布袋注漿樁綜述[建筑土木]

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1、鑒定技術文件一技術研究綜述建筑業d目 錄1 研究課題的綜述11.1 本課題的工程背景11.1.1線路概況21.1.2工程地質31.1.3水文條件31.1.4氣象資料31.1.5線路指標41.2主要技術標準41.3 工程重難點分析52 課題研究的主要內容62.1 布袋注漿樁施工工藝及參數研究62.2布袋注漿樁質量控制和環保文明62.3布袋注漿樁成樁特性研究62.4鄰近營業線施工安全措施及應急預案73 主要研究人員74 主要結論與成果84.1 布袋注漿樁施工工藝及參數研究84.2 布布袋注漿樁質量控制和環保文明84.3 布袋注漿樁成樁特性研究94.4鄰近營業線施工安全措施及應急預案9建筑業d1 研

2、究課題的綜述1.1 本課題的工程背景軟土由于其孔隙比大、含水量高、強度低等特點，是工程建設中的一個難題。軟土地基承載力低、易于變形，一般難以滿足工程要求，必須對其進行加固處理。目前軟土地基處理方法常用的方法有：排水固結法：采用塑料排水板、砂井、排水砂墊層等排水方法，使土體在外荷載作用下排水固結，以此來提高軟土地基的地基承載力，包括堆載預壓法、超載預壓法、真空預壓聯合堆載預壓法等；置換法：將軟土地基中的軟土清除，使用性質較好的巖土材料進行回填，以提高地基的承載力，包括強夯置換法、擠淤置換法、振沖置換法以及石灰樁法等；加筋法：將強度較高的材料如土工織物等設置于軟土地基中來提高地基的承載力，加筋土法

3、、樹根樁法是該類方法的典型代表；復合地基法：在軟土地基中設置增強體，與周圍土體共同承載外荷載，形成復合地基，目前工作中廣泛應用的有水泥攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等。布袋注漿樁是分層注漿技術和土工織物綜合應用形成的軟基處理新技術,通過機械成孔并結合壓力注漿技術,在土層中形成具有一定承載能力的小直徑柱狀樁體。與常規的注漿技術相比，布袋注漿樁技術將注漿漿液約束在土工布袋內，既能達到原注漿技術的加固效果，又能防止漿液污染周圍土體，土工織物還可在軟基中形成排水通道,加速了軟土固結，同時漿液硬化后形成的柱狀體還能擠壓周圍土體從而形成復合地基，可以顯著提高地基承載能力和穩定性，壓密效果更優，并減小地基沉降。布

4、袋注漿樁技術適宜深厚層軟土地基加固，對場地受限或含硬夾層軟土地基具有明顯優勢，并具有成本低、樁體質量可控、擠密性可控、可實施性強、環保、施工安全性可靠、施工工期可控等特點。布袋注漿樁成樁原理示意見圖1-1，布袋注漿樁實物見圖1-2。圖1-1 布袋注漿樁加固原理示意圖圖1-2 布袋注漿樁實物本課題研究依托隴海線連云至連云港東段增建第二線工程。工程線路地處江蘇省連云港市境內，K10+000-K11+120段地貌單元為海積平原區，地面高程介于6.57.3m之間，相對高差0.8米，全長1120m，沿線分布有010m厚的淤泥夾淤泥質黏性土，地基土相對軟弱，屬軟土，工程地質條件較差，基礎工程采取布袋注漿樁

5、加固措施。1.1.1線路概況本工程自連云站西端咽喉（K1+930）引出，于既有線右側增建第二線，向西雙線并行（既有線改建）至K2+650。線路下穿廟嶺路立交橋后向西行進，引入墟溝站，出站后于K7+620處換側，右線接上既有線，左線利用既有客整所聯絡線至K9+800，至K10+890處再次換側，左線接回既有線，右線從既有線接上既有墟溝北線，雙線并行引入連云港東站，正線全長11.951km。因右線在K10+860至K12+977段占用既有墟溝北線，故于增建第二線右側K10+860處還建墟溝北線，于K12+114處接入連云港東站9號道岔岔心，與增建第二線線間距為5.3m。1.1.2工程地質K10+0

