MJS工法桩（方位高压喷射注浆工法）工艺介绍

高压喷射注浆工法（MJS工法和RJP工法）MJS工法简介MJS工法（MetroJetSystem）又称全方位高压喷射注浆工法，利用高压水、高压空气和高压水泥浆三种介质，通过独特的多孔管和前端造成装置（习惯称之为Monitor）,以高压射流切割破坏周围土体，将硬化材料浆液加压输送、喷射、切削地层、混合、排泥、集中泥浆、泥浆运送一系列工序作为监控对象，是一种能进行水平、垂直及倾斜和360°全方位地基加固的施工工法。该工法的最大特征是实现了孔内强制排泥，并通过调整排泥量来控制地内压力，从而能够有效地抑制随喷射搅拌而产生的地基隆起或沉降，大幅度减少对环境的影响。MJS工法特点一、安全可靠——对周边环境不产生任何影响通过强制排泥和对地基内压力的有效控制，在周边土体中不产生附加应力，有效控制地基的变形，避免对地下管线、房屋等建（构）筑物的破坏，对周边环境不产生任何影响。地内压力检测感应器可控的排泥阀门孔内排泥示意图二、质量稳定——达到良好的加固和止水效果先进的施工管理控制系统，可自动监测与控制施工参数。浆液喷射压力达40MPa，每米喷射时间长达40min，辅以高压空气保护和对地内压力的调整，可形成均匀的加固桩体，桩身单轴饱和抗压强度大于1.5MPa，达到良好的加固止水效果。MJS施工管理控制系统实测MJS工法加固体28d强度及渗透系数抗折强度抗压强度渗透系数MPaMPacm/s1.16.508.6×10-95.201.88.107.001.26.806.20三、绿色环保——对场地不产生泥浆污染施工时产生的废弃泥浆经专用排泥管排出，通过压滤机处理可实现水土分离，处理水可循环使用，避免了泥浆对土壤和水体的污染。泥浆压滤机泥浆压滤后形成水土分离四、全方位施工——水平、垂直和倾斜施工MJS不仅能在垂直状况下施工，而且能在水平和倾斜的所有方向上施工，减少对场地条件的要求。垂直施工水平施工倾斜施工五、规格多变——成桩直径和深度大、截面形状多变根据地下建（构）筑物、地下管线、障碍物的特点和加固要求可设计成不同角度的扇形截面（5～360°）加固体，浆液喷射压力大，作用时间长，可形成大直径桩体，最大加固直径已达4200mm，最大加固深度已达62m。水平全圆加固体垂直全圆加固体水平扇形加固体垂直扇形加固体六、应用广泛——不同地层、不同环境下的止水、补强和加固（1）卵砾石、砂土、粘性土等地基的加固与止水（2）变形条件苛刻的复杂施工环境中的地基加固与止水（3）空间狭小的复杂施工场地条件下的地基加固与止水（4）超深地下连续墙外接缝处止水帷幕补强（5）各类受损止水帷幕的修补（6）采用水平或倾斜方式实现地面无施工条件的地基加固（7）桥梁、盾构、地铁、管线等建（构）筑物基础的沉降加固治理（8）水下地基加固等MJS工法施工设备MJS工法主机注浆用超高压泵削孔水·倒吸水超高压泵空气压缩机水平机架多孔管钻杆前端切削装置MJS工法设计及施工参数水平施工的MJS工法有效加固桩体直径参考值（单位：mm）土质砂性土粘性土（kPa）N＜1515≤N＜3030≤N＜5050≤N＜7070≤NC＜1015≤C＜3030≤C＜5050≤N标准有效直径2600240022002000试验确定240022002000试验确定提升速度30min/m·360（*1）30min/m·360（*1）垂直施工的MJS工法有效加固桩体直径参考值（单位：mm）土质砂性土粘性土（kPa）N＜1515≤N＜3030≤N＜5050≤N＜7070≤NC＜1015≤C＜3030≤C＜5050≤N标准有效直径2800260024002200试验确定260024002200试验确定提升速度30min/m·360（*1）30min/m·360（*1）注：*1根据摇摆角度（θ）确定提升速度MJS工法桩主要施工参数项目单位规格范围水平施工垂直施工固化材料喷射压力MPa20～504040固化材料排出量L/min0～12085～10085～100空气压力MPa0～1.30.8～1.20.8～1.2空气排出量Nm3/min0～4.61.5～2.01.5～2.0转速r/min1-153～4rpm泥浆压滤处理系统先进的泥浆压滤处理系统可将MJS施工中产生的泥浆分离为渣土和水。压滤后形成的“土饼”可直接装车外运，水可重复利用或直接排入市政网管，避免了施工对环境的污染。RJP工法简介RJP工法（RodinJetPile）是利用超高压喷射流体所拥有的动能，将土层的组织结构破坏，并将破坏后的土粒与固化浆液混合搅拌，凝固后在土层中形成大直径的水泥土加固体。