MJS工法桩在施工中的应用及与传统旋喷桩的对比分析

摘 要：城市的飞速发展使得地下空间被快速开发，密集和深层地下空间利用已成为解决目前问题的两种最重要的途径，以高压旋喷桩为代表的传统土体加固施工技术对周边环境影响较大，且加固深度达不到要求，不能满足当代施工的要求，本文简述了MJS工法桩的优势及与传统旋喷桩加固的对比分析。

关键字：MJS工法桩;施工工艺;对比分析

MJS工法桩又名全方位高压喷射工法，由于近年来现代化都市建设的持续发展，要求我们提高对地下空间的利用，一般的基坑围护工艺多种多样，以普通高压旋喷桩为代表的传统土体加固工艺对周边影响大。全方位高压喷射工法为2008年从国外引进的现代化施工工法，因为能做到“全方位”进行高压喷浆施工、桩径大、桩身质量好、对施工周边环境等影响小，造成的弃渣废浆污染小，机械化程度高、施工占地面积比较少等优势，在近两年市场中成为常用的一种新型工法，施工费用相对较高。该工艺的最大优点是能够孔内强制排浆，并通过调整排浆量来控制地内压力，以此来抑制随喷射搅拌而产生的地基的不均匀隆起或沉降，很大程度上减少对周边环境的影响。

一、普通高压旋喷桩工艺的缺点

（一） 环境污染

1、施工现场地面污染：由于废弃泥浆从钻杆周边的缝隙涌出，然后从地面自由排出，造成现场的地面污染。

2、土与地下水污染：由于喷射注浆能造成较高压力，水泥浆从缝隙向四周自由流动，容易在很大范围内对地下水与土层造成污染。

（二）加固效果与可靠度差

1、加固深度有限：目前，普通的高压旋喷桩能加固40m以内的土体。

2、内部土体的加固结果与稳定性差

（1）深部排泥困难：施工深度越深，气升作用越弱;

（2）喷射效率下降：较深处排泥很难，有较高的地内压力，使得喷射效果下降;喷嘴易堵塞，使得喷射效率大大降低。

（三）附近场地隆起量较大、导致附近环境受到影响

地层里面的泥水压力较高，使得四周场地隆起。地层里面的泥水压力较高，使得临近的地下结构物产生变形。地内压力偏高的原因：排泥不畅;泥浆把钻孔周边的缝隙堵塞，地内压力无法释放;无控制地内压力的专用设备。

二、MJS工法的特点及适用

（一）可广泛的满足于各类施工的要求

1、水平方法施工可用于加固基础、建筑物与现有线路保护、可前期加固隧道顶部等。

2、倾斜方法施工可用于现有线路的基础加固、地下建筑物的保护、盾构机始发和接收洞口的加固。

3、垂直方法施工可用于江河、湖泊下的基础加固、分隔墙等。

（二）施工对环境影响小

1、无用的泥浆通过专门的排泥管，排放至存泥箱或专门的泥浆池内，经专业处理无害以后运出，防止对周边环境造成污染。

2、对排泥量進行控制，以达到内压力得减小，从而对地基不均匀下沉和隆起进行有效的抑制，在很大程度上减小施工对周边环境的影响。

3、由于集中排泥与对内压力的有效减小，从而使得水泥浆在有效的范围内作用，较好的减小了对水资源与土体资源的破坏。

（三）很大程度上提高了加固的深度、使得加固的效果更加明显

1、最大有效加固深度可达100m，有施工案例表明其有效加固深度能达到60m以上。

2、喷射条件始终处于最佳状态：在设备前端装置增加了压力传感器、以及多孔管。

3、加固体直径大、强度高。

（四）加固截面形状多变

可任意设定被加固土体的截面形态，能够对工作环境有很强的适应能力。

三、MJS工法的工艺组成

（一）MJS工法流程

1、施工地质钻成孔 2、放置外套管至设计标高  3、回拔12米外套管  4、外套管内放置钻杆 5、成桩 6、施工12米后拔出钻杆，再次回拔12米外套管 7、放置钻杆，施工12米后，将钻杆全部拔出 8、将外套管全部拔出，放置钻杆 9、施工至设计桩顶标高，施工过程完成。

（二）MJS工法桩重点工艺简介

（三）MJS工法施工流程简介

1、工程地质钻机成孔

根据施工图纸放样，并经复核后，采用工程地质钻机成孔，钻进时采用膨润土做护壁泥浆。

2、放置外套管

工程地质钻机钻至设计标高后，用专用设备将外套管钻入孔内，钻进时采用膨润土做护壁泥浆，钻至设计标高后，回拔12米外套管，并在地面用抱箍将外套管固定。

3、MJS工法设备就位

设备就位，将钻头和地内压力监测显示器连接起来，并且保证钻头无荷载的状态是读数为零。

将钻杆及钻头连接，连接时，检查密封圈的情况，看有无缺损或破坏。地内压力是否显示正常。

4、钻头钻进

动力头全方位转动，将把钻头钻至图纸设计要求标高。

5、MJS工法施工

钻头达到设计标高时，打开回流气及回流高压泵，在确定排浆达到正常水平时，将排泥阀门开启，以及开启高压水泥泵和主空压机器。在指定压力达到并确认地内压力正常后，开始提升。