6、00-K11+120段屬于海積平原區，地基土相對軟弱，沿線分布有010m厚的淤泥夾淤泥質黏性土，屬軟土，工程地質條件較差。1雜填土（Q4m1）：雜色，松散，稍濕，級。2填筑土（Q4m1）：褐黃色，灰色，以黏性土為主，級。1黏土（Q4m）：灰黃色，軟硬塑，0=140kPa，級。2淤泥（Q4m）：灰黑色，流塑，0=60kPa，級。1粉質黏土（Q3m）：灰黃褐黃色，硬塑，0=180kPa，級。2粉質黏土（Q3m）：灰黃褐黃色，軟硬塑，0=150kPa，級。1.1.3水文條件 沿線所經地區為海積平原區，地下水主要為孔隙潛水和基巖裂隙水。地下水主要為賦存與雜填土層中，主要受大氣降水補給，水位變化因氣候、

7、季節而異，以垂直蒸發和地下逕流為主要排泄方式。地下水、地表水對混凝土和鋼筋混凝土二氧化碳侵蝕環境作用等級為H2，氯鹽侵蝕環境作用等級為無。1.1.4氣象資料連云港市屬東亞季風氣候，處于溫暖帶和北亞熱帶的過渡段地帶，具有海洋性氣候和大陸性氣候雙重特點，四季分明，溫度適宜，光照充足，雨量適中。年平均氣溫為14.2,一般最冷在一月份,極端最低氣溫-1.9,最高氣溫在八月份極端最高氣溫38.5,最大凍結深度0.3m，相對濕度70%。歷年平均降水量852.8mm，無霜期平均為215天，年主導風向東南風，年平均風速3.4秒/s。1.1.5線路指標鐵路等級：級；正線數目：雙線；限制坡度：4，局部維持既有；設

8、計行車速度：80km/h，最小曲線半徑：400m；牽引種類：電力；機車類型：HXD；牽引質量：5000t，到發線長度：1050m；閉塞類型：自動閉塞。1.2主要技術標準中鐵上海設計院設計的連云至連云港東增建二線工程路基設計圖紙；相關鐵路營業線施工安全管理規定：中國鐵路總公司鐵路技術管理規程；中國鐵路總公司鐵路建設項目安全生產管理辦法的通知（鐵總建設2014168號）；中國鐵路總公司鐵路營業線施工安全管理辦法補充規定的通知（鐵運2014180號）；鐵道部關于印發電氣化鐵路有關人員電氣安全規則的通知（鐵運201360號）；鐵運2014272號鐵路工務安全規則；鐵運2006146號鐵路線路修理規則；

9、上海鐵路局關于重新公布行車設備檢查（施工）登記簿使用管理辦法的通知（上鐵運發【2015】263號）；上海鐵路局關于印發的通知上鐵職教2015697號；上海鐵路局路基大維修管理辦法上鐵工發2014527號文；關于深化全局安全風險管理的實施意見（上鐵安發2012629號）；關于公布上海鐵路局鐵路線路防護柵欄管理辦法的通知（上海工發201536號）；鐵道部關于印發的通知（鐵運2012280號）；上海鐵路局營業線施工安全管理實施細則的通知（上鐵運發2012586號）；上海鐵路局關于進一步加強鄰近營業線安全施工管理的通知（上鐵安發2015224號）；上海鐵路局關于公布上海鐵路局工務安全管理辦法的通知20

10、15648號；上海鐵路局關于公布上海鐵路局營業線施工、檢修作業駐站安全防護辦法的通知（上鐵師【2014】299號）；隴海線連云至連云港東增建第二線指導性施工組織設計施工規范及標準：鐵路路基工程施工安全技術規程（TB10302-2009）鐵路工程基樁檢測技術規程（TB10218-2008）鐵路工程地基處理技術規程（TB10106-2007）鐵路工程測量規范（TB10101-2009）鐵路路基工程施工質量驗收標準（TB10414-2003）鐵路工程環境保護設計規范TB10501-98施工臨時用電規范JGJ46-2012施工現場勘察資料和現場環境條件。設計圖中明確的有關規定和標準及相關配套標準圖。1