RJP工法采用二次切削土体的方式，即上段采用高压水和压缩空气喷射流体进行先行切削，下段采用超高压水泥浆和压缩空气喷射流体二次扩大切削，并将水泥浆与被破坏土体混合，从而形成大直径的水泥土加固体。RJP工法特点一、质量稳定——达到良好的止水和加固效果施工过程采用智能化仪表管控，施工参数实现自动化控制，采取两次切削工艺，形成的加固体均匀，强度高，质量好，经实测桩体的单轴饱和抗压强度达1MPa以上。二、规格多变——成桩直径和深度大、截面形状多变通过超高压力的控制，可实现多桩径的快速选择，成桩直径大（φ2000～φ3600）施工深度最大已超过60m，施工过程可根据需要选择合适的断面形状，可形成不同角度的扇形（5～360°）加固体。三、全方位施工——水平、垂直和倾斜施工RJP不仅能在垂直状况下施工，而且能在水平和倾斜的所有方向上施工。四、应用广泛——不同地层、不同环境下的止水、补强和加固（1）卵砾石、砂土、粘性土等地基的止水与加固（2）空间狭小的复杂施工场地条件下的地基止水与加固（3）盾构机进出洞口的止水与加固（4）采用水平或倾斜方式实现地面无施工条件的地基止水与加固（5）超深地下连续墙外接缝止水加固（6）桥梁、地铁、管线等建（构）筑物基础的沉降加固治理（7）构建重力式挡墙RJP工法施工设备主机水泥浆高压泵切削水高压泵专用钻杆钻杆连接器钻头RJP施工示意图RJP施工参数名称使用材料参数单位数值上段超高压喷射水供给压力MPa20流量L/min50下段超高压喷射固化材料供给压力MPa40流量L/min190压缩空气供给压力MPa1.05流量m3/min3～7标准设计改良体直径（N≤15）m2.8设计提升速度min/m15备注：具体施工时根据实际的地层和试桩参数进行调整。RJP工法设计有效直径参考值提升速度土质设计有效直径（m）砂性土0＜N≤1515＜N≤3030＜N≤50粘性土0＜N≤11＜N≤33＜N≤515min/m2.82.62.420min/m3.02.82.6MJS工法、RJP工法与其他喷射注浆法的比较项目MJS工法RJP工法普通喷射注浆法注浆压力超高注浆压力，稳定压力达40MPa超高注浆压力，稳定压力达40MPa较小注浆压力，通常小于30MPa成桩直径成桩直径大，通常为2000～3600mm，最大达4200mm成桩直径大，通常为2000～3600mm，最大达4200mm成桩直径小，通常≤1000mm成桩深度成桩深度大，最深已超过60m成桩深度大，最深已超过60m成桩深度小，通常小于30m截面形状桩身截面可形成任意形状扇形或圆形桩身截面可形成任意形状扇形或圆形桩身截面仅为圆形倾斜角度水平、倾斜、垂直全方位施工水平、倾斜、垂直全方位施工仅可垂直施工控制方式施工参数自动控制施工参数自动控制施工参数人工控制排泥方式强制排泥，地内压力可控气升排泥，地内压力不可控气升排泥，地内压力不可控成桩质量成桩质量可靠，加固桩体均匀，止水效果显著成桩质量可靠，加固桩体均匀，止水效果显著成桩质量不稳定，桩体均匀性差，止水效果一般对周边环境影响对周边环境不产生影响，在地基内不产生附加应力，可有效控制地表及周边建筑物的变形和沉降对周边环境影响一般，在地基内产生较小附加应力，地表及周边建筑物的变形和沉降较小对周边环境影响大，在地基内产生较大附加应力，地表及周边建筑物变形和沉降较大典型工程案例上海世纪汇广场项目1-1区MJS工法地墙修复1工程概况世纪汇广场2-4地块项目东侧紧邻世纪大道，世纪大道下有地铁2号线、4号线、6号线和9号线四条线路换乘枢纽车站。场地内拟建两栋约180m高的办公楼及4-5层的商业裙房，地下大部分区域设5层地下室，其中1-1区基坑开挖至地面以下27.2m时坑底发生涌水险情，虽经采取坑内混凝土反压，坑外聚氨酯、双液注浆等方法进行抢险堵漏，但均未能有效控制险情。为避免坑外水土流失危及地铁和市政管线安全，首先往坑内注水，使水位恢复至第三道支撑底，以平衡坑内外水土压力。2MJS设计背景采用MJS工法桩修复原地墙缺陷，形成有效的止水帷幕，从根本上解决坑内涌水问题。3设计概况在原地墙外侧约3.5m处施工一道约2m厚55m深的MJS工法桩止水帷幕，设计桩径为Φ2000mm，截面为全圆，相邻桩间距为1300mm，搭接长度为700mm，最大成孔深度为-60.55m，有效桩长为55m。4实施情况将MJS工法的处理深度提高到60m，MJS工法形成的止水帷幕止水效果良好，确保了后期的施工安全。