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軟基地段既有構(gòu)筑物排水注漿加固技術(shù)

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中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司科技創(chuàng)效推廣應(yīng)用技術(shù)名錄
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（一六五）軟基地段既有構(gòu)筑物排水注漿加固技術(shù)
1. 技術(shù)背景
隨著我國市政道路建設(shè)逐漸完善，不少新建道路或結(jié)構(gòu)鄰近既有管線設(shè)施、城市道路或高架橋
梁等。為了減輕新建構(gòu)筑物施工期間樁基鉆孔、基坑開挖等活動以及運(yùn)維期間車輛行駛的沖擊力和
制動力造成的軟土側(cè)移對構(gòu)筑物造成的不利影響，克服傳統(tǒng)工藝如水泥攪拌樁、高壓旋噴樁或袖閥
管注漿等造成地表沉降大、不易控制的特點(diǎn)，本技術(shù)對傳統(tǒng)袖閥管注漿工藝進(jìn)行了改進(jìn)。在應(yīng)用過
程中，減輕了新建構(gòu)筑物施工影響，保證了既有構(gòu)筑物的運(yùn)營安全，同時該技術(shù)申請并獲得了國家
發(fā)明專利及澳大利亞技術(shù)革新專利。
2. 技術(shù)簡介
深厚軟基地段既有橋梁樁基注漿加固技術(shù)是在以袖閥管施工為基礎(chǔ)，在其外側(cè)設(shè)置了高彈模袋
和排水板，利用裝置的高彈和排水作用，對淤泥土進(jìn)行擠密排水和滲透加固的綜合加固作用。模袋
外側(cè)的塑料排水板可以加快注漿在地基中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力的消散速率，減輕施工過程中擠土
效應(yīng)。在注漿過程中，技術(shù)針對淤泥主要成分配制復(fù)合型淤泥固化材料，其主要成分是摻有聚丙酯
纖維、Al2O3 和CaO 的水泥-水玻璃，目的在于能夠與淤泥土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成結(jié)晶體，增強(qiáng)
固化效果。
3. 適用范圍
主要應(yīng)用于飽和軟土地基既有構(gòu)筑物的加固及糾偏治理工程，同時可用于臨近既有構(gòu)筑物與新
建構(gòu)筑物施工影響區(qū)的隔離。
4. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
4.1. 施工工藝流程
圖4.1-1施工工藝流程圖
4.2. 施工操作要點(diǎn)
4.2.1. 測量放樣及鉆機(jī)就位
采用全站儀分區(qū)定出既有橋梁前后兩個區(qū)域（主動加固區(qū)和被動加固區(qū)）的四個角的注漿孔位，
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確定注漿范圍，加固范圍一般為既有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)方向向外拓展10m。最后，按照設(shè)計間距用卷尺定
出每個注漿孔位置，孔位平面偏差應(yīng)滿足設(shè)計要求，并做好孔位標(biāo)識。
鉆機(jī)安裝必須保證底座平整穩(wěn)固，鉆機(jī)觸地四周用方木或鋼板墊平。
圖4.2-1 注漿擴(kuò)散范圍及咬合尺寸
4.2.2. 鉆孔
鉆進(jìn)前采用水平尺配合坡度尺將鉆機(jī)調(diào)平，在鉆進(jìn)2m 時及以后每進(jìn)尺5m 均需進(jìn)行注漿角度效
驗(yàn)。
鉆機(jī)一般采用泥漿護(hù)壁造孔，特殊情況下，如淤泥質(zhì)土層較深，可采用套管護(hù)壁。鉆孔深度根
據(jù)設(shè)計加固深度確定，成孔之后測量鉆孔深度,在保證孔深必須達(dá)到設(shè)計要求的同時，還需保證樁孔
傾斜度。成孔方法以合金鉆頭鉆進(jìn)為主，利用水沖返漿成孔。當(dāng)遇石塊時，則采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)。
4.2.3. 排水-收縮模袋袖閥管制作