11、.3 工程重難點分析本工程段具有以下重點及難點：漿液配比選用問題不同配比漿液直接影響布袋樁成樁效果、補漿量、結石率及原材料用量，因此選擇成樁效果好、結石率高、補漿量少，同時又節約原材料的配比至關重要。注漿速度問題本工程采用注漿管插到底直接注漿的方法，對注漿速度及壓力要求較高，不當時極易產生竄孔、成樁不完整、成樁部均勻等病害，影響工程質量。對營業線影響問題K10+000-K11+120段加固邊線距既有營業線線路中心距離為4.0-6.96m，對營業線的影響主要有：近營業線地基加固布袋樁施工時，大型機械設備傾覆有可能損壞行車設備，影響行車安全；布袋注漿樁施工壓力過大可能導致對營業線造成軌道隆起、路基

12、偏移，對營業線有安全隱患。因此本工程應對安全及質量進行嚴格控制。2 課題研究的主要內容本課題依托隴海線連云至連云港東段增建第二線工程，結合鄰近營業線K10+000-K11+120段軟土地基布袋注漿樁加固處理，研究了布袋注漿樁的成樁特性、施工工藝流程、相關施工參數，進而分析評價了布袋注漿樁復合地基加固效果，在這個基礎上，又對其質量控制措施、成樁效果檢測方法等方面進行了研究。具體研究內容如下。2.1 布袋注漿樁施工工藝及參數研究工程概況組織機構、勞動力組織及主要機械設備原材料及漿液配合比布袋注漿樁施工工藝及參數2.2布袋注漿樁質量控制和環保文明布袋注漿樁質量控制文明施工環境保護措施2.3布袋注漿樁

13、成樁特性研究布袋注漿樁檢測方法研究布袋注漿樁成樁檢測布袋注漿樁加固效果檢測2.4鄰近營業線施工安全措施及應急預案鄰近營業線工程概況施工安全措施應急預案3 主要研究人員研究小組成員如下表3-1：表3-1主要研究人員情況表姓名年齡職稱職務從事專業工作單位研究任務與分工蔡鐵俊38工程師路基、橋梁工程江蘇公司總策劃陳艷德36高工路基、橋梁工程江蘇公司技術指導、方案審核常文虎36工程師橋梁工程江蘇公司科研進度安排、內外部聯系、總協調劉龍富56技師橋梁工程江蘇公司蔣永祥32工程師路基、橋梁工程江蘇公司樁基試樁方案、地基加固施工方案的制訂；技術經濟分析比較等張 磊30工程師路基、橋梁工程江蘇公司張旭東36工

14、程師物資管理江蘇公司物資及設備供應；物資成本控制等陳曉東30工程師橋梁工程江蘇公司現場技術、施工及安全質量檢查督促李 坤30助理工程師橋梁工程江蘇公司現場施工及安全質量檢查督促李華健30助理工程師安全工程江蘇公司現場安全質量檢查督促郎達正30助理工程師檢測試驗江蘇公司樁的質量檢測、試驗、取芯等彭江山28助理工程師測量工程江蘇公司測量放樣，及工后沉降觀測等王立強28工程師軌道工程江蘇公司現場技術交底、技術管理等呂 研25助理工程師軌道工程江蘇公司圖片資料、影象資料、技術資料的收集整理4 主要結論與成果本課題結合隴海線連云至連云港東段增建第二線工程，采用布袋注漿樁軟土加固技術處理鄰近營業線K10+

15、000-K11+120段軟土地基，針對其施工工藝流程、相關施工參數、質量控制措施、成樁特性等方面進行了研究。得出的主要結論如下。4.1 布袋注漿樁施工工藝及參數研究施工工藝流程大致分為：施工準備、鉆孔、漿液拌合、壓力注漿、布袋膨脹成樁等環節。鉆孔機械采用MGJ-50型鉆機（與地質取樣鉆機類似），動力主要靠柴油發動機帶動鉆桿旋轉成孔。鉆孔過程中為了防止塌孔，采用孔內原土造漿。根據試樁檢測結果，確定選用配合比為水：水泥：粉煤灰=1：0.8：0.65。注漿壓力控制在0.20.6MPa之間，注漿時根據現場流量計讀數，注漿流量控制在120160L/min。采用牛筋扣或22#鉛絲綁扎布袋，下部需翻卷30c

