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超高压喷浆MJS和RJP工法的质量控制要点

2024-07-17 来源:九壹网
lil质量安全节^环保 PROJECT MANAGEMENT

超高压喷浆

MJS和RJP工法的质量控制要点

文lj伟鹏(中衡设计集团工程咨询有限公司,江苏苏州215000)

捅要: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;监理中图分类号:TU712

文献标识码:B

文章编号:1007-4104 (2021) 03-0070-03

0引言

随着超高层建筑越来越多,其深基坑的复杂性促使

员参考。

1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

在设计、施工时就要深思熟虑,

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粧、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

表1

主要设计参数水泥型号

设计粧径/mm设计粧有效深度/m水泥用量占比/%

水灰比

28 d无侧限抗压值/MPa

气流压力/MPa水泥浆液流压力/MPa装液流置/ (L. min1)

切削水压/MPa切削水流量/ (Lmin1)提钻喷浆速度/ (mm•min1)提钻喷浆转速/ (fmiir1)

是否有回浆释压

水帷幕、槽壁加固和土体加固等,高压旋喷粧多用于坑中 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。

本项目采用的高压旋喷、MJS工法和RJP工法的主要设计参数

高压旋喷08001.0 〜28.5

30 〜400.8多1.0^0.70>25>30

——

类另IJMJS工法普硅 P.042.502 20025.2 〜51.8

401.0>1.0彡 1.05^40彡13035 〜40>70彡50^5有

RJP工法

0220025.2 〜48.5

40

1.0^1.0彡 1.05彡40>13035 〜40>70彡50<5无

彡200<20无

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tti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°半圆粧或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。

在现场施工2〜3根试桩,最终选择最佳的组合方案。

(2)现场非原位试粧。非原位试粧及正式工程粧都 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

2施工前期准备要点

(1)审核非原位试粧施工方案。由于设计给出的参数

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个试粧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,在地质粉质黏土夹粉土层(相对 标高一25 m〜一29 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。

第②组(MJS)

1.045

4401.102.25

第③组(RJP)

1.0

505401.062.3

第④组(RJP)

0.9

454401.232.25

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28 d无侧限抗压强度的检测结果,以达到设计要求 的试粧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,

第①组(MJS)

1.0

405501.022.15

表2本项目4个试桩设定的施工控制参数

施工控制参数水灰比

水泥浆液流压力/MPa提钻喷浆转速/ (rmirv1)提钻喷浆提速/ (mm•min1)无侧限抗压强度检测结果/MPa

成粧直径/m

(3) 最终施工方案的确定及作业前交底。根据表2无 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。

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。

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1m〜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-

3施工中的质量控制要点

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

3.1设备就位及调试、验收

(1)

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

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 设备就位。引孔设备和喷浆设备均应平稳并水平

0.5 m〜lm,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。

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图1 MJS工法和RJP工法施工流程图

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20 cm。监理应对此步骤进行旁站、验收。

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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0.1m,中断喷浆施工在lh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。提钻后应及吋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粧外侧的重要建筑物产生影响,并 伴有严重的安全隐患。

4施工后的要求

(1)成品保护完好。MJS桩和RJP桩施工完成后,

(下转第76页)

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冲击力均比较大,叠合板吊装施工过程必须做好相应的安 全生产管理工作,保证生产安全。叠合板吊装前组织相关 单位人员按已审批的施工方案及规范要求对支撑架进行全 面检查,检查架体稳定性、刚度等是否满足要求。

在吊装过程中,塔吊司机和信号指挥工必须按要求落 实到位。塔吊司机和信号指挥等均应属特种作业人员,都 必须经过专业培训,考核取得合格证后方可作业。特种作 业人员及吊装操作工人需接受安全技术交底,内容包括吊 装工艺、构件重量和注意事项。

由于叠合板吊装采用塔吊起吊人工手扶的就位方式, 在叠合板落位的过程中需要各操作工人密切配合,以防伤 及手脚,并且需要项目管理人员、劳务管理人员和监理人 员旁站监督。

坏;严格按照施工进度计划进行施工。

(3)叠合板吊装施工过程吊装必须做好相应的安全生 产管理工作,保证生产安全。

参考文献:

[1] 周又香,王非平.钢筋混凝土双向密助夹心(空心)叠合板楼盖 的研究[J].南华大学学报,2005 (丨):91-95.

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[3] 张雷顺,王二花,闫国新.植筋法新老混凝土粘结面剪切性能试 验研究[J].郑州大学学报(工学版),2006 (3) : 34-37.

[4] 张晓光,陈泽赳,刘星,等.新旧混凝土结合面抗剪性能现场试 验研究[J].结构工程师,2010(6): 70-75.

5结语

为了促进装配式叠合板在建筑行业的广泛应用,生产

[5] 虞建成,左文生,程祖辉,等.叠合式混凝土板梁桥叠合面受力 性能分析[J].东南大学学报(自然科学版),2007 (2) : 222-228.[6] 薛伟辰,杨云俊,窦祖融,等.钢筋混凝土T型叠合梁抗震性能 试验研究[J].建筑结构学报,2008 (6):卜8.

企业应熟练掌握其施工技术及控制要点。

(1)

[7】陈忠汉,刘强,朱茂存,等.预应力叠合楼板抗震性能的试验研 在叠合板前期准备阶段应做好深化设计、支撑

究[J].苏州科技学院学报(工程技术版),2005 (3) : 1-5.

体系选择、设备准备,以及施工班组及施工人员的选择等 工作。

(2)

叠合板施工阶段应严格按照工艺流程进行施工, 收稹曰期:2020-12-30

作者简介:陈晓林,大学本科,高级工程师,现任重庆华兴工程咨 询有限公司副总经理。

通信地址:重庆市渝中区临江支路2号合景大厦A座19楼。

应严格做好模具加工组装、原材料、预留预埋点位、出厂 时的检查验收工作。在运输、堆放、吊装过程中应严格控 制操作流程,避免因操作不当而导致人员受伤或构件损

(上接第72页)

浆并由排浆量控制场地内压力,使得水泥搅拌粧具有更好 的成桩质量和更大的成粧直径,且对周边土体影响更小。 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”。

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粧孔,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。

5结语

收稿曰期:2020-12-29

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

作者简介:刘伟鹏,大学本科,工业与民用建筑专业,任职于中衡 设计集团工程咨询有限公司。

通信地址:江苏省苏州市苏州工业园区八达街111号中衡设计集 团工程咨询有限公司。

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