上海世博园B02、B03地块地下空间工程共同沟MJS工法加固1工程概况上海世博园地块B02、B03地块1～3#地下通道工程位于博成路，施工采用明挖顺作法，开挖深度为1#和3#为12.15m，2#为15.50m。施工期间共同沟内管线无法迁移，采用悬吊保护方案，共同沟标准段面宽度3.30m，加上垫层外轮廓为3.50m，埋深2.65m。2MJS设计背景采用MJS工法桩止水加固，对共同沟进行保护，防止基坑开挖期间对共同沟及内部管线破坏。3设计概况考虑对共同沟的保护，在1～3#通道工程中选用MJS工法，共同沟外部MJS工法桩紧靠共同沟进行施工作业，共同沟底部以上采用半圆型MJS工法桩施工，下部采用全圆型MJS工法桩施工。共同沟正下部，采用开洞引孔MJS作业，保证搭接不留盲区，以使加固区起到止水加固效果。MJS工法设计桩径为Φ2400mm,桩间距为1700mm，搭接长度为700mm，成孔深度为25.27～26.50m，有效桩长17.92～22.10m。4实施情况经过MJS工法进行止水加固，基坑开挖过程中共同沟沉降和位移控制在允许范围内，电缆及供水等管道均得到有效保护。潘广路～逸仙路电力隧道10号工作井MJS止水加固1工程概况潘广路～逸仙路电力隧道是联系现状500KV杨行变电站～规划500KV虹杨变电站的电力电缆关键通道，为上海市重大工程。10#工作井位于江杨南路、长江西路交叉口西南侧绿化带中，场地西侧毗邻蕰藻浜变电站，井位正上方有220kV高压电缆，高度约18.4m。10#工作井南端盾构出洞口加固区，距离工作井南侧2240mm，横跨一条220kV高压电缆箱涵，宽度2.6m，埋深约1m，且无法搬迁。2MJS设计背景采用MJS工法桩对盾构出洞口部位电缆箱涵下部区域进行止水加固，以保护上部高压电缆箱涵的安全。3设计概况MJS工法加固范围尺寸为12.7×6×12.7m（东西长×南北宽×上下高）。MJS工法桩设计直径为Φ3600mm,垂直全圆加固，桩间距为2462mm，搭接长度为1137mm，桩底标高为-13.807m，桩顶标高-1.107m，有效桩长12.7m。水泥掺量为60%，水灰比为1：1。4实施情况本工程首次采用直径Φ3600mm工法桩进行止水加固，加固后桩体的强度、均匀性和抗渗性均满足设计要求，经监测，盾构施工过程中电缆箱涵的沉降控制在允许范围内。苏州中南中心地墙接缝RJP工法止水加固1工程概况苏州中南中心项目位于苏州工业园区湖西CBD核心区域，邻近东方之门，地处园区城市主轴线和次轴线之间。基地北侧紧邻苏州地铁一号线区间隧道，西侧临近星阳街，南侧临近苏惠路，东侧和东南面为在建苏州中心项目。本项目由塔楼、裙楼和地下室组成，其中塔楼地上138层，裙楼地上8层，整体设置5层地下室，最大开挖深度27.7m。2RJP设计背景基坑采用“两墙合一”地下连续墙围护结构，地下连续墙深度为62.7～64.7m，地墙接缝处选用RJP工法桩进行止水加固。3设计概况RJP工法桩设计半径为1100mm，截面为150°的扇形，RJP工法桩中心至墙体550mm，搭接550mm，有效桩长为46.00～50.00m。4实施情况RJP工法桩施工时经对深层土体和地表沉降进行监测，结果表明深层土体最大沉降为3.9mm，平均沉降约为3mm；地表沉降最大为1.2mm，平均沉降为1.1mm。基坑开挖表明，RJP工法桩止水效果良好，地墙接缝处未发生地下水渗漏。近年完成的部分MJS工法和RJP工法项目序号项目名称主要作用直径与间距（mm）截面型式加固深度（m）1上海世纪汇广场项目1-1区MJS工法地墙修复地墙缺陷修复、基坑止水2000@1300全圆最大孔深60m，有效桩长55m2上海世博园共同沟MJS工法加固原有构筑物及管线保护2400@1700上部半圆底部全圆孔深26.5m，有效桩长26m3上海轨道交通10号线海伦路地块综合开发项目MJS工法加固止水加固，地铁线路保护2600@1900全圆孔深48m，有效桩长48m4南京所街片区步行系统及配套设施建设工程MJS工法加固止水加固，地铁线路保护2400@1700全圆孔深28.9m，有效桩长4.5～8.5m5上海大悦城二期南地块住宅通道围护项目MJS工法加固止水加固，地铁线路及信息管线保护2200@1500全圆孔深，有效桩长33m6上海大悦城商业综合体项目MJS工法加固止水加固，地铁线路保护2000@1300全圆孔深48m，有效桩长48m7上海建发国际大厦项目MJS工法加固工程止水加固，地铁车站保护2400@1700全圆孔深9.75m，有效桩