6、施工过程监控

工作工程中一定要持续监测地内压力，当压力显示不太正常时，务必校正。

7、拆卸钻杆

将一根钻杆向上拔起时，同时将钻杆拆掉，在拆掉钻杆的同时，一定要认真检查密封圈和数据线状况，看一下有无破损，地内压力的读数是不是在控制范围内。遇到问题及时纠正。钻杆在拆掉后，要对钻杆进行及时的清洗及养护。

8、回拔外套管

当喷射12米后，将钻杆从外套管中全部拔出，拔出后用专用钻机连接外套管，再将外套管回拔12米。

9、放置MJS工法钻杆并施工

重复3-8步骤，直至施工至地面以下30米时，将MJS钻杆全部拔出，拔出后再将外套管全部拔出。

10、再次放置MJS工法钻杆并施工。

重复3-7步骤，施工至设计标高。

11、施工结束

工作至图示桩顶高度时，拔出钻杆，并及时清洗和养护所用设备及器具。

12、施工监测

施工监测：虽然MJS工法施工对周边环境影响较小，仍需对现场周边建筑物进行及时的测量，使得对施工过程有很好的把控。

（四）MJS工法桩施工控制要点

在施工过程中可通过控制吸浆量对工作状态进行监控 。而且必须在施工区域附近（地面），布置监测点，监测内容具体参照监测方案。所得数据为施工进行指导。

工作过程中要重视对地内压力的控制。通过对工作过程中周边建筑物的仔细监测，防止施工对四周的环境产生不好的影响，只要是出现不良反应，立刻停止工作，并对施工过程进行修改以达到安全要求。

工作过程中形成的泥浆，用返浆管道引进临时的泥浆池里面，接着用现场专用的泵抽送至现场固定的泥浆池内。

使用水平尺校正桩机水平度，采用LED发光体放入钻管排泥管，对钻管垂直度进行控制。

预成孔时对钻机下钻情况进行详细记录，争取在预成孔时对地下障碍物情况进行了解，在桩施工过程完成后，在预定的时间内对桩体进行取芯测试，以保证桩的质量达到设计要求.

在预成孔时加入适量膨润土，对孔壁进行护壁处理，并使用钢套管对钻管进行保护.

四、质量保证措施

1、在工作实施过程中使用质量控制表对整个工作过程、每一道工序进行全过程控制，做到每一道工作必须责任落实到具体责任人;

2、施工过程中使用铅垂定位孔位中心，孔位的误差必须控制在50mm以内，使用水平尺校核钻机设备、外套管下钻设备、MJS工法设备的水平度，使用倾斜仪校正工程钻机设备、外套管下钻设备、MJS工法设备导轨及钻杆的垂直度。在施工先导孔及下钻外套管时，每下钻10米必须使用经纬仪对钻杆、外套管进行垂直度纠偏，并如实记录数据，如纠偏失败，需重新下钻。下钻MJS钻杆时，除上述措施外，还需要在每下钻10米时，将LED发光体放入排泥管中，检测MJS工法钻杆的垂直度。所以的误差控制在2%范围以内。

3、整个钻孔工作过程中钻杆的喷浆必须连续不能有中断，如果必须要中断喷浆的，在恢复时将钻杆下放0.5m保证不出现断桩的情况;在分阶段拔起时的搭接长度一定要大于0.1m;当回拔外套管工作后，在恢复施工工作前，钻杆下放0.5m，保证不出现断桩的情况;

4、要认真控制好浆液的配比，由专门的试验人员进行浆液检查，对达不到要求的浆液，不能作为喷浆工作用浆;

5、在工作过程中必须要做好过程记录、技术参数的记录和其他需要记录的情况等;

五、结语

全方位高压旋喷注浆工法改善了普通的土体加固工艺在周边环境影响及加固土体在深度方面达不到要求的情况。

由于使用多孔管及地内压力技术，能够在大直径旋喷加固施工过程中使用，对深度较大的地基进行改良及对周边环境影响不大等优点。但是全方位高压旋喷注浆工法为2008年从国外进入中国的新型工法，目前处于施工摸索阶段。MJS工法桩不同于地上建构筑物施工，验收和养护不能直观可见，管理相对困难，施工中成桩连续进行，验收要等基坑开挖出来后才能判定，因此施工中的过程管控尤为重要。施工过程中应严格控制原材料的质量、保证各工艺工序施工质量及有效衔接，对施工中出现的异常应及时有效的采用补救措施，这样才能保证MJS工法桩施工质量。

参考文献：

[1]何拥军 全方位高压旋喷注浆工法的工程试验 地下工程与隧道，2010（1）：24-28

[2]張晶磊 MJS工法在顶管工作井支护结构上的应用与研究 中国市政工程 2015（3）：106-108

作者简介：孔飞（1980-12）.男，工程师，本科，主要从事建筑施工。