MJS工法樁在濱海地區(qū)軟基加固工程中的應(yīng)用

姚 志 雄,夏 華 燦,吳 波,鄭 國 文

(1.福建理工大學(xué) 地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350118; 2.福建省土木工程新技術(shù)與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350118; 3.東華理工大學(xué) 土木與建筑工程學(xué)院,江西 南昌 330013; 4.中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司,福建 福州 351111)

0 引 言

為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,中國地下空間開發(fā)規(guī)模越來越大,地下工程也越來越密集化,新建地下工程與公路鐵路干線、地面河流和周邊建筑物的距離越來越小,各鄰近構(gòu)筑物相互影響的工程問題也日益增多[1-3]。由于高鐵線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高,對(duì)線路的平順性要求高,為保障高鐵的運(yùn)營(yíng)安全,須嚴(yán)格控制鄰近工程施工對(duì)既有高鐵線路的影響。特別是在濱海深厚軟土地區(qū),由于土性不良且地下水豐富,工程施工的環(huán)境效應(yīng)及安全性更是不容輕視[4-5]。選擇合理的加固方法及工藝參數(shù)對(duì)軟土進(jìn)行加固成為此類工程的重難點(diǎn)。

MJS(Metro Jet System)工法是從日本引進(jìn)的一種全方位高壓噴射注漿地基處理技術(shù),該工法是在傳統(tǒng)高壓旋噴技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過增加多孔管主動(dòng)排泥措施,并結(jié)合注漿附近的壓力傳感器監(jiān)測(cè)值來調(diào)整水泥漿的排出量,從而有效控制樁施工對(duì)周邊環(huán)境及既有建筑物的影響[6]。關(guān)于MJS工法樁技術(shù),上海、江蘇等地已有一定工程實(shí)踐應(yīng)用,學(xué)者也開展了區(qū)域性技術(shù)探討并推動(dòng)了該技術(shù)推廣。熊仲明等[7]通過數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法研究了MJS工法樁工藝參數(shù)及環(huán)境效應(yīng),驗(yàn)證了該工法成樁質(zhì)量好、環(huán)境影響小,并在蘇北黃泛區(qū)富水砂層盾構(gòu)始發(fā)中得到應(yīng)用。葉琪等[8]以寧波軟土地區(qū)實(shí)際工程為例,通過ABAQUS分析了MJS工法樁施工對(duì)臨近建筑物的影響以及工后成樁質(zhì)量。毛祖夏等[9]通過現(xiàn)場(chǎng)試樁試驗(yàn)研究了MJS工法樁和高壓旋噴樁(雙重管)在軟土地區(qū)對(duì)周邊環(huán)境影響的擠土效應(yīng)差異。翟志國等[10]以京沈高鐵望京隧道聯(lián)絡(luò)通道洞內(nèi)加固地層為例,總結(jié)得出MJS水平旋噴樁有很好的成樁和止水效果,可有效提高土體自穩(wěn)能力,隔斷地下承壓水,減小地面隆起和沉降控制值。梁利等[11]以上海某輕軌車站換乘通道建設(shè)為例,詳細(xì)介紹了MJS工法樁在復(fù)雜條件下的應(yīng)用,探討了MJS工法樁的施工參數(shù)。鄧指軍等[12]通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法,探討了MJS工法樁的噴漿加固效果、加固范圍以及周圍土體的變形量,拓展了MJS工法樁在盾構(gòu)隧道內(nèi)不均勻沉降段下臥土層的應(yīng)用。趙香山等[13]通過有限元方法探討了MJS工法樁與傳統(tǒng)旋噴樁在施工過程中對(duì)樁周1 m環(huán)境的影響情況,研究表明MJS工法樁施工對(duì)周圍土體的擾動(dòng)和位移影響均較小。張品等[14]以長(zhǎng)沙地鐵4號(hào)線下穿2號(hào)線運(yùn)營(yíng)隧道加固工程為背景,對(duì)MJS水平樁施工期間周圍地層孔壓、2號(hào)線隧道附加應(yīng)力、豎向位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,獲得MJS水平樁施工對(duì)周圍地層及運(yùn)營(yíng)隧道的影響規(guī)律。睢博棟等[15]基于上海某基坑工程,對(duì)附近存在抽水井時(shí)MJS樁垂直施工引起的土體位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果表明,抽水試驗(yàn)使抽水井周圍土體細(xì)粒含量減少,MJS樁在附近施工時(shí),高壓水泥漿更容易切割土體,成樁直徑更大,土體水平位移增加明顯。劉澄赤等[16]以上海瑞虹新城10號(hào)地塊發(fā)展項(xiàng)目為依托,結(jié)合MJS工法施工工藝原理,總結(jié)了該工法應(yīng)用于超深土層時(shí)的施工特點(diǎn)與關(guān)鍵控制要素。張雁等[17]采用地質(zhì)勘探、重力觸探試驗(yàn)和抽水試驗(yàn)等方法,從礫石層厚度、礫徑、含砂量、地層密實(shí)度和含水層滲透能力等方面分析礫石層中MJS工法樁質(zhì)量,研究成果拓寬了MJS工法的應(yīng)用范圍。

