應(yīng)用MJS工法作地下連續(xù)墻槽壁加固的探索

1 工程結(jié)構(gòu)及地質(zhì)條件

1.1 工程結(jié)構(gòu)

本工程系上海某大型地塊綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，基坑緊鄰運(yùn)營(yíng)中軌道交通地鐵車(chē)站的附屬結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，厚 1.2 m、深 50 m。其內(nèi)外兩側(cè)采用Φ850 mm 三軸攪拌樁作槽壁加固，槽壁加固和地下連續(xù)墻之間的凈距離為 100 mm。既有軌交車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)為Φ850 mm SMW (新型水泥土攪拌樁墻)工法樁，深 23 m，其中內(nèi)插的 H 型鋼已拔除。三軸槽壁加固平面布孔位置見(jiàn)圖1。

圖1 三軸槽壁加固平面布孔圖

從圖1 可以看出，車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)與本工程地下連續(xù)墻外側(cè)的理論凈距離為 1.2 m，與本工程槽壁加固外側(cè)的理論凈距離為 0.25 m。考慮到車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)的圍護(hù)在施工時(shí)可能經(jīng)過(guò)外放，而本工程地下連續(xù)墻在施工時(shí)也要考慮外放，因此新老圍護(hù)結(jié)構(gòu)的凈距離可能不足 0.15 m。

1.2 地質(zhì)條件

勘察結(jié)果表明，擬建場(chǎng)地南側(cè)均位于古河道分布區(qū)。古河道區(qū)域地質(zhì)情況較復(fù)雜：②3層灰色砂質(zhì)粉土，力學(xué)性差，易坍方、易液化，且層厚達(dá) 13 m；第 ⑤ 層厚度較厚，第 ⑥ 層缺失，第 ⑦ 層上部受切割，層頂起伏較大。具體地質(zhì)情況如表1 所示。

2 坑外側(cè)槽壁加固形式調(diào)整

本工程的坑外側(cè)槽壁加固距離既有軌交車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)的圍護(hù)凈距離可能不足 0.15 m，且原來(lái)的 SMW 工法樁已經(jīng)存在了近 3 年時(shí)間，被加固土體的抗壓強(qiáng)度已經(jīng)很高。再考慮到施工時(shí)的垂直度偏差，有極大可能會(huì)影響到本工程坑外側(cè)三軸攪拌樁槽壁加固的施工，使其向本工程基坑方向偏斜，從而影響到本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻的施工。本工程場(chǎng)地內(nèi)有 ②3層灰色砂質(zhì)粉土，力學(xué)性能差，易坍方、易液化，且層厚達(dá) 13 m。因此，槽壁加固非但不能減免，還要保證施工質(zhì)量，以保障地下連續(xù)墻的質(zhì)量。

表1 土層分布及其具體特征

鑒于這種情況，嘗試采用 MJS (全方位高壓噴射)工法，以半擺噴的形式在坑外側(cè)作槽壁加固。槽壁加固的樁Φ2 600 mm，中心距 1 700 mm，深 48 m，擺動(dòng)噴漿范圍為 180°。MJS 做槽壁加固的平面布孔位置詳見(jiàn)圖2。

圖2 MJS 做槽壁加固平面布孔位置圖

3 MJS 工法布孔形式及施工參數(shù)

3.1 布孔形式

為避免 MJS 工法施工的水泥漿液噴入到地下連續(xù)墻槽段內(nèi)，同時(shí)又考慮到 MJS 工法引孔的垂直度偏差，因此平面布孔時(shí)孔中心距離地下連續(xù)墻外邊為 150 mm，孔中心距 1 700 mm。如圖3 所示，MJS 工法的有效加固厚度為984 mm，大于原設(shè)計(jì)方案φ850 mm 三軸攪拌樁槽壁加固的厚度。

圖3 MJS 工法布孔大樣圖

3.2 施工參數(shù)

本工程采用 MJS 工法的施工參數(shù)詳見(jiàn)表2。

表2 MJS 工法施工參數(shù)表

3.3 擺噴角度的控制

為完成半擺噴的設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)又要控制好水泥漿液不噴入到地墻槽段內(nèi)，須嚴(yán)格控制擺噴的角度。通過(guò) MJS-40VH 設(shè)備本身的電腦控制臺(tái)，可以任意設(shè)定法線(xiàn)兩側(cè)擺動(dòng)的角度，由電腦精確控制，在設(shè)定的角度范圍內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，并同步噴漿，詳見(jiàn)圖4。

圖4 電腦控制臺(tái)角度設(shè)定示意圖

4 槽壁加固效果分析

4.1 地下連續(xù)墻成槽垂直度

對(duì) MJS 工法做槽壁加固范圍內(nèi)的3幅地下連續(xù)墻進(jìn)行超聲波垂直度檢測(cè)。采用 UDM100 超聲波檢測(cè)記錄儀進(jìn)行檢測(cè)。槽段垂直度偏差情況分別如圖5、圖6、圖7 所示。

圖5 第 1 幅地下連續(xù)墻槽段垂直度偏差圖

圖6 第 2 幅地下連續(xù)墻槽段垂直度偏差圖

圖7 第 3 幅地下連續(xù)墻槽段垂直度偏差圖

從圖5、圖6、圖7 可以看出，3 幅地下連續(xù)墻均有一定程度向基坑內(nèi)側(cè)方向傾斜，但總體垂直度基本能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范＜1/300 偏差的要求。

4.2 鉆芯取樣28 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

在相當(dāng)于基坑開(kāi)挖深度范圍 (23 m) 內(nèi)，豎向分 3 點(diǎn)深度進(jìn)行鉆芯取樣，28 d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度如表3 所示。

表3 鉆芯取樣 28 d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

4.3 鉆芯取樣 28 d 滲透試驗(yàn)結(jié)果

在相當(dāng)于基坑開(kāi)挖深度范圍(23 m)內(nèi)，豎向分 3 點(diǎn)深度進(jìn)行鉆芯取樣，28 d 滲透試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。

表4 鉆芯取樣 28 d 滲透試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié) 語(yǔ)

(1) MJS 工法在自身引孔及成樁過(guò)程中存在垂直度偏差。

(2) MJS 工法噴漿成樁過(guò)程中，由于漿液在噴嘴處有擴(kuò)散角，最后成樁的范圍超過(guò) 180°，可能存在部分水泥漿液流入地墻成槽范圍內(nèi)。

(3) MJS 工法水泥摻量較大，達(dá)到 40%，且后期鉆芯取樣 28 d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值明顯高于普通三軸攪拌樁。此外，地墻槽段內(nèi)外側(cè)被加固土體的強(qiáng)度差異，也可能導(dǎo)致成槽內(nèi)傾。

綜上所述，在本工程的應(yīng)用中采用 MJS 工法作為槽壁加固能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范的垂直度偏差、抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性要求。在今后類(lèi)似工程中，應(yīng)特別注意控制成樁范圍以及水泥摻量等問(wèn)題。