摘 要:文章介绍了MJS工法桩的工艺原理及特点;叙述了MJS工法桩在上海长江西路越江隧道盾构穿越逸仙路高架、轨道交通3号线高架桩基时的应用过程,通过精心施工,MJS工法桩起到很好的隔离保护作用,保证盾构顺利穿越桩基,为今后类似工程施工提供参考。
关键词:MJS工法桩;盾构穿越;高架桩基,无固相泥浆1概述
上海长江西路越江隧道工程采用15.43 m泥水平衡盾构施工,盾构在南北两线浦西段推进过程中,需要穿越上海轨道交通3号线高架及逸仙路高架各4个承台的桩基,该高架桩基均采用PHC桩。由于PHC桩水平向承载力很差,大直径泥水平衡盾构在推进工程中产生的土体挤压,极易对高架桩基产生破坏。同时,对土体产生的扰动会使轨交线路及高架桥桩基损失部分摩阻力,可能会导致3号线、逸仙路高架桥产生沉降,影响轨交及车辆通行安全。为减小盾构推进穿越时对3号线轨交高架、逸仙路高架产生影响,所以需要对穿越范围内高架桩基施工隔离桩进行保护。隔离桩一般可以采用搅拌桩、普通旋喷桩、MJS工法桩等。由于受现场高架净空限制,故搅拌桩不具备施工条件;而普通旋喷施工时产生的侧压力会扰动土体,极易对周边环境和高架桩基产生不利影响;由于MJS工法桩施工时对周边环境影响非常小,成桩质量又好,所以采用MJS工法施工隔离桩,既能保证的成桩效果,又能减小施工时对轨交、高架桩基及周边环境的影响。
2MJS工法桩
2.1 工艺原理
MJS工法(Metro Jet System)又称全方位高压喷射工法,该工法可以进行超深度加固、水平地层或倾斜地层加固。MJS工法在喷射过程中,通过钻杆内的排泥管将多余的泥浆排至地面,在整个系统中配备有调控和量测地内压力的自动装置(压力感应器),并通过压力感应器传输的地内压力数据,调控泥浆阀门的大小,控制泥浆排出量,达到地内压力的平衡,从而控制周边环境的变形量。图1为MJS工法的工艺原理图[1]。
图1 MJS工法工艺原理图
2.2 工艺特点MJS工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上,采用了独特的多孔管和前端喷射装置,实现了孔内强制排浆和地内压力监测,并通过调整强制排浆量来控制地内压力,大幅度减少对环境的影响。MJS工法喷射压力高达40 MPa,喷射介质为纯水泥浆,其形成的桩体强度和直径远远大于普通的旋喷桩,最大桩径可达3 m。MJS工法排浆采用专用排泥管,泥浆可以按要求排放在指定位置,有利于现场文明施工的管理。MJS工法桩的钻杆转速、钻杆提升速度、摆喷角度等技术参数均可以提前设置,施工过程中设备会按照设置的参数进行工作,并且能够显示施工过程中的各项数据,便于作业人员随时观察,避免了人工因素造成的质量隐患。
3MJS工法桩在工程中的应用
3.1工程地质概况
盾构穿越上海轨道交通3号线高架桩基底位于⑧ 灰色粉质黏土层,逸仙路高架桩基底位于⑥ 暗绿~草黄色黏土层;盾构掘进位于桩基中下部的④灰色淤泥质黏土、⑤1 灰色黏土、⑥ 暗绿~草黄色黏土层中,其中④、⑤1土层具有含水量高、灵敏度高、承载力低等特点。土层特性见表1。
土层特性表 表1
3.2MJS工法桩施工方案1)根据隧道与高架承台的相对关系考虑和制定施工方案。相对位置关系详见逸仙路及轨交3号线高架承台与隧道平面位置见图2。
2)按照盾构推进的方向和盾构与承台的相对关系,MJS工法桩布桩采用沿轨交、高架承台布置“L”型形式(见图2),桩体直径2.4 m,采用半圆摆喷工艺,摆喷方向为背向承台方向,保证MJS桩喷射施工过程中,高压喷射流对原轨交、高架桩体不产生直接破坏。
图2 MJS工法桩布置示意图
3)根据盾构的埋深,确定MJS成桩范围为盾构顶以上10.00 m至盾构底部以下3 m,MJS桩长28.5 m(见图3)。由于受逸仙路高架承台间距及盾构边界的限制,盾构在穿越逸仙路高架一侧时,盾构将部分切入MJS工法桩(见图4)。
图3 MJS桩在3号线承台边剖面图
图4 盾构穿越逸仙路高架与MJS桩位置示意图
4)MJS施工前,对编号为QZ1~7(见图5)的承台立柱布置监测点,布置的监测点为直接观测点,对高架立柱在MJS施工及盾构穿越阶段的沉降和位移进行即时监测,监测所得数据为施工进行指导,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。