M JS工法在地鐵工程中的應(yīng)用

□文/高書(shū)豹 彭顯曉

伴隨著城市不斷擴(kuò)張，各城市通過(guò)立體交通、公共交通來(lái)緩解所面臨的交通壓力，地鐵因其載客量大且對(duì)地面影響小，而被廣泛采用[1～2]，目前我國(guó)地鐵已由單線向網(wǎng)絡(luò)化快速發(fā)展，換乘站及綜合交通樞紐已成為地鐵網(wǎng)絡(luò)化的支點(diǎn)[3]。天津地鐵6號(hào)線文化中心站位于文化中心地下，與5號(hào)線文化中心站、Z1線文化中心站及文化中心公交站一起組成了文化中心交通樞紐。其中5、6號(hào)線文化中心站采用換乘通道連接，連接處施工場(chǎng)地狹窄，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了MJS工法，可供今后類(lèi)似工程參考。

1 MJS工法

MJS工法在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎(chǔ)上，采用了獨(dú)特的多孔管和前端造成裝置，實(shí)現(xiàn)了孔內(nèi)強(qiáng)制排漿和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)并通過(guò)調(diào)整強(qiáng)制排漿量來(lái)控制地內(nèi)壓力，大幅度減少對(duì)環(huán)境的影響，而地內(nèi)壓力的降低也進(jìn)一步保證了成樁直徑，見(jiàn)圖1。

圖1 MJS工法工藝原理

2 工程概況

天津地鐵6號(hào)線文化中心站為地下3層島式站臺(tái)車(chē)站，車(chē)站長(zhǎng)168 m、標(biāo)準(zhǔn)段寬25 m，與5號(hào)線文化中心站采用換乘通道連接，換乘通道長(zhǎng)6.4 m、寬28.1 m、深17.8 m，地下2層結(jié)構(gòu)。支護(hù)形式為3道混凝土板撐，采用明挖順做法施工，見(jiàn)圖2。由于文化中心站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)1 000 mm厚地下連續(xù)墻與預(yù)留換乘通道圍護(hù)結(jié)構(gòu)800 mm厚地下連續(xù)墻已施工完成，換乘通道施工區(qū)域場(chǎng)地狹小，開(kāi)挖深度較深，設(shè)計(jì)采用MJS大直徑旋噴樁+H型鋼做為通道圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)以粉土、粉質(zhì)粘土為主，基坑底標(biāo)高-14.6 m，第一層承壓水分布深度為地面下20～32 m，主要為[8] 2-1粉土層和[9]21粉砂層。圍護(hù)結(jié)構(gòu)截?cái)嗟谝粚映袎核瑩Q乘通道底板位于第一層承壓水上方，距離第一層承壓水最小距離1.6 m，見(jiàn)圖3。

圖2 文化中心站平面

圖3 地質(zhì)剖面

3 MJS設(shè)計(jì)參數(shù)

MJS樁體直徑1.6 m、樁長(zhǎng)33 m，樁頂標(biāo)高3.2 m，樁底標(biāo)高-29.8 m，采用全圓形式，搭接600 mm，搭接處內(nèi)插700 mm×300 mm型鋼，型鋼長(zhǎng)33 m，見(jiàn)圖4。如遇地下連續(xù)墻鼓包難以施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整MJS樁位，如遇地下連續(xù)墻周?chē)靥钫系K物及原地下連續(xù)墻加固影響造成型鋼難以插入，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整型鋼位置，同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整樁體長(zhǎng)度及搭接范圍。