袖閥管的模袋采用PVC 高彈性收縮模袋縫制，制作長度≥加固深度+1m，其制作體積為注漿體
積的0.6~0.8 倍，布袋抗拉強(qiáng)度及縫合強(qiáng)度宜≥40KN/m?？p制前，對高彈收縮模袋進(jìn)行穿孔處理，
孔洞呈梅花形布置，孔洞為對角線長度2cm，布置間距為0.3m。
圖4.2-2 PVC彈性模袋構(gòu)造示意圖
然后，將袖閥管套入模袋內(nèi)，用鐵絲將1~2 只排水板對稱綁扎在模袋外側(cè)并進(jìn)行收攏，袖閥管
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與模袋底端預(yù)留10~20cm，底端收攏長度2m，此后向上每間隔1.0m 進(jìn)行一次收攏，袖閥管灌漿口
步距1.0m。
圖4.2-3 排水-收縮模袋袖閥管構(gòu)造示意圖
4.2.4. 下放模袋袖閥管
孔口管可用直徑108mm，壁厚5mm 的熱軋無縫鋼管，具體可根據(jù)注漿擴(kuò)散半徑、咬合距離和
袖閥管管徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，管長≥1m，孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固。
用人工將制作好的第一節(jié)模袋袖閥管插入鉆孔內(nèi)；第一節(jié)模袋袖閥管底距離工作面1.5m 左右
時，提住模袋，連接第一、第二節(jié)袖閥管；用鐵絲收攏，延展模袋并繼續(xù)下放袖閥管，直至最后一
節(jié)袖閥管下放完畢。最后，在孔口管頂端設(shè)置橡皮塞，橡皮塞上設(shè)有引管及閥門，以便控制排水板
排水速率。
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圖4.2-4 袖閥管下放施工示意圖
4.2.5. 制備注漿漿液
注漿材料采用水泥-水玻璃, 凝結(jié)時間：60~120s，漿液基準(zhǔn)配合比： C：S（體積比）=1：0.8~1：
1，水泥漿水灰比0.8~1，水玻璃模數(shù)2.6~2.8，水玻璃濃度35Be'。復(fù)合型加固材料摻量為2%~4%，
復(fù)合型加固可針對淤泥主要成分配制，材料一般配比為聚丙烯纖維：Al2O3：CaO 為1:3.3：10。
按照漿液設(shè)計配合比將注漿材料加入攪拌桶；漿液的攪拌時間，根據(jù)設(shè)備型號不同一般為３
~5min。注漿漿液自制備至用完的時間應(yīng)≤４h；漿液經(jīng)比重測量、過篩后使用。
4.2.6. 分段同步注漿
注漿施工根據(jù)與既有構(gòu)筑物距離按由近而遠(yuǎn)的順序注漿，施工采用兩序法，地質(zhì)鉆一次造孔泥
漿護(hù)壁，灌漿自下而上施灌，先單序孔，后雙序孔，以免串孔或竄漿。注漿壓力為：1MPa~2MPa，
注漿速度：10L/min。
注漿時，將注漿槍對稱同步插入主動加固區(qū)與被動加固區(qū)范圍袖閥管底部，利用注漿泵和注漿
槍將漿液壓入袖閥管內(nèi)，自下而上分段同步注漿。
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圖4.2-5 主動加固區(qū)與被動加固區(qū)加固范圍示意圖
采用注漿自動記錄儀對注漿量進(jìn)行監(jiān)控，每段設(shè)計用量時，提升注漿槍進(jìn)行下一分段的注漿。
注漿分兩次進(jìn)行，第一次注漿量為設(shè)計注漿量的60%~80%，上拔注漿槍進(jìn)行下一個注漿段的注
漿施工。一次注漿完成3h 后，進(jìn)行二次分段注漿，注漿量為設(shè)計量的余量。注漿過程中密切監(jiān)控注
漿自動記錄儀上注漿壓力的讀數(shù)。
4.2.7. 終止注漿
完成頂端第一段模袋的注漿后即可終止注漿，將孔口封閉并保護(hù)好。在樁頂孔口設(shè)置橡皮塞，
橡皮塞插入引管，將各個袖閥管引管連通，并設(shè)置閥門，以此通過控制排水板排水速率進(jìn)一步調(diào)節(jié)
地基孔隙水壓力，進(jìn)而來達(dá)到控制被加固構(gòu)筑物的沉降。
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圖4.2-6 孔口管橡皮塞構(gòu)造示意圖
4.2.8. 既有構(gòu)筑物監(jiān)測
