中交三航局第三工程有限公司 江苏南京 210011
摘要：道路施工过程中对地铁承台附近施工的处理不当，可能会对土体造成一定沉降的影响，为了寻求更好的处理方法，在南京市浦口区丰子河路工程试用了MSJ工法桩保护，又称全方位高压喷射工法的施工技术。文章根据在实际施工中的操作情况和经验，对MJS工法的材料选定、配比、施工工艺、和重点环节作了具体介绍。
关键词：道路；MJS；工艺
1、概况
土体的不均匀沉降是道路工程中常见的危害之一，会使建筑物发生倾斜、开裂以至于不能正常使用，为了避免这个问题，项目部采取了一个比较有特色的保护方案，就是使用MJS工法(Metro Jet System)，又称全方位高压喷射工法。MJS工法桩是在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用独特的多孔管和前端造成装置，大幅度减少施工对环境的影响，进一步保证了成桩直径。
因此，本工程在地铁承台2m的安全净距外，设置了两排MJS工法加固土桩。桩径2.4m，桩间净距0.8m。MJS工法在国外主要为日本地区运用较为成熟，国内引入后主要为上海地区运用较多，本项目临近宁和城际轻轨进行道路施工，其首次运用MJS工法进行软基加固的方法，在国内类似工程实例较少，具有一定的创新性。
以南京市浦口区丰子河路工程为例，本项目为一级公路兼城市主干路，设计时速为60km/h，起点与现状西江路相交，止于桥林大道。道路全长约13.25km，道路规划红线宽60m，两侧各20m绿化带，桩号K3+340～终点约10km与在建的宁和城际一期共线，桥墩位于本项目中分带内。在地铁承台2m的安全净距外，设置两排MJS工法加固土桩：桩径2.4m，桩间净距1.2m，采用梅花形布置。桩顶设置40cm碎石垫层。全线共有19个处理段落，共536根MJS桩，总长6584延米，现将MJS施工情况简述如下：
2 方案选择
由于本项目与在建的宁和城际一期共线约10km，采用传统高压喷射注浆法施工，不仅受到场地的限制，深处排泥困难，地内压力难控制。施工时对宁和城际地铁承台有较大的影响。MJS工法桩施工占地面积小，调运方便，深处排泥，地内压力易控制，能大幅度减小对地铁承台的影响，减少了地基加固施工中出现地表变形构筑物位移等风险。故本项目采用MJS工法桩进行地基加固处理。
2.3 施工步骤
2.3.1 场地准备
①完成施工区段内场地清表整平，做好场地内临时场地、排水设施、供水供电线路布置。
②清理地表硬化路面上的障碍物，开挖中转、排浆沟槽。
2.3.2 设备准备
①连接电源、数据线、各路管线、钻头和地内压力监测显示器连接，确认在钻头无荷载的情况下清零，管线连接确保密封，使管内没有空气。
②检查设备的运行情况，确保主机、高压泵、空压机、泥浆搅拌系统、MJS管理装置等，
都能正常工作状态下进行主机就位，机架放置平稳后开始校零。
3.设备进场安装及布置，前台及后台系统的计量设备应经有相关资质的单位进行标定。
2.3.3 桩位测设
①测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。
②确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm。
2.3.4 引孔钻机施工
①引孔桩机就位后，进行预先成孔，破除局部障碍。
②保证成孔中心与桩位中心误差小于50mm，垂直度误差小于1/100。
③.采用正循环自然造浆、泥浆护壁钻进成孔施工工艺。
（1）施工前按其施工孔深配置钻具、导管，预先由当班质检员和机长一起丈量，核准其钻头长度、机上钻杆长度、钻杆长度、根数，然后请现场监理到现场检验，经核准后的器具不得随意更换。若需更换时，必须事先经质检员认可，并报监理同意后方可执行。
（2）钻机就位后，必须平正、稳固、确保在施工中不发生倾斜、移动。
（3）本工程采用正循环回转钻进方法，钻头选用三翼锥形钻头。通过泥浆泵将循环池内的泥浆泵入钻杆内，从钻头返出，钻头切削土体形成的泥浆从钻杆与孔壁的环状间隙内上返至孔口，再通过立式排污泵排入循环池，从而形成泥浆循环系统。
（4）钻机钻进开孔时，应小压力慢转速，形成坚固的泥皮护壁，达到护筒底下4m后，可根据不同地质情况正常钻进：
（5）在粘土层中钻进时，宜适用尖底钻头，中等转速，大泵量，稀泥浆的操作方法。