綜上所述,當(dāng)前學(xué)者已對(duì)MJS工法樁施工技術(shù)及環(huán)境影響展開了一定研究,也推動(dòng)了MJS工法在地鐵隧道、車站基坑等加固工程的應(yīng)用,但關(guān)于MJS工法在濱海深厚軟基加固工程的應(yīng)用研究尚未見報(bào)道,特別是MJS工法樁在臨近高鐵高度敏感區(qū)內(nèi)的應(yīng)用技術(shù)尚無成熟經(jīng)驗(yàn),環(huán)境擾動(dòng)機(jī)理尚不明晰。本文結(jié)合福建濱海軟土地區(qū)首例MJS工法樁在涉鐵深厚軟基加固工程中的應(yīng)用實(shí)例,總結(jié)濱海軟土地區(qū)MJS工法樁的施工工藝,并對(duì)土體深層水平位移、地層孔壓、既有鐵路橋梁變形等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),研究MJS多樁施工對(duì)土層和鄰近結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律并評(píng)價(jià)其安全性,以期為類似工程提供借鑒。

1 依托工程

1.1 工程概況

福建濱海軟土地區(qū)下穿高速鐵路橋梁通道(河道)工程河道下穿福平高鐵石門特大橋第17～18孔(16號(hào)臺(tái)、17～18號(hào)墩),與福平鐵路線位交角90°,其對(duì)應(yīng)孔布置了長(zhǎng)度為(32.7+32.7)m的簡(jiǎn)支梁。17號(hào)、18號(hào)墩均為圓端形橋墩。16號(hào)橋臺(tái)及17～18號(hào)橋墩的樁基均采用Φ100 cm鉆孔灌注樁。福平高鐵交叉處河道斷面規(guī)劃河寬40 m,設(shè)計(jì)范圍內(nèi)河道全長(zhǎng)69.18 m。河底采用U型槽下穿福平鐵路,交叉處既有河道寬9 m。福平高鐵為國家“十三五”規(guī)劃中北京至臺(tái)灣高速鐵路通道的先期工程,變形控制要求極高。下穿福平鐵路通道(河道)平面示意如圖1所示。

圖1 下穿福平鐵路通道(河道)工程平面示意(尺寸單位:m)

高速鐵路設(shè)計(jì)速度:福州至福州南段160 km/h,最大設(shè)計(jì)坡度20‰;福州南至平潭段200 km/h,最大坡度13‰。高速鐵路為雙線標(biāo)準(zhǔn),無砟軌道、無縫線路,對(duì)變形及差異沉降控制標(biāo)準(zhǔn)極高。

