MJS工法桩在地铁换乘通道中的应用

2012-05-12尹文平

天津建设科技 2012年3期

关键词：泥浆池喷浆工法

□文 /尹文平

MJS工法桩在地铁换乘通道中的应用

□文 /尹文平

MJS工法是一种新型工法，文章依托天津地铁5、6号线文化中心站换乘通道工程，介绍了MJS旋喷桩+内插H型钢的施工工艺。

MJS；地铁；工法桩；旋喷桩

1 工程概况

天津地铁5号线和6号线文化中心站的换乘通道，位于文化中心已建的地下空间，见图1。

换乘通道基坑长约98m，最大宽29.1m，最小宽19.5m，基坑深17.9m，实际开挖土方深8.45m，为既有地下空间的一个加层箱型结构。围护结构采用MJS旋喷桩+内插H型钢（即MJS工法桩），旋喷桩直径为1600mm，桩长22m，H型钢单根长度约17m。围护桩顶采用1000mm×1600mm圈梁将桩顶与地下空间底板连接成整体，见图2。

2 施工工艺流程

MJS工法桩采用先插H型钢、后旋喷成桩的方法施工。H型钢分节加工，采用吊车垂直运输、自制小车水平运输到现场。型钢采用打拔桩机分节打入，在孔口位置采用半自动焊机剖口焊接接长。

针对本工程超低净空施工的MJS超高压旋喷桩、内插H型钢，采用大直径超高压旋喷桩机施工，H型钢插入采用液压振拔打桩机压入。

MJS工法桩总体施工工艺流程见图3。

3 H型钢施工

在已破除完成的沟槽上安装定位架，垂直沟槽方向放置 2根定位型钢，规格为 200mm×200mm，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置2根定位型钢规格300mm×300mm，长约8～20m，转角处H型钢采取与围护中心线成45°插入，H型钢定位采用型钢定位卡。

3.1 H型钢加工与运输

由于现场空间狭小，净高只有6.3m，因此单根16m长的型钢需分4节加工，每节长4m。为便于焊接，H型钢接口翼板位置加工成单坡口，为减少阻力，最下端一节加工成尖状。

必须严格控制H型钢进场质量，型钢对角误差≯5mm。垂直运输利用通往工作区域洞口上部的履带吊车来完成，定制型钢每4根一组垂直放入特制加工的小车内，由履带吊车直接从洞口吊入施工区域内，水平运输机通过人工推动小车到打桩位置。

3.2 涂刷减摩剂

为减少H型钢打入过程中的摩擦阻力，打入前在型钢上涂刷减摩剂。涂刷前需清除型钢表面的污垢、铁锈及灰尘，将减摩剂加热融化后搅拌，均匀的涂敷于H型钢上。H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。

如型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则将剥落。

3.3 H型钢打入方法

采用挖机配备特制加工的小臂，将液压振拔榔头安装在挖机小臂端部，挖机利用振拔榔头上的液压夹具将分为4m一节的型钢夹紧吊住送至桩位，在导行定位架引导下，调整型钢对准桩位中心，利用打桩机液压锤震动慢慢压入地层，压入过程中随时检测型钢的垂直度，一旦有偏差时立即调整、纠偏。型钢顶端打入至槽口位置时，预留80cm便于下节的焊接连接，型钢每节垂直度控制在1.5%以内。

为确保打入精度，除在打入型钢安放导正架进行控制外，打入过程中还采用挂线来动态控制，确保型钢的倾斜度＜1/150H（H为型钢的长度）。

为防止施工对周边产生不利影响，必须在施工期间对周边环境进行严密监测，一旦出现报警，必须立即停止施工，同时对施工方案进行调整。

在型钢上设置标高标记并烧焊限位装置，以保证型钢打入的标高控制。

3.4 桩机移位

H型钢压入到设计标高后，移动桩机至下一桩位，为减小群桩连续施工对既有结构的影响，采取跳桩施工。

4 MJS旋喷桩施工

4.1 施工原理

大直径超高压旋喷是一种水、气和浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用多层喷射管使高压水和空气同时横向喷射并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除，当地层内压力过大时开启吸泥泵倒吸泥浆保持孔内压力平衡，减小对周边环境的影响；同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的，其加固直径可达2500mm。

4.2 施工方法

1）钻机就位。钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔倾斜度＜0.5%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

2）引孔钻进。钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后，开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

3）喷射。引孔至设计深度后，开始喷浆，喷浆时采用双高压喷射，先开启高压水泵及空压机，喷射30s后开启高压注浆泵进行旋喷作业。

4）旋喷提升。开启高压喷射泵后，由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10s左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。

5）钻机移位。旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。采用大直径超高压旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；喷射时先达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管，注浆管分段提升的搭接长度≮100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，将旋喷管拔出并清洗管路。多重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减小对周边环境的影响。

6）废浆处理。设置临时推土场，泥浆池边上设置1台过滤机，将水泥浆脱离成水和泥渣，泥渣进行外运。

将废浆送泥浆池经过滤系统进行筛分，将粒径＞0.5mm的颗粒全部处理干净。渣料经振动筛分脱水后晾晒，装车外运。过滤机过滤处理后渣料含水率约45%～50%，一级泥浆池处理后浆液密度1.3～1.5 kg/m3，出渣量较少且粒径＞0.5mm的颗粒全部被去除。

一级泥浆池处理的浆液排入二级泥浆池中，将绝大部分被固相沉淀的颗粒用挖机捞至临时堆土场，用生石灰搅拌后将水吸干方可进行外运。