高富水地层新老混凝土接口处MJS工法桩加固应用研究.docxVIP

? ? 高富水地层新老混凝土接口处MJS工法桩加固应用研究 ? ? 周贤培，周冬辉，李秀奎，吴红军，张 伟，范晓琰 （1.中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030000;2.中南大学土木工程学院,湖南 长沙 410075;3.中铁十二局集团海南工程有限公司,海南 海口 570206） 随着城市不断发展，众多路网已经难以满足现代化进程需要，有必要对部分旧有基础设施开展重建改造工作。而重建工作中，不可避免会产生新、老混凝土结构的施工接口，稍有处理不当,则极易破坏结构的整体性，成为工程结构受力和防水的薄弱点。而对于路堑、U型槽、基坑等低于地面的结构，因其嵌固于地层，通常容易受地下水侵蚀扰动，对于接缝防水及结构受力要求更为严格。因此，需采用严格基底地层加固措施，以降低地层渗透性，抑制水土压力对接缝的侵扰。 在建312国道苏州东段改扩建工程为一典型的新—老混凝土接口工程。该工程位于阳澄湖岸，地处粘性土和夹砂土层中，受阳澄湖水系影响，工程基底地层富含有压水。为确保工程施工安全以及运营防水效果，需对新老混凝土接口处基底地层进行加固处置。本文即是依托该工程，针对压力地下水条件下地层高质量加固工艺开展实践研究，以解决依托工程实际难题。 1 依托工程介绍 1.1 工程概况 312国道苏州东段改扩建工程——星华街下穿改造工程，全长1160.9m，位于苏州市工业园区星华街和G312立交处，见图1。受线位分布等因素限制，既有星华街下穿以东敞开段部分（既有U型槽结构）需拆除，星华街暗埋段及以西部分不动，U型槽结构侧墙、底板均采用C35混凝土浇筑，东西长162m，宽约32.3～35.30m，基坑开挖深度1.5～7.5m，采用明挖顺作法施工，基坑由深至浅分别采用灌注桩围护及放坡开挖，见图2。 图1 工程位置 1.2 工程地质及水文地质情况 工程所处场地周边环境空旷，北侧约68m为京沪高铁，见图1。施工场地整体位于太湖冲湖及泻湖相沉积平原，地势平坦，据区域地质资料，场区内第四系覆盖层厚度可达180m以上，沿线71.70m以浅土层为第四系全新世至早更新世沉积的疏松沉积物，以粘性土为主，间夹粉（砂）性土，见图2。同时，工程位于长江流域太湖水系区域范围内，地表水系极其发育，区域水位常年在1.10～1.30m之间，其中潜水位于浅部粘性土层中，微承压水赋存于第一隔水层下的砂性土层中，区域内承压水主要赋存于第一隔水层下的砂性土层中，而承压水则赋存于深部砂性土中。 图2 改建设计图 1.3 工程难点分析 因工程临近阳澄湖，存在无限补给的压力地下水，前期施钻即出现压力水突涌的情况，因此，若无必要的地下水治理措施，一旦既有U型槽结构拆除，将导致基底大面积涌水，可以预见基坑开挖后存在突涌失稳的风险。 为此，工程设计过程中，对既有结构的拆除以及新建结构的重建之前进行了重点研讨，设计了灌注桩+三轴搅拌桩联合地层加固措施。但受实际施工场地限制，施工过程中，在本工程新老混凝土结构接口部位难以实施且质量保证困难，为此，需要采取质量可靠性更高的施工工艺。 2 工艺比选 为了保证依托工程新老混凝土结构接口处施工安全，需在基底破拆改建之前，对该处地基采取高可靠性的地层加固措施。项目实施之初，针对该工程难点，分别考虑地层富含有压地下水、补给充足、场地受限等工程条件，开展了必要的工艺比选和专家研讨。 对于地层加固方法，常用的措施有三轴搅拌桩加固、高压旋喷桩和MJS工法三种[1-3]。其中，三轴搅拌桩施工机械占空间较大，且封堵成桩效果通常不理想；高压旋喷桩对土层扰动较大，容易导致地面隆起，且桩径内力变化幅度较大，桩体质量都有所欠缺。近年来，众多控制严格的接缝工程中，开始采用MJS工法来形成可靠地基加固封堵，以减少地下环境对工程的干扰。 MJS工法（Metro Jet System）也称为全方位高压喷射工法，相对于高压旋喷工艺，其改进了多孔管和前端装置，能实现地内压力监测、强排浆压力控制、任意角度喷射注浆施工，从而提高成桩质量，同时能减少地层的扰动、有效控制地层变形。 MJS工法最早是由日本建筑企业研发，后于2008年引进中国，在国内得到了良好的应用，特别是在地铁车站端头井、接缝等控制要求较为严格的区域应用最多。如，宋欢[4]针对SMW工法桩断口处，采用MJS旋喷工艺进行修补，后在基坑开挖中证实安全可行；朱小龙[5]将MJS工法应用于地铁施工保护，实践表明MJS工法可有效抑制地铁设施变形。刘其成等[6]将MJS工法应用于富水砂层中的接收井端头加固。 由此可见，大量工程实践已证明MJS工艺在一些对地层加固效果要求极高的特殊节点工程应用中取得了良好的实施效果。为此，经反复论证和现场试桩（实测试桩有效直径达到2.4m，质量可靠，见图3），拟定优选MJS工法作为本工程的地层加固工艺。 图3 MJS工法