项目背景

本项目为杭州留下高速互通改建工程，场地位于留下互通H4匝道桥H4+096~H4+116。工程桩采用预应力管桩，土层以淤泥质土为主。为了增加地基底部抗隆起稳定性，预防道路下沉，提高地基的承载力以及地基的水稳定性，决定进行地基土体加固改良。

随着社会经济发展和城市化进程的不断深入，施工作业空间越来越小，而传统的水泥搅拌桩机械设备尺寸大，施工扰动大，施工质量难以保证，容易产生泥球；另外MJS工法施工工期长。正是在这样的一个大背景下，引进了一种新型工法——IMS工法，此工法很好地解决了以上问题，用于本项目的地基加固中。

IMS工法介绍

IMS工法（Innovative Mixing System）的中文名叫微扰动搅拌工法，这种工法以日本YBM公司研发生产的GI系列设备为施工主体，结合现代化的施工工艺和要求，响应施工过程中的微变形控制理念，代表的是一种革新的搅拌体系，具有功率大、重量轻、施工空间小、施工效率高、施工质量高、对土体扰动小等显著优点。

IMS工法特点

拟建场地位于杭州市萧山区市心南路与03省道交叉口西北侧，东侧临近在运营的地铁2号线朝阳站。拟建场地属于冲湖积平原地貌；场地现状为空地，南侧、东侧有水塘分布，东北侧区域排放有泥浆；场地地势较平坦。场地地面标高约506~765m。

项目西侧采用基坑围护结构采用SMW工法+一道双拼支撑的围护方式，东侧临近地铁，采用TRD工法做止水帷幕，采用MJS高压旋喷工法做重力式挡墙和接头处加强。

▲IMS工法设备—机身小巧

▲IMS工法设备—设备自重小

IMS工法高质量的搅拌与钻头的特殊构造是分不开的，钻头的最下方是切削叶片，它是锯齿状的，主要作用是增加整个钻头的掘进能力，在转动的同时减少对周围土体的拖带作用，出浆口也设置在切削叶片上，当成桩直径小于1m时，采用单出浆口注浆，桩径大于1m时，则采用双出浆口注浆。第二道是自由叶片，自由叶片在搅拌时是不旋转的，他的主要作用就是为了防止粘性土黏附钻杆产生泥球。最上部是十字形的搅拌叶片，叶片之间间距较小，主要也是为了提高土体搅拌质量。

▲ IMS工法设备—钻头构造

IMS钻机钻杆为六边形构造，在搅动时与孔壁间存在空隙，可作为自然排气通道，降低地内应力，从而减小扰动。注浆压力小，只有1MPa，且无需空气压力辅助。

▲IMS工法设备—钻杆构造

IMS工法可以做到高精度、高质量的施工，操作室内可以实时监控钻杆垂直度、深度、转数等数据情况。

▲ IMS工法设备—数据实时可见

IMS工法桩机还可以进行斜桩施工，钻杆与地面的夹角最小可以做到35度。

▲IMS工法设备——可打设斜桩

项目施工及芯样检测结果

本项目为杭州留下高速互通改建工程，场地位于留下互通H4匝道桥H4+096~H4+116。其中，IMS工法桩位于H4+104~H4+110，设计加固的深度根据不同的对象采用不同的加固深度。本设计基底加固有效桩长均为8米~13米，设置于原预应力管桩中心。如图8~图14所示。

▲IMS工法桩布置图

▲项目施工过程中

▲现场进行取芯

▲ IMS取芯芯样

▲ ZS3养护14d抗压破坏情况

▲ ZS3养护28d抗压破坏情况

▲IMS搅拌桩芯样检测结果

由检测结果可知，IMS搅拌桩的14d和28d两组抗压强度均在2.5Mpa以上，成桩质量好。

结论

基于分析现场试验成果分析，获得主要结论如下：

（1）IMS工法桩利用钻头升降时同步搅拌、注浆的工艺，在成桩阶段可选择不同施工参数进行施工。在桩身完成稳定后，施工引起的土体扰动总体上较小，一般在±2mm范围内。

（2）桩身强度在14d和28d龄期时都超过了2.5MPa的高强度，成桩质量好。

在交通工程中，桥梁、道路和隧道的建设，无不涉及地基加固以及周边环境影响等问题，而IMS工法的引进与推广，正好为解决这些问题提供了一个有效的途径。IMS工法不仅成桩质量好，而且还对周边环境影响小，并结合不断创新的施工工艺，在交通工程中的应用会越来越广。