該通道工程位于淤泥質(zhì)地層區(qū)域,富水性強(qiáng)且土層承載能力弱。選擇合適方法對(duì)鐵路工程規(guī)定范圍內(nèi)的深厚軟基進(jìn)行預(yù)加固,在保證軟基自身承載力及變形滿足要求的前提下,保證高鐵運(yùn)營(yíng)安全是該涉鐵工程必須要解決的關(guān)鍵問題,也為后續(xù)河道基坑工程的施工創(chuàng)造有利條件。由于是涉鐵工程,變形控制要求高,且受到高鐵橋梁凈空限制,常規(guī)三軸攪拌樁無法施作,經(jīng)過充分調(diào)研論證后決定采用φ1000@2400 mm的MJS工法樁對(duì)臨近高鐵橋深厚軟基進(jìn)行加固。結(jié)合工程實(shí)際情況,綜合技術(shù)考量及安全專項(xiàng)論證,在高鐵橋下的加固場(chǎng)區(qū)先行設(shè)計(jì)8根試驗(yàn)樁(見圖2)開展工藝及環(huán)境影響研究,以便為后續(xù)大面積施工提供借鑒。試驗(yàn)成樁直徑1.0 m,樁長(zhǎng)19.0 m。

1.2 工程地質(zhì)與水文條件

2 MJS工法樁工藝參數(shù)確定

MJS工法樁是對(duì)傳統(tǒng)高壓旋噴工藝的改進(jìn),除了具備傳統(tǒng)高壓旋噴樁切割并加固土體的功能,該工法還采用先進(jìn)的多通道鉆桿、前端多傳感裝置鉆頭,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制排漿、孔內(nèi)泥漿壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并保持穩(wěn)定,并有專門泥漿制備及排泥設(shè)備,大大減少了施工對(duì)周邊地層及環(huán)境造成的影響。多通道鉆桿截面如圖3(a)所示;多孔管由高壓水泥漿、后推空氣、油路開關(guān)、高壓切削水、返漿通道、噴射氣道等組成,鉆頭上設(shè)置有地壓、水壓、氣壓、漿壓等多個(gè)傳感器,如圖3(b)所示。

圖3 多通道鉆桿及鉆頭設(shè)備

結(jié)合實(shí)際的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、施工環(huán)境及成樁質(zhì)量要求,總結(jié)提出MJS工法樁主要施工流程:引孔→安放主機(jī)→調(diào)整姿態(tài)→下鉆→噴漿→MJS工法提鉆注漿→成樁。具體工藝流程如下:

(1) 對(duì)場(chǎng)地固化處理以免設(shè)備產(chǎn)生沉陷、傾斜等風(fēng)險(xiǎn),并做好裝樣定位。做好電源、數(shù)據(jù)線、鉆頭和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)顯示器連接,確認(rèn)鉆頭在無荷載情況下清零,管線連接確保密封。

(2) 檢查設(shè)備運(yùn)行情況,確保主機(jī)、高壓泵、空壓機(jī)、泥漿攪拌系統(tǒng)等都正常工作,主機(jī)就位。修建排污及泥漿拌制系統(tǒng),以便無污染作業(yè)。接著,開始引孔并下放鉆桿。

(3) MJS超高壓鉆機(jī)就位,下放鉆桿至設(shè)計(jì)深度。做好下放鉆桿節(jié)數(shù)記錄,并檢查密封圈情況。鉆頭到達(dá)預(yù)定深度后,設(shè)定搖擺角度、引拔速度、回轉(zhuǎn)數(shù)等工藝參數(shù),使系統(tǒng)處于就緒狀態(tài)。

(4) 確定位置噴射,先開倒吸水流和倒吸空氣,在確認(rèn)排漿正常時(shí),打開排泥閥門,開啟高壓水泥泵和主空氣空壓機(jī)。首先用壓力為10 MPa的水向上噴射,然后把水切換成水泥漿,鉆桿重新下放到位后開始向上噴射改良。施工中密切監(jiān)測(cè)地內(nèi)壓力,實(shí)時(shí)調(diào)整排漿閥大小控制地內(nèi)壓力在安全范圍,并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊地層及鄰近橋梁變形情況。

