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柱状布袋注浆法
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内容提示：柱状布袋注浆方法是软土分层注浆技术和土工织物综合应用的施工新工艺。柱状布袋注浆技术主要应用于防水堵漏、构成地下帷幕墙和充填孔隙等方面。本文从工艺施工、作用及实例去介绍柱状布袋注浆技术。
摘要：柱状布袋注浆方法是软土分层注浆技术和土工织物综合应用的施工新工艺。柱状布袋注浆技术主要应用于防水堵漏、构成地下帷幕墙和充填孔隙等方面。本文从工艺施工、作用及实例去介绍柱状布袋注浆技术。
关键词：布袋注浆桩 加固 软土地基 塑料袋 注浆
0 引言
柱状布袋注浆方法是软土分层注浆技术和土工织物综合应用的施工新工艺。下面从施工工艺、作用及实例去介绍柱状布袋注浆技术。
1 柱状布袋注浆技术施工工艺
柱状布袋注浆施工与钻孔灌注桩中的摩擦桩施工类似，先采用钻机钻孔成孔，然后再注浆成桩。
柱状布袋注浆桩的孔一般采用旋转钻方式钻孔，开孔直径≥89mm，钻孔深度为地基处理深度。布袋注浆桩体直径比灌注桩体的直径小，一般为30～40cm，水泥结石（龄期7天）单轴抗压强度不小于2.4MPa，灌注桩混凝土的单轴抗压强度远远大于这个值。在竖向上，布袋注浆桩体是分节的，而灌注桩体是连续的。布袋注浆桩在成孔后，注入护壁泥浆保护孔壁，将内插有塑料注浆管的尼龙纤维袋放进孔中，尼龙袋两端用铁丝扎紧，以保证注入袋内的浆液不从两端溢出。然后可通过塑料注浆管进行注浆。为防止尼龙纤维布袋漂浮、偏离、漏浆等，塑料注浆管底用闷头旋紧，尼龙纤维袋一般选用Φ300～400mm卷筒型，尼龙袋应密集、紧凑，无明显漏洞，能保证注入的浆液能膨胀。尼龙纤维袋应自底部上翻30cm，用铅丝扎紧三道，以免泄浆，每隔50cm扎用牛筋或细铅丝将尼龙袋扎牢，以保证布袋顺利进入孔内。为防止窜浆，上口亦必须绑扎二道以上铅丝，直接扎紧于塑料注浆管上。其浆液一般为水泥-粉煤灰（或细砂）浆液，注浆用水泥宜采用普通硅酸盐水泥。标号不低于425＃。注浆用水泥保持新鲜，受潮结块、颗粒大于0.5mm者不使用。磨细粉煤灰是该工艺的主要材料，与水泥配比量应根据工程技术方案而定。为保证浆液的均匀与稳定性，防止浆体过早分离及沉淀，应在拌浆时加入适量膨润土。为加速浆液在布袋桩内的凝固，在拌浆时加入适量KA-1，但气温较高时进行注浆施工考虑少放KA-l，主料与外加剂的配比是保证浆液质量的关键。其配方由：水、膨润土、粉煤灰（或细砂）、水泥（矿渣硅酸盐水泥）、KA-1、KA-2（添加剂）等组成。注浆过程中，遵循自下而上、逐节或一次压浆的原则。提管高度一般为每节塑料注浆管高度，注浆压力一般为0.3～0.5Mpa，一旦超过设计压力，及时上拔注浆芯管。拆卸注浆管前打开回流阀，以释放管内压力。桩体成桩28天后进行质量检验。
2 作用
柱状布袋注浆方法是以土工织物袋和注浆浆液形成似圆柱状硬化体来加固土体的。它适用于：①堵塞地下工程中的大面积空洞；②与灌注桩等组成地下墙，作为防渗帷幕或挡土墙；③形成复合地基，承受建筑物荷载。因此，柱状布袋注浆有以下三大作用：
2.1 排水作用。布袋可以形成排水通道，当土体中存在超孔隙水压力时，土中的水分会沿着织物排出土体，注浆布袋桩形成排水通道加速了土体的固结，更有利于相邻注浆布袋桩对土体的压密。此外，注浆布袋的渗水性，在受到浆液压力时，能将浆液中较稀的部分从布袋内排出，降低了布袋内水灰比，从而加速凝固，得到高密度、高强度的硬化体。
2.2 隔水作用。浆液在布袋内的压力大于布袋周围的被动土压力，布袋的隔离作用使得浆液体得以通过膨胀布袋达到压密土体的目的，并形成较规则的注浆体。
2.3 加筋作用。即使使用强度较低的浆液，由于布袋的抗拉强度较高。也能使注浆布袋桩起到加筋土体的作用，在软弱地层中，注浆布袋桩增加了土体的稳定性。
3 实例
3.1 上海大统路立交桥引道挡土墙堵漏工程
