 2.8 MJS-FHV65多用途机型
3 国内MJS工法设备数量及分布
自2008年8月国内首次引入施工MJS工法以来,其大桩径施工、加固质量可靠性、地层低扰动性及环境友好性等优点,得到越来越多业界人员的认可,国内MJS工法设备数量从2008年以每年3套的数量递增,其中2014年至2015年发展最为迅速,截止2016年10月国内已经拥有26套MJS工法设备。设备型号也从单一MJS-40VH型号发展为多元化的MJS-60VH、MJS-65CV、MJS-65CVH、MJS-40VH-S、MJS-FHV65等机型。多元化机型的发展,为施工行业实施大深度高压旋喷提供了一个个更新更好的解决方案。也奠定了MJS工法在高压旋喷领域的不可动摇的领导地位。
目前国内工有26套MJS工法设备,可施工MJS工法施工企业总7家,详细分布情况如表3.1所示。
表3.1国内MJS工法设备分布情况
4国内MJS工法加固应用情况
图4.1 MJS工法加固方量
如图4.1所示,自2008年引入MJS工法设备以来,国内累计MJS总加固方量已经达到20万方,并且以每年4-5万方的速度增长,远远超过了MJS工法发源地日本(MJS总加固方量约5万方,其中以水平加固为主),MJS工法也以垂直加固向水平加固及倾斜加固等多元化加固发展,应用前景广泛。
5结语
我国地下空间利用的不断发展,近年来引入MJS工法作为处理城市环境复杂地区土体改良的一种方法【5】【6】。随着高层建筑、城市轨道交通、城市管道等工程越来越密集的建设,对既有建(构)筑物的保护等要求越来越高,MJS工法的优势越来越凸显,有着广阔前景。目前,MJS工法在国内仅处于探索阶段,尚无形成成熟的施工工艺和相关标准。所以,对MJS工法的研究利用、技术创新有着重要的意义和价值。
参考文献:
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论文作者:洪成泼,杨若望
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/3/1
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