(5) 由下向上逐步旋噴提升,同時(shí)將泥漿倒排吸出。為提高成樁質(zhì)量,在樁底部1.0 m范圍適當(dāng)延長(zhǎng)旋噴時(shí)間。旋噴提升過程中,根據(jù)土質(zhì)及地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)情況適當(dāng)調(diào)整旋噴參數(shù)。

(6) 重復(fù)以上步驟直至成樁結(jié)束。最后及時(shí)對(duì)拆卸下來的鉆桿等設(shè)備進(jìn)行清洗、養(yǎng)護(hù)。由于場(chǎng)地廣泛分布淤泥質(zhì)黏土、中砂層,成孔中易出現(xiàn)塌孔、縮徑等問題,施工中應(yīng)控制好泥漿質(zhì)量并做好護(hù)壁等措施。圖4為MJS工法樁施工原理示意。

圖4 MJS工法樁施工原理示意

影響MIS工法樁施工質(zhì)量的主要參數(shù)有8個(gè)(見表1),其中水泥漿壓力、主空氣壓力和主空氣流量3個(gè)參數(shù)主要用來實(shí)現(xiàn)土體的切割和形成樁體;地內(nèi)壓力系數(shù)ξi主要根據(jù)地區(qū)地應(yīng)力測(cè)試進(jìn)行控制[8]。

表1 MJS試樁主要工藝參數(shù)

ξi=k0γi/γw

(1)

式中:γi為土體重度,kN/m3;k0為靜止土壓力系數(shù),一般取1-sinφ,φ為土體內(nèi)摩擦角;γw為水重度,kN/m3,一般取10 kN/m3。

土層側(cè)向壓力:

(2)

式中:hi為各土層厚度,m。

將式(1)代入式(2),則式(2)所描述的土層側(cè)向壓力可采用式(3)的形式表示:

(3)

3 試樁順序與監(jiān)測(cè)方案制定

鑒于試樁過程與實(shí)際施工過程要基本相符,其次考慮到試樁過程中要盡可能減少機(jī)械搬運(yùn)及挪動(dòng)帶來的附加擾動(dòng),經(jīng)過比選最終制定了兩個(gè)順時(shí)針方向的成樁順序方案:③→④→⑧→⑦→②→⑥→⑤→①。土體深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)(I1～I(xiàn)5、I6～I(xiàn)10)與MJS工法樁在同一軸線,其中I1、I6靠近樁側(cè)(見圖5(a)),I1～I(xiàn)5、I6～I(xiàn)10測(cè)斜管均采用0.5 m等間距布置,埋置深度與MJS工法樁樁長(zhǎng)等同;孔隙水壓力監(jiān)測(cè)孔(K1～K5、K6～K10)與土體深層水平位移測(cè)斜管在空間上處于同一平面,間距為0.5 m,監(jiān)測(cè)點(diǎn)在深度方向按2,5,7,11,20 m間隔布置(見圖5(b))。樁體編號(hào)、土體深層水平位移及孔隙水壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置與編號(hào)見圖5。K1-2表示孔隙水壓力監(jiān)測(cè)孔K1在深度為2 m處的監(jiān)測(cè)點(diǎn),其余孔隙水壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)符號(hào)意義同理。MJS工法樁試樁均從深度為19 m處開始噴漿,鉆桿逐步提升噴漿至地表代表一根試樁完成。

圖5 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置(尺寸單位:m)

4 試樁施工環(huán)境影響分析

MJS工法試樁工況詳情見表2,圖6為試樁及監(jiān)測(cè)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)。

