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軟基地段既有構筑物排水注漿加固技術

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中國建筑一局（集團）有限公司科技創效推廣應用技術名錄
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（一六五）軟基地段既有構筑物排水注漿加固技術
1. 技術背景
隨著我國市政道路建設逐漸完善，不少新建道路或結構鄰近既有管線設施、城市道路或高架橋
梁等。為了減輕新建構筑物施工期間樁基鉆孔、基坑開挖等活動以及運維期間車輛行駛的沖擊力和
制動力造成的軟土側移對構筑物造成的不利影響，克服傳統工藝如水泥攪拌樁、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，本技術對傳統袖閥管注漿工藝進行了改進。在應用過
程中，減輕了新建構筑物施工影響，保證了既有構筑物的運營安全，同時該技術申請并獲得了國家
發明專利及澳大利亞技術革新專利。
2. 技術簡介
深厚軟基地段既有橋梁樁基注漿加固技術是在以袖閥管施工為基礎，在其外側設置了高彈模袋
和排水板，利用裝置的高彈和排水作用，對淤泥土進行擠密排水和滲透加固的綜合加固作用。模袋
外側的塑料排水板可以加快注漿在地基中產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。在注漿過程中，技術針對淤泥主要成分配制復合型淤泥固化材料，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生物理化學反應，形成結晶體，增強
固化效果。
3. 適用范圍
主要應用于飽和軟土地基既有構筑物的加固及糾偏治理工程，同時可用于臨近既有構筑物與新
建構筑物施工影響區的隔離。
4. 施工工藝流程及操作要點
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
4.2.1. 測量放樣及鉆機就位
采用全站儀分區定出既有橋梁前后兩個區域（主動加固區和被動加固區）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構物基礎方向向外拓展10m。最后，按照設計間距用卷尺定
出每個注漿孔位置，孔位平面偏差應滿足設計要求，并做好孔位標識。
鉆機安裝必須保證底座平整穩固，鉆機觸地四周用方木或鋼板墊平。
圖4.2-1 注漿擴散范圍及咬合尺寸
4.2.2. 鉆孔
鉆進前采用水平尺配合坡度尺將鉆機調平，在鉆進2m 時及以后每進尺5m 均需進行注漿角度效
驗。
鉆機一般采用泥漿護壁造孔，特殊情況下，如淤泥質土層較深，可采用套管護壁。鉆孔深度根
據設計加固深度確定，成孔之后測量鉆孔深度,在保證孔深必須達到設計要求的同時，還需保證樁孔
傾斜度。成孔方法以合金鉆頭鉆進為主，利用水沖返漿成孔。當遇石塊時，則采用金剛石鉆頭鉆進。
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，布袋抗拉強度及縫合強度宜≥40KN/m。縫制前，對高彈收縮模袋進行穿孔處理，
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彈性模袋構造示意圖
然后，將袖閥管套入模袋內，用鐵絲將1~2 只排水板對稱綁扎在模袋外側并進行收攏，袖閥管
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與模袋底端預留10~20cm，底端收攏長度2m，此后向上每間隔1.0m 進行一次收攏，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，具體可根據注漿擴散半徑、咬合距離和
袖閥管管徑進行調節，管長≥1m，孔口管應埋設牢固。
用人工將制作好的第一節模袋袖閥管插入鉆孔內；第一節模袋袖閥管底距離工作面1.5m 左右
時，提住模袋，連接第一、第二節袖閥管；用鐵絲收攏，延展模袋并繼續下放袖閥管，直至最后一
節袖閥管下放完畢。最后，在孔口管頂端設置橡皮塞，橡皮塞上設有引管及閥門，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, 凝結時間：60~120s，漿液基準配合比： C：S（體積比）=1：0.8~1：
1，水泥漿水灰比0.8~1，水玻璃模數2.6~2.8，水玻璃濃度35Be'。復合型加固材料摻量為2%~4%，
復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。
按照漿液設計配合比將注漿材料加入攪拌桶；漿液的攪拌時間，根據設備型號不同一般為３
~5min。注漿漿液自制備至用完的時間應≤４h；漿液經比重測量、過篩后使用。
4.2.6. 分段同步注漿
注漿施工根據與既有構筑物距離按由近而遠的順序注漿，施工采用兩序法，地質鉆一次造孔泥
漿護壁，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與被動加固區范圍袖閥管底部，利用注漿泵和注漿
槍將漿液壓入袖閥管內，自下而上分段同步注漿。
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圖4.2-5 主動加固區與被動加固區加固范圍示意圖
采用注漿自動記錄儀對注漿量進行監控，每段設計用量時，提升注漿槍進行下一分段的注漿。
注漿分兩次進行，第一次注漿量為設計注漿量的60%~80%，上拔注漿槍進行下一個注漿段的注
漿施工。一次注漿完成3h 后，進行二次分段注漿，注漿量為設計量的余量。注漿過程中密切監控注
漿自動記錄儀上注漿壓力的讀數。
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，將孔口封閉并保護好。在樁頂孔口設置橡皮塞，
橡皮塞插入引管，將各個袖閥管引管連通，并設置閥門，以此通過控制排水板排水速率進一步調節
地基孔隙水壓力，進而來達到控制被加固構筑物的沉降。
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圖4.2-6 孔口管橡皮塞構造示意圖
4.2.8. 既有構筑物監測
施工期間，做好對既有橋梁結構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
和裂縫觀測點等。并根據結構物的監測數據及時調整排水閥門，保證結構物的安全穩定。
5. 材料與設備（參考廠家）
表5.2.1 主要材料設備表
序號名稱規格型號單位數量
1 土工布40KN/m m2 m2
2 袖閥管內徑48mm m m
3 水玻璃35Be'/模數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MXL-135D 臺2
15 注漿泵XPB-90C 臺1
16 漿液攪拌機0.5m3 臺1
6. 效益計算分析
在可調排水-彈性模袋袖閥管注漿技術應用過程中，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。在加固過程中，摻入高效復合型固化材料，有效降低水灰比，降
低水泥用量。
在淤泥質土地層施工過程中，淤泥質土天然孔隙比按1.48 計算，空隙率為1.48/（1+1.48）=0.59。
①采用可調排水-彈性模袋袖閥管注漿技術，損耗系數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采用傳統袖閥管注漿方法，損耗系數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 可調排水-彈性模袋袖閥管注漿與傳統袖閥管注漿經濟對比分析表
（淤泥質土地層每米材料用量及價格分析）
材料
單價
(元/)
可調排水-彈性模袋袖閥管注漿傳統袖閥管注漿
數量(kg、m) 金額(元) 數量(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，可調排水-彈性模袋袖閥管注漿在施工成本方面，與傳統袖閥管注漿技術基本持平。
但采用可調排水-彈性模袋袖閥管注漿技術，優化漿液后，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，縮短了對既有構筑物的影響時間，提前了后續施
工節點，其間接綜合效益較高。
7. 應用實例（典型照片）
雙閥高彈模袋袖閥管注漿加固(1)

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