圖4 MJS樁體平面布置

MJS成樁采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，H700 mm×300 mm型鋼。施工過(guò)程中根據(jù)成樁范圍內(nèi)的土層特性確定樁體水泥摻量，水泥摻量≮40%，水灰比1∶1。MJS樁體垂直度偏差≯1/200，為確保樁體的垂直度，施工過(guò)程中采取引孔、鋼套管導(dǎo)向等施工措施；樁機(jī)上自帶水準(zhǔn)氣泡，如氣泡不能精確表達(dá)應(yīng)架設(shè)全站儀對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平；樁位中心偏差≯20 mm，樁深偏差≯50 mm，成樁直徑應(yīng)不小于設(shè)計(jì)直徑。MJS無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值在淤泥質(zhì)土層中≮0.6 MPa，粘性土層中≮0.8 MPa，在砂質(zhì)土層中≮1.5 MPa；樁體滲透系數(shù)≯10-6～10-7cm/s。在高壓噴射注漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或冒漿等異常情況時(shí)，應(yīng)查明產(chǎn)生的原因并及時(shí)采取措施。當(dāng)高壓噴漿完畢，應(yīng)迅速拔出噴漿管。MJS施工期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。

4 施工難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

已施工的地下連續(xù)墻可能存在鼓包情況，影響引孔的垂直度，進(jìn)而影響MJS工法成樁的效果，同時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。為保證施工時(shí)的垂直度，采用外套管加專(zhuān)用鉆頭施工引孔。如障礙物較難處理，可以采取增加樁數(shù)繞過(guò)障礙物。

地面以下可能存在建筑垃圾、石塊等障礙物，導(dǎo)致型鋼難以插入或影響型鋼插入的垂直度。型鋼插入前應(yīng)先在地面位置開(kāi)孔，插入過(guò)程中采用全站儀監(jiān)控型鋼垂直度。如型鋼插入過(guò)程中遇障礙物無(wú)法插入，可在允許范圍內(nèi)應(yīng)先對(duì)型鋼位置進(jìn)行調(diào)整，如調(diào)整后仍無(wú)法插入，應(yīng)采用清障機(jī)清障后再施工。為減少型鋼插入阻力，應(yīng)嚴(yán)格控制型鋼焊縫質(zhì)量，型鋼底部可加工成尖狀，打入前應(yīng)對(duì)型鋼涂抹減摩劑，壓入過(guò)程中隨時(shí)檢測(cè)型鋼的垂直度，一旦有偏差時(shí)立即調(diào)整、糾偏。型鋼頂端打入至槽口位置時(shí)，應(yīng)控制標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

傳統(tǒng)的SMW工法樁內(nèi)插型鋼均為先噴漿攪拌后插入型鋼，考慮到MJS工法噴漿時(shí)間長(zhǎng)且插入型鋼的位置在兩樁搭接處，水泥漿液凝固將嚴(yán)重影響H型鋼的插入，因此采用先插入型鋼后噴漿。型鋼靠液壓振動(dòng)錘插入后，高壓噴射漿液對(duì)H型鋼進(jìn)行包裹，從而形成一道內(nèi)插H型鋼的水泥土帷幕墻體。

5 建議

本工程內(nèi)插型鋼長(zhǎng)33 m，斷面尺寸較大且地下條件復(fù)雜，采用先插入型鋼再施工MJS樁的方式施工，按上述順序施工雖導(dǎo)致MJS施工時(shí)存在噴射盲區(qū)但盲區(qū)相對(duì)較小且處于整個(gè)受力體中部，對(duì)群樁整體強(qiáng)度影響不大，由于是先插型鋼，不存在內(nèi)插型鋼擾動(dòng)樁體的問(wèn)題且高壓噴射漿液對(duì)H型鋼進(jìn)行包裹，握裹力較大。對(duì)于內(nèi)插型鋼尺寸較大，即內(nèi)插阻力較大，但噴射盲區(qū)面積與樁體截面相比較小時(shí)，MJS工法樁施工可借鑒該工程施工經(jīng)驗(yàn)；對(duì)于內(nèi)插型鋼尺寸較小，即內(nèi)插阻力較小，但噴射盲區(qū)面積與樁體截面相比較大時(shí)，建議先施工MJS樁后插型鋼。

[1]梁寧慧，劉新榮，曹學(xué)山，等.中國(guó)城市地鐵建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展戰(zhàn)略[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（6）:81-85.

[2]郭 濤，楊 濤.城市軌道交通與可持續(xù)發(fā)展[J].交通運(yùn)輸研究，2006，（4）:91-92.

[3]閆長(zhǎng)安.世界地鐵發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)營(yíng)安全的保障[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2011，（5）:100-104.