表2 試樁工況詳情

4.1 深層土體累計(jì)側(cè)移

結(jié)果表明,各監(jiān)測(cè)孔位累計(jì)側(cè)移(見圖7)總體上均呈現(xiàn)出“上大下小”的趨勢(shì),附近土體的深層水平位移普遍在8～10 mm以內(nèi),最大位移值為38 mm,最大位移值所處深度為0.5～2.5 m。除I6、I10孔外,其余孔位最終均表現(xiàn)為土體逐步向施工區(qū)域回移現(xiàn)象(土體位移為正表示變形靠近施工區(qū)域,即靠近試樁方向,為負(fù)表示背離施工區(qū)域)?？梢奙JS工法樁施工過程中,由于樁位土體的卸載而引起土體的回移效應(yīng)比漿液噴射引起的擠土效應(yīng)更為顯著。試樁過程中,I1～I(xiàn)5、I6～I(xiàn)10處深層土體累計(jì)側(cè)向位移變化如圖7所示。另外,可觀察到此回移效應(yīng)并不會(huì)持續(xù)很久,在鄰近樁位施工完成1～2 d之后就基本達(dá)到穩(wěn)定。對(duì)于遠(yuǎn)離樁側(cè)0.5 m以上的土層,回移的影響深度范圍基本在0～4 m內(nèi)。因此,如附近有地下結(jié)構(gòu)物時(shí),應(yīng)密切關(guān)注此深度范圍內(nèi)因樁位施工產(chǎn)生的回移效應(yīng)引起的剪切變形。

圖7 土體深層累計(jì)側(cè)移監(jiān)測(cè)曲線

如排除個(gè)別孔位數(shù)據(jù)因各種不可控因素產(chǎn)生的異常波動(dòng)外,在施工③-④-⑧-⑦號(hào)樁位過程中,施工區(qū)域3 m以外土體所受影響總體很小,整個(gè)深度范圍內(nèi)累計(jì)側(cè)移量穩(wěn)定在-4～8 mm。在施工⑥-⑤-①區(qū)域時(shí),各個(gè)測(cè)孔深層土體累計(jì)側(cè)移均出現(xiàn)了不同程度的激增,其中最為明顯的為離施工區(qū)域最近的I1、I6孔位,I1測(cè)孔最大變化量出現(xiàn)在7月26日下午,深度0.5 m處土體側(cè)移為25.85 mm,深度范圍內(nèi)土體累計(jì)側(cè)移量總體穩(wěn)定在-25～35 mm,而7月26日當(dāng)天為多樁施工(共施工完成5根)?？梢?單樁施工對(duì)周邊土體的影響不顯著,屬于微擾動(dòng)施工;而多樁施工對(duì)土體擾動(dòng)產(chǎn)生的累積效應(yīng)較為明顯,尤其在靠近樁側(cè)土體處。綜合監(jiān)測(cè)結(jié)果,該工程劃分如下:離樁位1.5 m以內(nèi)為主影響區(qū),離樁位1.5～3.0 m為中影響區(qū),離樁位3.0 m以外為微影響區(qū)。因此,在實(shí)際工程實(shí)踐中,要結(jié)合變形控制標(biāo)準(zhǔn)通過試樁試驗(yàn)嚴(yán)密監(jiān)控施工影響區(qū)內(nèi)結(jié)構(gòu)物變形,并合理控制施工進(jìn)度。

