MJS工法群桩施工对周边土体影响实测分析.pdf

工程技术建 筑 技 术 开 发114 Engineering and TechnologyBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月1 工程概况苏州某基坑上跨苏州轨道交通4号线地下区间隧道，基坑设计长度36.5 m、宽度42.2 m、深度6.2 m。坑内土体采用全方位高压喷射工法（以下简称MJS工法）桩和三轴搅拌桩加固，在地铁盾构隧道正上方及其上、下行线外侧各1.5 m内采用MJS工法桩（桩径2.4 m，桩间距1.7 m，加固至距地铁隧道顶1.5 m）进行加固，基坑内部（含坑外局部）土体加固平。基坑现场的土层主要为素填土、粘土、粉质粘土和粉质粘土夹粉土等。2 测试方案与施工工况2.1 测试方案利用MJS工法桩施工对现场土层实测，实测内容包括：孔隙水压力、土压力、深层土体水平位移、分层沉降、地表沉降。共布设孔压孔（MKY）、土压力孔（MTY）、测斜孔（MCX）、分层沉降孔（MFC）各1个，地表沉降点（MDB）2个。2.2 施工工况基坑（含坑内、外）MJS工法桩加固施工，于2019年10月4日开始，至2020年3月24日完成。MJS工法桩总的施工顺序由北向南、由东向西，同时在南北向、东西向均采用跳打方式施工（南北向跳两根、东西向跳1排），即先打L排的1、4、7桩再打J、H排的1、4、7桩。基坑南侧分坑上行线侧部分MJS工法桩施工顺序和时间见表1。表1 上行线区域部分MJS工法桩施工顺序与时间施工日期桩号施工时间施工日期桩号施工时间2019.11.6L1917:300:00 2019.11.12L2117:300:002019.11.7L220:006:00 2019.11.13L240:006:002019.11.7L2817:300:00 2019.11.13J1917:300:002019.11.8L2617:300:00 2019.11.14J220:006:002019.11.9L2017:000:00 2019.11.15J2517:300:002019.11.10L2317:300:00 2019.11.16J2317:300:002019.11.11L270:006:00 2019.11.16J270:006:003 实测结果与分析3.1 孔隙水压力MKY1孔压孔3 m、5 m深度处实测孔隙水压力MJS工法群桩施工对周边土体影响实测分析徐泽1，陈朝阳1，詹崇谦1，谢宇2，陈3（1.中国中铁四局集团第二工程有限公司，江苏苏州 215131；2.江苏省兴化市青年人才储备中心，江苏泰州 225700；3.苏州大学轨道交通学院，江苏苏州 215021）摘要 结合苏州某基坑工程，现场实测并分析了坑内土体，全方位高压喷射工法（以下简称MJS工法）群桩加固施工引起的土体孔隙水压力、土压力、深层土体水平位移、分层沉降、地表沉降等的变化规律。结果表明MJS工法桩施工时，引起的超孔隙水压力和土压力增量总体较小且随与施工桩的距离增加而减小；MJS工法桩群桩实行跳打施工，可降低和防止施工对周边环境影响的群桩效应。关键词 全方位高压喷射工法；群桩施工，土体受力；土体变形；现场实测 中图分类号TU312.3 文献标志码B 文章编号1001-523X（2023）08-0114-03FIELD MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE INFLUENCE ON THE SURROUNDING SOIL INDUCED BY MJS PILE GROUP CONSTRUCTIONXu Ze，Chen Chao-yang，Zhan Chong-qian，Xie Yu-yang，Chen Su AbstractCombined with a foundation pit project in Suzhou,the changes of soil pore water pressure,earth pressure,horizontal displacement of deep soil,layered settlement,surface settlement,etc.caused by the all-round high-pressure injection method(hereinafter referred to as MJS method)in the pit were measured and analyzed on site.The results show that the increase in superpore water pressure and earth pressure caused by MJS pile construction is generally small and decreases with the increase of distance from the pile.MJS pile group construction method implements jump construction,which can reduce and prevent the pile group effect of construction on the surrounding environment.Keywords MJS construction method;pile group construction;soil stress;soil deformation;field measurement收稿日期：20230225基金项目：中国中铁四局集团项目（202120）作者简介：徐泽（1972），男，安徽亳州人，高级工程师，主要研究方向为地下工程。