施工期間，做好對既有橋梁結(jié)構(gòu)物周邊布置孔隙水壓力計、深層位移測斜管、表面沉降觀測點(diǎn)
和裂縫觀測點(diǎn)等。并根據(jù)結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整排水閥門，保證結(jié)構(gòu)物的安全穩(wěn)定。
5. 材料與設(shè)備（參考廠家）
表5.2.1 主要材料設(shè)備表
序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量
1 土工布40KN/m m2 m2
2 袖閥管內(nèi)徑48mm m m
3 水玻璃35Be'/模數(shù)2.6~2.8 m3 m3
4 水泥42.5 kg kg
5 生石灰/ kg kg
6 氧化鋁/ kg kg
7 全站儀拓普康，精度2" 臺1
8 水準(zhǔn)儀DS3 臺2
9 鋼卷尺50m 把2
10 測繩75m 根120
11 泥漿比重計個2
12 坍落度筒只1
13 泥漿測試儀套1
14 鉆機(jī)MXL-135D 臺2
15 注漿泵XPB-90C 臺1
16 漿液攪拌機(jī)0.5m3 臺1
6. 效益計算分析
在可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿技術(shù)應(yīng)用過程中，有效解決了普通袖閥管注漿存在易跑漿、漏
漿等弊端，從而減小了材料浪費(fèi)。在加固過程中，摻入高效復(fù)合型固化材料，有效降低水灰比，降
低水泥用量。
在淤泥質(zhì)土地層施工過程中，淤泥質(zhì)土天然孔隙比按1.48 計算，空隙率為1.48/（1+1.48）=0.59。
①采用可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿技術(shù)，損耗系數(shù)β可控制在1.1 左右，漿液理論注入率為
Q=Vnαβ=1.76*0.59*0.8*1.1=0.93m3/m。②采用傳統(tǒng)袖閥管注漿方法，損耗系數(shù)β按1.3 計算，漿液
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理論注入率為Q=Vnαβ=1.76*0.59*0.8*1.3=1.08m3/m，套殼料配比按水：水泥：膨潤土=2.3:1:1.5 計
算，其用量為V=aπ（r 打孔半徑2-r 注漿管半徑2）H 灌漿段高度=1.3*3.14*(0.1082-0.0482)=0.0382m3。
表6.1-1 可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿與傳統(tǒng)袖閥管注漿經(jīng)濟(jì)對比分析表
（淤泥質(zhì)土地層每米材料用量及價格分析）
材料
單價
(元/)
可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿傳統(tǒng)袖閥管注漿
數(shù)量(kg、m) 金額(元) 數(shù)量(kg) 金額(元)
水玻璃1.1 584.5 467.6 723.6 578.9
水泥0.6 336.0 201.6 490.5 294.3
套殼料
膨潤土0.4 / / 11.9 7.2
水泥0.6 / / 17.9 7.2
復(fù)合型
固化劑
聚丙烯
纖維3.5 2.09 7.3 / /
三氧化
二鋁
75 2.09 157.0
/ /
生石灰0.3 20.9 6.3 / /
其他
模袋2.03 22.19 45.1 / /
排水板1.22 2 2.4 / /
合計887.35 887.52
綜合對比，可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿在施工成本方面，與傳統(tǒng)袖閥管注漿技術(shù)基本持平。
但采用可調(diào)排水-彈性模袋袖閥管注漿技術(shù)，優(yōu)化漿液后，其固化淤泥速率可提高40%~60%，工期
可由原來的28 天縮短至7~14 天。減少固化時間，縮短了對既有構(gòu)筑物的影響時間，提前了后續(xù)施
工節(jié)點(diǎn)，其間接綜合效益較高。
7. 應(yīng)用實(shí)例（典型照片）
雙閥高彈模袋袖閥管注漿加固(1)

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