4.2 孔隙水壓力變化

在埋深2,5,7,11,20 m處設(shè)置了孔隙水壓力測(cè)點(diǎn),在為期3 d的試樁施工過程中各點(diǎn)位的孔壓變化情況如圖8所示,正值代表此次監(jiān)測(cè)壓力值比上一次增大,否則為負(fù)。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示:K6孔水壓力在試樁施工全過程中波動(dòng)最頻繁且變化幅度最明顯,這是由于K1～K5測(cè)孔緊鄰污水管道改遷一側(cè),原狀土層結(jié)構(gòu)已受到較大擾動(dòng),土層透水性增強(qiáng),孔壓消散較快,對(duì)噴漿壓力不敏感。而K6～K10測(cè)孔受管線遷改擾動(dòng)影響相對(duì)較小,試樁過程中離樁側(cè)較近的K6測(cè)點(diǎn)孔壓出現(xiàn)了明顯波動(dòng),孔壓變化率沿著深度出現(xiàn)先增大后減小現(xiàn)象,可見深處結(jié)構(gòu)性擾動(dòng)較小的軟土層對(duì)于噴漿壓力較敏感。最大變化速率出現(xiàn)在7月24日下午K6孔11 m深度處(即K6-11處),為-13.6 kPa/d,此時(shí)的孔壓為133.1 kPa,變化率為10%。隨著試樁施工接近尾聲,孔壓變化率最大值有從土體深處向淺層轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),緊鄰K6測(cè)孔的5號(hào)樁位施工臨近結(jié)束時(shí),孔壓最大變化率出現(xiàn)于7月26日上午K6孔的2 m深度處(即K6-2處),為14.6 kPa/d,此時(shí)孔壓為62.3 kPa,變化率為23%,這是由于此時(shí)噴頭回旋上提、噴漿壓力正逐漸往淺層土體轉(zhuǎn)移,而其引起的孔隙水壓力未及時(shí)消散所致,可見土體內(nèi)孔隙水壓力變化情況和工法樁成樁過程密切相關(guān)。結(jié)果顯示,MJS工法樁對(duì)噴漿壓力的控制總體良好,整個(gè)施工過程中并未出現(xiàn)孔壓急劇增長(zhǎng)的現(xiàn)象,隨著工法樁施工結(jié)束,孔壓也平穩(wěn)消散?？梢娫嚇妒┕すに嚰爸骺貐?shù)的控制比較合理,表1的成套工藝參數(shù)是可行的,能較好適應(yīng)工程現(xiàn)場(chǎng)土層,對(duì)周邊環(huán)境影響小。

4.3 既有橋臺(tái)橋墩位移變化

鄰近高鐵橋新建工程施工對(duì)橋墩影響一直是一個(gè)重要的研究問題[19],這關(guān)乎高鐵橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定性及安全運(yùn)營(yíng)。在此進(jìn)行試樁施工對(duì)既有墩臺(tái)影響的探討,可為施工優(yōu)化及保護(hù)性措施的提出提供依據(jù)。圖9給出了MJS工法樁施工期間16號(hào)臺(tái)、17號(hào)墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)詳情。

圖9 16號(hào)臺(tái)及17號(hào)墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

4.3.1豎向位移

MJS工法樁施工過程中對(duì)應(yīng)的16號(hào)臺(tái)、17號(hào)墩豎向位移變化曲線如圖10所示。位移為正表示抬升,為負(fù)表示下沉。結(jié)果表明:MJS試樁過程中16號(hào)臺(tái)、17號(hào)墩豎向位移基本呈無規(guī)律的振蕩狀態(tài),變化范圍在-0.16～0.21 mm之間。試樁施工中,16號(hào)臺(tái)C1、C2點(diǎn)基本呈微小的上抬、下沉交替變化趨勢(shì),這是試樁施工擾動(dòng)所致,試樁結(jié)束后隨著軟土結(jié)構(gòu)重組,離施工區(qū)域較近的C1點(diǎn)微小下沉,下沉值為-0.04 mm;離施工區(qū)域較遠(yuǎn)的C2點(diǎn)微小上抬,上抬值為0.07 mm,差異沉降值為0.11 mm。試樁施工中,比較靠近施工區(qū)域的17號(hào)墩C3點(diǎn)總體呈振蕩的上抬現(xiàn)象,試樁結(jié)束后其上抬值為0.16 mm;相對(duì)遠(yuǎn)離施工區(qū)域的C4點(diǎn)總體呈振蕩的下沉現(xiàn)象,試樁結(jié)束后其下沉值為-0.13 mm,差異沉降為0.29 mm。可見,鄰近橋墩受MJS試樁施工影響微小,變形值遠(yuǎn)小于規(guī)定值,橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可確保高鐵的安全運(yùn)營(yíng)。

朋友說:“你小子真勇敢?！闭Z氣里有擔(dān)憂有羨慕，他知道朋友的婚姻極其糟糕，可是還是人前顯出兩張光鮮的臉來?，F(xiàn)下里，太多人選擇按部就班地往前走。