16、m，上部需超出設計樁頂50cm，每隔50cm綁扎一道，保證樁的完整性和均勻性。注漿過程中，現場采用注漿管直接插到底一次注漿，樁頂達到設計樁頂標高后停止注漿，立即一次性拔管，剩余一根注漿管，等待補漿。根據試樁情況，補漿時機宜在注漿完成后1h左右，補漿次數一般為13次，采用的水膠比越小，補漿量和補漿次數越少。4.2 布袋注漿樁質量控制和環保文明 布袋注漿樁質量控制包括施工前質量控制、施工過程質量控制和施工后質量檢驗可控制三個階段。施工前質量控制含計量器具、原材料、攪拌幾個方面，控制內容主要為計量器具管理使用、原材料質量、漿液配比、漿液性能等；施工過程質量控制包括鉆孔、注漿兩個方面，控制內容主要為樁

17、位、樁體垂直度和有效直徑等；施工后質量檢驗控制包括均勻性強度檢驗、承載力檢驗等。 根據施工工藝總結有冒漿、竄孔、鉆機垂直度偏差過大、鉆頭卡住等質量通病，在施工過程終應根據其原因嚴格控制質量。 文明施工保證包括組織機構建立、管理制度確立、施工現場管理、管線遷移保護、資料整理等方面。 從排污、施工噪音、歧途、地下障礙物、揚塵等方面重手，在施工中始終堅持環境保護的原則。 4.3 布袋注漿樁成樁特性研究布袋注漿樁的成樁檢測采用以下方法：取芯法檢測，均勻性強度檢測和承載力檢測，承載力檢測采用單樁靜載試驗和復合地基荷載試驗。成樁7天后應進行取芯檢驗，在樁徑的1/4處采用取樣機在樁長范圍內取芯，檢驗樁體完整

18、性和均勻性，7天無側限抗壓強度2MPa。取芯后的空洞應采用水泥砂漿灌注孔壁。成樁28d后，任意抽取2根進行單樁荷載試驗，另任意抽取2根進行復合地基承載力檢測，復合地基承載力不小于237KPa、單樁承載力不得小于166KN。布袋注漿樁樁成樁后經鉆探取芯試驗和荷載試驗對樁身強度和樁身完整性有懷疑的時候，可選定一定數量的樁體采用開挖觀察樁體成型情況和攪拌均勻程度，并可檢驗樁身外觀質量、搭接質量和整體性。試驗和應用情況表明，所施工的布袋注裝樁樁徑達到設計要求，成樁完整性良好，單樁豎向抗壓承載力及芯樣無側限抗壓強度均達到設計要求，說明所采用的施工工藝和質量控制措施是可行的。通過對路基中心、路肩的沉降量觀

19、測，最大沉降發生于路基中心，截止到2016年12月17日最大累計沉降131mm；路肩觀測數據截止到2017年4月20日，最大累計沉降167mm。填土加荷階段，斷面沉降發生了較大增長，該階段地基沉降速率最大為9mm/d，路基填土加荷的速率應保證路基的沉降速率小于10mm/d，該施工段滿足路基穩定性要求。沉降板測試沉降量結果表示，填土加荷過程中，布袋注漿樁地基較快完成固結，其原因可能是，布袋樁在地基中形成了豎向排水通道，施工期間加快了固結排水速率，縮短了固結沉降歷時，固結沉降較快完成，布袋注漿樁復合地基進入預壓期后沉降便趨于穩定。4.4鄰近營業線施工安全措施及應急預案以鄰近營業線布袋注漿樁施工經驗為基礎，嚴格堅持“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，分別提出了鄰近營業線施工安全措施及應急救援措施，包括人員安全、工程安全、營業線安全等保障措施以及對應應急預案，為本工程的順利實施提供了可靠保證，并可作為今后類似工程施工經驗，具有一定的參考價值和指導意義。