摘要：高压旋喷桩可以对常规深基坑较深处的坑中坑进行土体加固，但无法满足更深部位的建（构）筑物的加固要求。因地铁项目而产生的超高压喷浆MJS工法和RJP工法，目前已越来越多地被运用在大型深基坑工程上。分析了高压旋喷与MJS工法和RJP工法的区别，阐明了这两种工法在施工过程中的事前、事中和事后质量控制要点，供相关监理人员参考。
关键词：超高压；喷射注浆；MJS工法；RJP工法；质量控制；监理
▍引 言
随着超高层建筑越来越多，其深基坑的复杂性促使在设计、施工时就要深思熟虑，一些新的工艺也随之产生。目前土体加固方面大多采用三轴搅拌桩、高压旋喷桩，以及超高压喷射注浆的全方位高压喷射（Metro Jet System，MJS）工法和三重管高压喷射灌浆（Rodin Jet Pile，RJP）工法等。本文以具有代表性的长三角区域某超高层深基坑项目（以下简称“本项目”）为例，就MJS工法和RJP工法与常用的高压旋喷工艺的不同点，以及MJS工法和RJP工法的质量控制要点展开讨论，供相关监理人员参考。
▍设计参数比较
设计中，三轴搅拌桩多用于深基坑常规深度的外围止水帷幕、槽壁加固和土体加固等，高压旋喷桩多用于坑中坑的侧壁加固或局部埋深较深的竖向构筑物（件）的外侧加固，而超高压喷射注浆的MJS工法和RJP工法则更多地用于超深部位的槽壁加固，如地下连续墙接头部位的土体加固、地铁基坑等。本项目采用的高压旋喷、MJS工法和RJP工法主要设计参数，如表1所示。
从表1可以看出，MJS工法和RJP工法与高压旋喷相比，在施工深度方面要深得多，浆液喷射压力也大得多，喷浆速率要求更慢，成桩直径更大。此外，MJS工法和RJP工法都可以控制钻杆喷射角度形成180°半圆桩或360°全圆桩；MJS工法因有回浆释压要求，对周边土体的扰动较RJP工法更小，可应用于临地下重要保护建筑物、临地铁侧区域等的施工建设。
▍施工前期准备要点
（1）审核非原位试桩施工方案。由于设计给出的参数值需根据现场实际地质情况，在非原位进行施工试桩，根据最终28d无侧限抗压强度的检测结果，以达到设计要求的试桩施工参数作为正式施工的控制依据。非原位试桩方案应以设计参数为基础，有差别地选择几组控制参数值，在现场施工2～3根试桩，最终选择最佳的组合方案。
（2）现场非原位试桩。非原位试桩及正式工程桩都应注重引孔成型质量、试喷、下钻杆和压力喷浆等几个环节。引孔设备应配备圆筒合金钻头，孔深应大于设计孔深1 m，钻孔垂直度应符合要求；当钻头、首节钻杆、压力泵和数控后台等组装调试完毕后，须进行带水试喷；下钻杆前应严格检查钻杆内孔是否通畅、接头是否密封、信号数据线是否完好等；压力喷浆必须按照设定的控制参数进行施工，监理应在过程中严格监控。表2列出了本项目超高层4个试桩设定的施工控制参数，与设计参数值相同的气流压力、浆液流量、切削水压及流量等未列入其中，4个试桩均进行了土体压力监测。在试桩施工过程中，第③组喷浆压力采用50 MPa，在地质⑨-1粉质黏土夹粉土层（相对标高－25 m～－29 m、承载力特征值180 kPa）出现了土体压力超出设计控制要求的情况。
（3）最终施工方案的确定及作业前交底。根据表2无侧限抗压强度检测结果以及施工过程中的情况，取最优的第②组作为后续正式的施工控制参数值，形成最终施工方案，经施工单位内审、监理单位审核后执行；督促施工单位对作业班组进行详细的书面交底，内容涵盖施工流程、控制参数值、关键控制点、停工待检点、施工记录填写、交接班制度以及注意事项等。
（4）MJS工法和RJP工法的施工流程。如图1所示，MJS工法和RJP工法在施工流程上基本相同，但MJS工法对场地内土体压力值有更加严格的要求，施工中增加了土体压力监测、暂停喷浆、调整压力值及回浆释压等控制环节。
▍施工中的质量控制要点
3.1设备就位及调试、验收
（1）设备就位。引孔设备和喷浆设备均应平稳并水平地安装在经放样复核准确的桩位孔上；钻杆轴线垂直对桩位孔中心线，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于规范及设计要求（通常要求为1%）。监理应对此步骤进行测量工序验收。
（2）设备检查。施工前检查注浆设备和管路系统并进行调试，根据试桩结果进行调整并设置各施工参数；管路系统的密封圈必须良好，各通道和喷嘴通畅、无异况；检查计量器具的校订周期并确认其有效；吸浆软管、高压泵与钻杆间的耐高压软管连接良好、无破损，接头使用卡口接头，并有密封圈压紧；设备调试完毕并应经施工单位自检合格后由监理验收。
3.2开槽、引孔及下放套管
先查看地质报告和管线图，再根据施工图进行桩位放样，然后沿桩位中心线开挖沟槽。沟槽宽度约为1 m，深度在1 m～2 m之间，以保证沟槽有一定的储浆功能。