4.3.2水平位移

圖11為MJS工法樁施工過程中16號(hào)臺(tái)、17號(hào)墩水平位移變化情況。水平位移為正表示位移向施工區(qū)域,即靠近試樁方向,為負(fù)表示位移遠(yuǎn)離施工區(qū)域。結(jié)果表明,試樁施工中16號(hào)臺(tái)的3個(gè)測(cè)點(diǎn)(S1～S3)總體產(chǎn)生了向施工區(qū)域方向的水平位移,位移變化范圍為-0.10～0.41 mm。17號(hào)墩3個(gè)測(cè)點(diǎn)(S4～S6)位移呈無規(guī)律振蕩狀態(tài),位移變化范圍為-0.30～0.30 mm。最終S1～S6各測(cè)點(diǎn)位移穩(wěn)定在0.21,0.30,0.10,0.10,0,-0.20 mm?？梢奙JS工法樁施工對(duì)墩影響微小,變形值遠(yuǎn)小于規(guī)定值,可確保高鐵安全運(yùn)營(yíng)。

圖11 水平位移變化曲線

綜合監(jiān)測(cè)結(jié)果,墩臺(tái)豎向位移變化范圍在-0.16～0.21 mm,水平位移變化范圍在-0.30～0.41 mm,可見MJS工法樁施工擾動(dòng)小,不會(huì)對(duì)高鐵橋梁穩(wěn)定性造成影響。

5 結(jié) 論

結(jié)合福建省濱海地區(qū)首例MJS工法樁在涉鐵軟基加固工程中的應(yīng)用實(shí)例,通過試樁試驗(yàn)提出了一套適應(yīng)濱海軟土敏感區(qū)的MJS工法樁工藝參數(shù),并分析了試樁施工中樁側(cè)土體水平位移、土體孔隙水壓力及鄰近高鐵橋墩臺(tái)的變形規(guī)律,探討了MJS工法樁施工對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)影響情況并評(píng)價(jià)其安全性,得到以下主要結(jié)論。

(1) 周邊土體累計(jì)側(cè)移總體上呈“上大下小”趨勢(shì),最大位移值所處深度約0.5～4.0 m。樁位土體卸載引起的土體回移效應(yīng)比漿液噴射引起的擠土效應(yīng)更為顯著,側(cè)移變形在鄰近樁位施工1～2 d后就基本達(dá)到穩(wěn)定。單樁施工對(duì)周邊土體的影響不顯著,屬于微擾動(dòng)施工,而多樁施工對(duì)土體擾動(dòng)產(chǎn)生的累積效應(yīng)較為明顯。結(jié)合該工程情況,界定離樁位1.5 m以內(nèi)為主影響區(qū),1.5～3.0 m為中影響區(qū),3.0 m以外為微影響區(qū)。

(2) 試樁過程中離樁側(cè)較近土體孔壓出現(xiàn)明顯波動(dòng),表現(xiàn)出隨深度增加,孔壓變化率略微增大的現(xiàn)象,最大變化速率為-13.6 kPa/d。隨著試樁施工接近尾聲,孔壓變化率最大值有從土體深處向淺層轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),可見土體孔壓變化情況和成樁過程密切相關(guān)。整個(gè)施工過程中并未出現(xiàn)孔壓突變現(xiàn)象,孔壓平穩(wěn)消散。表明MJS工法樁噴漿壓力控制總體良好,試樁工藝及主控參數(shù)合理。

(3) 試樁施工過程中臨近高鐵橋墩臺(tái)變形總體呈無規(guī)律的振蕩狀態(tài),這是試樁施工擾動(dòng)所致。試樁結(jié)束后,隨著軟土結(jié)構(gòu)重組,墩臺(tái)豎向位移變化范圍為-0.16～0.21 mm,水平位移變化范圍為-0.30～0.41 mm,變形值遠(yuǎn)小于規(guī)定值,可確保高鐵安全運(yùn)營(yíng)。下一步可開展工法樁施工順序及樁長(zhǎng)、樁徑、間距等參數(shù)對(duì)環(huán)境的影響研究,進(jìn)一步優(yōu)化涉鐵深厚軟基MJS工法樁加固技術(shù)。