上海大统路立交桥，位于上海铁路新客站东面，其南面坞式结构及水泥板桩接缝处因当时施工条件限制，留有一宽0.20m、深12m左右的空档，成为日后土体流失的排泄通道，在1987年6月份交付使用1年多后，由于立交桥道面下的盲沟管发生断裂，大量砂土从窨井中流失，东北侧的电缆井及人行道因此而产生严重的不均匀沉降。至1988年月初，最大沉降值达2.2m左右，对电缆井的正常使用及人行道的安全畅通构成严重的威胁。为了防止水土的进一步流失，并制止地面的不均匀沉降，改善电缆井的受力条件，保证人行道的安全畅通，对排泄通道进行了布袋注浆加固处理。
加固方法是在坞式结构与板桩接缝的空档处设置三个布袋桩。布袋桩注浆后膨胀的直径达35cm，故能充分地将竖向长达12m、宽20cm的垂直空洞堵塞。
经布袋注浆堵漏后，3年过后检测发现挡土墙外侧未发生任何沉降，经历了时间和自然灾害(大暴雨)的考验。
3.2 构成地下帷幕：吴泾铁塔保护工程
吴泾热电厂的过江输水隧道盾构工作井的沉井尺寸为15.08m×l2.9m×29.6m(长×宽×深)，距沉井西南25.9m有一座60年代修建的高达91.2m的过江输电铁塔，塔基由4个承台构成，每个承台下有5根长26m的桩。由于两构作物的净距离小于沉井深度，沉井下沉对土体的扰动会波及塔基周围的土体。为保护铁塔平安，有必要采取措施，以防不测。经过反复研究和对比。最终采用φ400钻孔压注桩和布袋注浆相结合的工艺。在这个方案中，钻孔压注桩和柱状布袋注浆组成一封闭的地下帷幕墙。其中钻孔压注桩提供墙体的刚度。柱桩注浆布袋封闭地下帷幕墙。其中钻孔压注桩提供墙体的刚度。注浆布袋封闭压注桩之间的空隙，保证帷幕墙的隔离性能。
在沉井下沉期间，对铁塔作了严密的观测，观测结果表明：铁塔沉降仅2mm。现场观测还表明：在地下帷幕墙外侧，由于沉井下沉而导致地表有较大的沉降，而地下帷幕墙内侧的地表沉陷小于3mm。这说明：注浆布袋对于封闭桩间空隙、确保地下帷幕的挡土抗流砂作用是极为明显的。
总之，柱状布袋注浆技术在施工技术上有较好的安全性、保证性，适用范围广泛，在经济上，由于布袋的抗拉强度较高，可大量节省水泥，从而降低工程造价。
参考文献：
[1]《建筑安装工程安全技术规程》. 来源: 《建筑中文网》.
关键词：布袋注浆桩 加固 软土地基 塑料袋 注浆
0 引言
柱状布袋注浆方法是软土分层注浆技术和土工织物综合应用的施工新工艺。下面从施工工艺、作用及实例去介绍柱状布袋注浆技术。
1 柱状布袋注浆技术施工工艺
柱状布袋注浆施工与钻孔灌注桩中的摩擦桩施工类似，先采用钻机钻孔成孔，然后再注浆成桩。
柱状布袋注浆桩的孔一般采用旋转钻方式钻孔，开孔直径≥89mm，钻孔深度为地基处理深度。布袋注浆桩体直径比灌注桩体的直径小，一般为30～40cm，水泥结石（龄期7天）单轴抗压强度不小于2.4MPa，灌注桩混凝土的单轴抗压强度远远大于这个值。在竖向上，布袋注浆桩体是分节的，而灌注桩体是连续的。布袋注浆桩在成孔后，注入护壁泥浆保护孔壁，将内插有塑料注浆管的尼龙纤维袋放进孔中，尼龙袋两端用铁丝扎紧，以保证注入袋内的浆液不从两端溢出。然后可通过塑料注浆管进行注浆。为防止尼龙纤维布袋漂浮、偏离、漏浆等，塑料注浆管底用闷头旋紧，尼龙纤维袋一般选用Φ300～400mm卷筒型，尼龙袋应密集、紧凑，无明显漏洞，能保证注入的浆液能膨胀。尼龙纤维袋应自底部上翻30cm，用铅丝扎紧三道，以免泄浆，每隔50cm扎用牛筋或细铅丝将尼龙袋扎牢，以保证布袋顺利进入孔内。为防止窜浆，上口亦必须绑扎二道以上铅丝，直接扎紧于塑料注浆管上。其浆液一般为水泥-粉煤灰（或细砂）浆液，注浆用水泥宜采用普通硅酸盐水泥。标号不低于425＃。注浆用水泥保持新鲜，受潮结块、颗粒大于0.5mm者不使用。磨细粉煤灰是该工艺的主要材料，与水泥配比量应根据工程技术方案而定。为保证浆液的均匀与稳定性，防止浆体过早分离及沉淀，应在拌浆时加入适量膨润土。为加速浆液在布袋桩内的凝固，在拌浆时加入适量KA-1，但气温较高时进行注浆施工考虑少放KA-l，主料与外加剂的配比是保证浆液质量的关键。其配方由：水、膨润土、粉煤灰（或细砂）、水泥（矿渣硅酸盐水泥）、KA-1、KA-2（添加剂）等组成。注浆过程中，遵循自下而上、逐节或一次压浆的原则。提管高度一般为每节塑料注浆管高度，注浆压力一般为0.3～0.5Mpa，一旦超过设计压力，及时上拔注浆芯管。拆卸注浆管前打开回流阀，以释放管内压力。桩体成桩28天后进行质量检验。
