超大直径旋喷桩在市政地下工程中的应用（论文）.pdf

皇 里 超 大 直 径 旋 喷 桩 在 市 政 地 下 工 程 中 的 应 用 王 国权 ’ 童 建 华 李 永迪 。 1．宁波市城建设计研究院有限公司 宁波 315010；2．宁波市鄞州区城市建设投资发展有限公司 宁波 315010； 3．上海隧道地基基础工程有限公司 上海 200333 摘要：介绍了在宁波软土地层进行超大直径旋喷桩的技术原理、旋喷成桩试验内容与成果。采用MJS-F法的超大直径 旋喷桩在宁波软土中成桩强度较大，施工扰动小 ，可以作为抗变形隔离墙使用，同时，喷射角度背离围护结构方向施 工，可解决施工侵界问题，可为类似工程提供参考。 关键词：超大直径旋喷桩；抗变形隔离墙 ；MJS工法桩 ；微扰动施工 中图分类号：TU753．3 文献标志码：B DOI：1 0．1 41 44／j．cnki．jzsg．201 7．01．003 Application of Ultra Large Diameter Jet Grouting Pile to Municipal Underground Engineering WANG Guoquan TONG Jianhua LI Yongdi。 1．Ningbo Urban Construction Design＆Research Institute Co．，Ltd． Ningbo 315010；2．Ningbo Yinzhou City Construction Investment Devp Co．，Ltd． Ningbo 315010；3．Shanghai Tunnel Foundation Engineering Co．，Ltd．Shanghai 200333 1 工 程 概 况 宁波市鄞 州 区新 典路 工程含 1座 人行过 街地 道 ，位 于新 典路与广德湖路 交叉 口，该处道路路 面设计标高为 4．20 m。主通道宽度6．O0 m，全长约75．70 m，采用顶管施 工 ；出入 El连接通道宽度6．O0 m，东面通道长度43．O0 m、 西 面 通 道 长度 60．25 m，采 用 明挖 施 工 ； 出入 口宽度 8．75 m，长度25．50 m，采用明挖施工。 本工程顶 管接 收井一侧存在 一条直径3．0 m、埋深约 l3．0 m的电力 电缆隧道 (图1)，因施工场地内存在易受施 工扰动 的厚层软土 ，为保护该隧道 ，拟采用MJS工法桩设 置 1道抗变形隔离墙。由于该隧道与本工程水平距离较近， 故将抗变形隔离墙与基坑止土止水帷幕两墙合一。 2 MJS旋 喷 桩 技 术 MJS工法 (Metro Jet System)是在 日本过去30年的各种喷 射注浆施工工艺的实践基础上研发出的可适用于不同地层 的最新土木技术，是符合社会需求 的一种施工工法ul。MJS 工法是从综合角度出发 ，将硬化材料泥浆的配料直至加压 输送 、喷射、地层切削、混合 、排泥、集 中泥浆、泥浆运 送等一系列工序作为可监控管理 的对象，基于最适合土木 建设领域的注浆方法这一理念而被研发出来的一种施工工 艺。该工艺最早于1998年 引入 中国 。 图1 MJS桩位布置 MJS工法具有以下优点： 1)可进行水平、倾斜、垂直施工。 2)微扰动施工，最大程度地减小对周围建 (构)筑物 产生影响。 3)可进行超深度地基改 良 (目前己施工至60m)。 4)可 以进行集中排泥处理，保持现场环境干净。 5)通过集中排泥，可 以在 目标范围内构筑改良体 ，防 止对土壤、地下水二次污染。 6)能够以从圆形到扇形的任意角度形成地基改 良体截 面 。 3 数 值 模 拟 分 析 为 明确MJS2E法桩对变形的隔离作用，使用有限元软 201 7小 Building Construction 5■ 王国权 童建华 李永迪： 超大直径旋喷桩在市政地下工程中的应用 件MIDAS GTS对本项 目基坑开挖对 电力隧道变形影响进行 了数值模拟 。本次模拟采用修正Mohr—Coulomb弹塑性本构 模型。建立的有限元模型如图2所示。 图2 有限元模型 模拟开挖步骤分为7种工况：初始应力状态、围护桩施 工、开挖至1道支撑位置、开挖至2道支撑位置 、开挖至3道 支撑位置、局部开挖至4道支撑位置、开挖至坑底 。 将有 限元数值模拟结果整理后如 图3N示 。从 图中可 知，打设MJS工法桩后 ，基坑 开挖至坑底时电力隧道位移 量比未打设MJS桩的位移量减少超过50％。当然 ，由于数值 模拟未考虑MJS施 工过程对 电力隧道 的扰动，实际开挖至 坑底后，电力隧道位移量可能会大于数值模拟 的位移量 。 一一一一 ／ ／ 一 ——--_—一 ／ - 一一 l一--一一 l --未打设l 扯 _． ／ ’ ， ．．打设MJ S桩 — — j ／／ 工况 图3 开挖至坑底电力隧道位移量变化 4 工 程 试 验 4．1 试验概况 尽管MJS工法 自日本 引进后在国内多地有多年的成功 经验_3 ]，但宁波地 区应用较少 ，特别是直径超过3 m以上 的工程 ，宁波地 区尚无先例可循 。因此需要在工程正式应 用前，进行试桩。 根据设计意图，MJS工法桩既是变形隔离墙又是止土 止水帷幕 ，必须在钻孔灌注桩施工前进行施工，而MJS工 法是旋喷工艺的一种，同一套施工参数下在不同土层中形 成 的桩径不 同，为工程安全起见 ，设计成桩直径为施工涉 及地层最小成桩直径。因上述不确定因素 ，全圆施工可能 导致MJS工法桩侵入钻孔灌注桩施工范围，使钻孔 灌注桩 无法下钻 或偏钻等情况发生 。而如果为