（6）钻孔形成自由面时，由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制变形的产生。根据本工程地质岩土物理性能，选用原地层自然造浆，地表调节泥浆物理性能，来平衡地层的侧压力，以保证孔壁的稳定性，防止坍孔（必要时可埋设护筒防止孔口坍塌）。
（7）泥浆性能指标控制范围如下：泥浆比重≤1.30，粘度20～26s。
2.3.5 MJS桩机施工
①引孔完成后，MJS桩机就位对中进行施工。
②钻杆下放，即在引孔内将钻杆下放至设计深度，如果在钻杆下放过程中下放困难，打开削孔水进行正常削孔钻进。
③对接钻杆和钻头，对接时，认真检查密封圈情况，看是否缺失或损坏，地内压力是否显示正常。
④重复2步骤和3步骤，直到钻头到达预定深度，钻杆到位。
⑤钻头到达预定深度后，开始校零，使动力头“0”刻度、喷嘴、钻杆上白线处于同一条直线，然后设定各工艺参数，包括摇摆角度、引拔速度、回转数等等，设定好之后，开始施工。
⑥定位置喷射，先开倒吸水流和倒吸空气，在确认排浆正常时，打开排泥阀门，开启高压水泥泵和主空气空压机。为保证桩底端的施工质量，首先用水向上喷设100cm，压力为20mpa，喷射时间5min，然后把水切换成水泥浆，钻杆重新下放到位后开始向上喷射施工。
⑦在开启高压水泥泵时，压力不可太高，应逐步增压，直到达到指定压力，在达到指定压力并确认地内压力正常后，才可开始提升。水切换成水泥浆时，压力会自动上升，压力有突变时方可调节压力。
⑧施工时密切监测地内压力，压力不正常时，必须及时调整排浆阀大小控制地内压力在安全范围以内。
⑨当提升一根钻杆后，对钻杆进行拆卸，需把水泥浆切换成水后方可拆卸，当水泥浆泵压力有下调趋势，说明水流已经到达喷嘴位置，此时关闭水泥浆泵、主空气、倒吸空气和倒吸水流。
⑩注意在拆卸钻杆的过程中，认真检查密封圈和数据线的情况，看是否损坏，地内压力显示是否正常，如有问题应及时排除方可继续喷浆。拆卸钻杆后，需及时对钻杆进行冲洗及保养。重复以上步骤，直到施工结束。施工结束后，对设备进行冲洗和保养。
3、检测及试验要求
①桩身完整性采用钻心取样检测，检测数量为总桩的1%。
②对桩的承载力采用静载荷试验进行检测，待桩体强度达到28天后对成桩进行承载力检测。检测数量为总桩的1%。
③MJS工法桩偏差检查表见下：
4、施工中常见问题及处理措施
4.1引孔过程遇障碍
可采用金刚石岩心管钻头进行取芯钻孔，清除障碍。
4.2吸泥孔堵塞，排泥不畅
可打开切削水向上提升切削上层土体约50~100cm，然后上下窜动钻杆，并打开倒吸水及倒吸气，将吸泥口泥块清空。
4.3喷浆施工过程中突然停电
记录停电时钻具所处位置标高，可转换发电机，将失去电力的设备后台、高压管及高压泵进行清洗，然后进行钻具提拔。视电力恢复过程的时间长短确定下一步施工，
如时间较长（2小时以上），应重新扫孔至停电时钻具所处标高下1m处，在下放喷浆钻具，重新提升喷射。
4.4设备故障需要维修
设备在喷浆施工中出现故障，需要维修时，应记录钻具所处位置标高，后台及高压泵进行清洗，进行钻具提拔，待设备恢复正常后，重新扫孔至停电时钻具所处标高下1m处，在下放喷浆钻具，重新提升喷射。
总之，在施工过程中，要仔细观察记录施工过程中的具体数据，检查设备在施工过程中的状态，发现问题，及时解决，避免技术、质量及设备问题在成桩过程中发生。
5、结束语
MJS工法可进行水平、倾斜、垂直各方向、任意角度的施工。在传统的高压喷射注浆工艺基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，使深处排泥和地内压力得到合理控制，大幅度减少对环境的影响、对周围建筑物的影响。
参考文献：
[1] 梁利，李恩璞，王庆国，王秀志.MJS工法在轻轨车站换乘通道中的工程实践[J].地下空间与工程学报；2012.01
[2] 丁慧文，祝明明，低净空条件下MJS旋喷插型钢复合围护桩施工技术[J].产业与科技论坛；2012.04
[3] 王道富.MJS工法原理及在城市工程建设中的应用{J}.城市建设理论研究；2011.（28）
论文作者:陶海伦,朱万里
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：钻杆论文; 压力论文; 钻头论文; 泥浆论文; 工法论文; 设备论文; 高压论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;