2 作用
柱状布袋注浆方法是以土工织物袋和注浆浆液形成似圆柱状硬化体来加固土体的。它适用于：①堵塞地下工程中的大面积空洞；②与灌注桩等组成地下墙，作为防渗帷幕或挡土墙；③形成复合地基，承受建筑物荷载。因此，柱状布袋注浆有以下三大作用：
2.1 排水作用。布袋可以形成排水通道，当土体中存在超孔隙水压力时，土中的水分会沿着织物排出土体，注浆布袋桩形成排水通道加速了土体的固结，更有利于相邻注浆布袋桩对土体的压密。此外，注浆布袋的渗水性，在受到浆液压力时，能将浆液中较稀的部分从布袋内排出，降低了布袋内水灰比，从而加速凝固，得到高密度、高强度的硬化体。
2.2 隔水作用。浆液在布袋内的压力大于布袋周围的被动土压力，布袋的隔离作用使得浆液体得以通过膨胀布袋达到压密土体的目的，并形成较规则的注浆体。
2.3 加筋作用。即使使用强度较低的浆液，由于布袋的抗拉强度较高。也能使注浆布袋桩起到加筋土体的作用，在软弱地层中，注浆布袋桩增加了土体的稳定性。
3 实例
3.1 上海大统路立交桥引道挡土墙堵漏工程
上海大统路立交桥，位于上海铁路新客站东面，其南面坞式结构及水泥板桩接缝处因当时施工条件限制，留有一宽0.20m、深12m左右的空档，成为日后土体流失的排泄通道，在1987年6月份交付使用1年多后，由于立交桥道面下的盲沟管发生断裂，大量砂土从窨井中流失，东北侧的电缆井及人行道因此而产生严重的不均匀沉降。至1988年月初，最大沉降值达2.2m左右，对电缆井的正常使用及人行道的安全畅通构成严重的威胁。为了防止水土的进一步流失，并制止地面的不均匀沉降，改善电缆井的受力条件，保证人行道的安全畅通，对排泄通道进行了布袋注浆加固处理。
加固方法是在坞式结构与板桩接缝的空档处设置三个布袋桩。布袋桩注浆后膨胀的直径达35cm，故能充分地将竖向长达12m、宽20cm的垂直空洞堵塞。
经布袋注浆堵漏后，3年过后检测发现挡土墙外侧未发生任何沉降，经历了时间和自然灾害(大暴雨)的考验。
3.2 构成地下帷幕：吴泾铁塔保护工程
吴泾热电厂的过江输水隧道盾构工作井的沉井尺寸为15.08m×l2.9m×29.6m(长×宽×深)，距沉井西南25.9m有一座60年代修建的高达91.2m的过江输电铁塔，塔基由4个承台构成，每个承台下有5根长26m的桩。由于两构作物的净距离小于沉井深度，沉井下沉对土体的扰动会波及塔基周围的土体。为保护铁塔平安，有必要采取措施，以防不测。经过反复研究和对比。最终采用φ400钻孔压注桩和布袋注浆相结合的工艺。在这个方案中，钻孔压注桩和柱状布袋注浆组成一封闭的地下帷幕墙。其中钻孔压注桩提供墙体的刚度。柱桩注浆布袋封闭地下帷幕墙。其中钻孔压注桩提供墙体的刚度。注浆布袋封闭压注桩之间的空隙，保证帷幕墙的隔离性能。
在沉井下沉期间，对铁塔作了严密的观测，观测结果表明：铁塔沉降仅2mm。现场观测还表明：在地下帷幕墙外侧，由于沉井下沉而导致地表有较大的沉降，而地下帷幕墙内侧的地表沉陷小于3mm。这说明：注浆布袋对于封闭桩间空隙、确保地下帷幕的挡土抗流砂作用是极为明显的。
总之，柱状布袋注浆技术在施工技术上有较好的安全性、保证性，适用范围广泛，在经济上，由于布袋的抗拉强度较高，可大量节省水泥，从而降低工程造价。
参考文献：
[1]《建筑安装工程安全技术规程》. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200907/13283.htm
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