工程技术建 筑 技 术 开 发 115Engineering and TechnologyBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月随每根桩施工时间变化曲线如图1所示（因MKY11孔压计遭损坏，故此在1 m深度处孔隙水压力未测到），图1（a）（e）名称中的L24、L26、L22、L20、L19等表示施工桩号1.2 m、2.5 m、4 m、7.3 m、9 m等表示该桩距孔压孔距离。1 2 3 4 5 6施工时间/h孔隙水压力变化值/kPa孔隙水压力变化值/kPa孔隙水压力变化值/kPa孔隙水压力变化值/kPa孔隙水压力变化值/kPa3 m5 m3 m5 m3 m5 m3 m5 m5 10 15 20 25施工时间/h施工时间/h施工时间/h（a）（b）（c）（d）（e）2 4 6 82 4 6 8 103 m5 m施工时间/h2 4 6 88040000003010303030101010图1 孔隙水压力随每根桩施工时间变化曲线（a）L241.2 m ；（b）L262.5 m；（c）L224 m；（d）L207.3 m；（e）L199 m由图1可知：（1）MJS工法桩施工时，孔隙水压力随与施工桩的距离增加而减小，在距施工桩9 m处，孔隙水压力为5.5 kPa。（2）MJS工法桩施工时，引起的孔隙水压力呈先增后减趋势，施工开始后约4 h内孔隙水压力随时间递增，之后逐步减小，每根桩施工结束（每根桩的施工时间约为6 h）后约5.5 h内孔隙水压力基本消散。（3）由于MJS工法桩施工结束后孔隙水压力消散需要一定的时间，因此群桩跳打施工有益于减少孔隙水压力叠加效应。3.2 土压力MTY1土压孔4 m、7 m深度处实测土压力随每根桩施工时间变化曲线如图2所示（因MTY11土压力盒遭损坏，所以MTY1孔中1 m深度处土压力未测到），图2（a）（e）名称中的L26、L24、L23、L22、L19等表示施工桩号、0.8 m、2.5 m、5.4 m、7.2 m、12 m等表示该桩距土压孔距离。由图2可知：（1）MJS工法桩施工时，土压力随与施工桩的距离增加而减小，在距施工桩12 m处，土压力为土压力变化值/kPa10 20 26施工时间/h4 m7 m1004020（b）1550 3 64 m7 m（a）土压力变化值/kPa0施工时间/h1440 4 80 4 8144土压力变化值/kPa土压力变化值/kPa14421 4 7114 m7 m4 m7 m土压力变化值/kPa施工时间/h（c）施工时间/h（d）4 m7 m施工时间/h（e）,图2 土压力随每根桩施工时间变化曲线（a）L260.8 m ；（b）L242.5 m；（c）L235.4 m ；（d）L227.2 m；（e）L1912 m3.5 kPa。（2）MJS工法桩施工时，引起的土压力呈先增后减趋势，在施工开始后约4 h内土压力随时间递增，之后逐步减小，每根桩施工结束后约5.5 h内土压力基本恢复原状。（3）由于MJS工法桩施工结束后土压力需要一定的时间才能恢复原状，因此群桩跳打施工可减少土压力叠加效应。3.3 深层土体水平位移MJS工法桩施工时，MCX1测斜管实测深层土体水平位移随每根桩施工时间变化曲线如图3所示，图中正值表示土体背离施工桩方向位移，负值表示土体朝着桩体方向位移。由图3可知：（1）MJS工法桩施工时，引起的深层土体水平位移总体背离施工桩方向，且在8 m深度范围内，侧向水平位移基本均匀。（2）MJS工法桩施工时，其与测斜管距离越近，测斜管侧向位移越大，如L22桩距测斜孔3.8 m，施工过程引起的最大侧向位移为5.69 mm（6 m深度处），而L26桩距测斜孔6.9 m，最大侧向位移则为2.39 mm（1.5 m深度处）。3.4 分层沉降在J22号MJS工法桩施工时，MFC1孔MFC11、MFC31实测土层分层沉降随时间变化曲线如图4所示（因MFC12测点数据异常，所以未列入图中），图中正值为隆起，负值为下沉。工程技术建 筑 技 术 开 发116 Engineering and TechnologyBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月2 0 4 80 3 51 0 31358117 02:02118 06:32117 16:321110 18:081110 22:071111 06:23118 19:41118 16:32118 23:231110 20:011110 23:11119 06:0885311358侧向位移/mm深度/m深度/m深度/m侧向位移/mm侧向位移/mm（a）（b）（c）图3 深层土体水平位移随每根桩施工时间变化曲线（a）L22；（b）L23；（c）L264 8 12 深层沉降/mm时间/h3.5 m8 m606图4 土体分层沉降随时间变化曲线由图4可知：J22号桩施工期间，深度3.5 m、8.0 m处土体隆起，施工结束后开始逐步回落下沉，3.5 m、8.0 m深度处土体最大隆起量分别为4 mm和1 mm。3.5 地表沉降MJS工法桩施工时，MDB1、MDB2点实测地表沉降随时间变化曲线如图5所示（11月13日对J排桩进行施工时，测点MDB2遭损坏）。图中正值为地表隆起，负值为地表下沉。由图5可以看出：（1）MJS工法桩群桩施工初期，地表竖向位移表现为隆起，但地表隆起量较小（MDB1测点位0.22 mm、MDB2测点为0.51 mm）；由于此阶段施工桩与DB2测点的距离要近于DB1测点，所以DB2测点隆起量大于DB1测点隆起量。（2）MJS工法桩群桩施工到一定桩数后，地表开始逐步回落转为下沉，其中MDB2测点最大下沉量为1.39 mm，MDB1测点最大下沉量为5.17 mm。地表沉降/mm监测日期246MDB111/8 11/10 11/16 MDB20图5 地表沉降随时间变化曲线4 结束语通过现场实测，研究了MJS工法桩施工引起的土体孔隙水压力、土压力、深层土体水平位移、分层沉降、地表沉降等的变化规律，得到主要结论如下。（1）MJS工法桩施工时，孔隙水压力、土压力随与施工桩的距离增加而减小；施工引起的孔隙水压