根据地质情况，选择符合要求的引孔设备（如GYQ-200B型钻机）。钻头宜采用合金材质，并加设导正器。制备比重为1.2～1.3的膨润土泥浆进行钻孔。钻孔时应时刻观测钻杆，确保引孔垂直度满足规范及设计要求，若遇障碍物应降低钻速、反复切削。引孔深度宜大于设计孔深0.5 m～1 m，最后使用导正器进行扫孔，并灌入泥浆比重约1.3的泥浆，以防塌孔。
引孔完成后，超过30 m深度的应置入外套管。监理应现场复核所有外套管的长度，确保下放深度满足设计桩底标高的要求。
3.3钻机试喷、下钻杆
喷浆设备组装时，首先卸下钻头前端的切削头，将钻头装入主机动力头内，检查卡盘和排泥口以及压力感应器位置，准确就位后夹紧卡盘；其次开启下部液压夹头，操作进给开关将动力头降至合适位置，并装上前端切削头；最后安装倒吸空气适配器、水龙头等，确认各路管线均通畅良好。
试喷时应将旋转钻头喷嘴旋至合适位置，避开人群以免发生安全事故。先采用清水替代水泥浆进行试喷，主机及后台操作人员配合依次开启主空气泵和注浆泵，再依次开启倒吸气泵和排浆倒吸泵，确认钻头喷射过程和倒排浆均运行正常。一切正常后方可进行后续的水泥浆喷射工序。
提前将钻杆清洗干净，检查钻杆孔内是否通畅，密封圈的密封性能是否良好。安装人员应对放入钻杆信号线孔内的信号数据线连接情况进行确认；钻杆对接时，内六角螺栓必须连接紧密，采用电动紧固器后应用手动扳手检查确认一遍。根据实际孔深确定钻杆下放根数，最后一节钻杆下放时需控制好钻头在孔底的标高，宜比实际引孔底标高高出约20cm。监理应对此步骤进行旁站、验收。
3.4提钻喷浆
喷射前应提前通知后台按照试桩后确定的水灰比制备水泥浆。要求水泥浆进入注浆泵前的过滤情况必须良好（一般为3道过滤），以防异物和较大水泥颗粒堵塞泵管和喷嘴，配置好的水泥浆液宜在0.5 h内使用完。按照试桩后确定的各参数值设定主机参数，并完成校零工作，校零时钻杆上面的白线应正对主机正前方。监理工程师对设备各参数的设定值、水灰比、注浆方向、喷射角度、回转速度、提拔速度及各项压力控制值等进行验收，并签署验收记录表。
进入喷射阶段时，先打开倒吸空气泵和倒排泵，再次确认排泥管路正常，然后打开主空气泵和注浆泵，调整泵的压力达到20 MPa～30 MPa，然后将水切换成水泥浆，调节压力至施工设定值（45 MPa），打开步进开关，开始喷射施工。
当提钻喷浆需卸钻杆时，应在完成该段喷浆结束前约30 s内将水泥浆切换成水，然后即刻停止喷射、拆除钻杆（一般情况下每喷3 m拆1次杆）。每次拆杆时，应注意将注浆泵的压力值下降至安全范围后，随后依次关闭前台设备和后台设备，最后拆除钻杆；分段提升时，每次喷浆应与原停喷区段搭接0.1 m，中断喷浆施工在1 h时，恢复喷浆须与原停喷区段搭接0.5 m。
提钻时应同步提升外套管，钻杆与外套管底标高应相差6 m～12 m。提钻后应及时清洗干净拆卸后的钻杆、套管。
在整个提钻喷浆和拆卸钻杆及套管过程中，监理应对后台水泥浆制备、前台喷浆等进行全过程旁站，并如实填写旁站记录。
3.5压力控制
对于场地内土体压力值的控制，MJS工法比RJP工法提出了更加严格的要求。MJS工法要求施工人员在喷浆过程中必须密切关注地内土压力和泥浆排放情况，及时控制排泥阀门的大小，确保地内土压力值控制在设计要求范围内。当场地内土体压力值大于设计控制系数时，应及时采取暂停喷浆、调整压力值和回浆释压等措施，否则地内土压力过大将会对该MJS桩外侧的重要建筑物产生影响，并伴有严重的安全隐患。
▍施工中的质量控制要点
4施工后的要求
（1）成品保护完好。MJS桩和RJP桩施工完成后，应立即用砂或原土将上部原引孔的空腔部分回填密实至场地面标高。特别是后期需取芯检测的桩孔，严禁有石块、树根等异物掉入孔内。
（2）内业资料同步。每根桩施工完成后，应立即将原始施工记录、隐蔽验收记录、检验批验收表和旁站记录等工程资料整理完善，并及时签章后归档。
▍结 语
因地铁项目而产生的超高压喷浆MJS工法和RJP工法，目前已越来越多地被运用在大型深基坑工程上。这两种工法基于传统的高压喷射注浆技术，采用了独特的多孔管和前端造成装置(Monitor技术），实现了孔内强制排浆并由排浆量控制场地内压力，使得水泥搅拌桩具有更好的成桩质量和更大的成桩直径，且对周边士体影响更小。鉴于这两种工法的施工深度超深、喷浆压力大、成桩直径大等特性，监理在实施质量控制过程中要更注重一些细节的把控，如试桩参数的确定，引孔的垂直度，水灰比，钻杆的密封性能，喷浆的转速、提速、摆喷角度、压力，场地内土体压力值，等等，做到“样板先行、关键控制、细节注重”。
来源：《建设监理》
作者：刘伟鹏
编辑整理：项敏
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