膜袋注浆桩在软基处理应用中的试验研究

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1、广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong2012年第3期总第122期文章编号:1671－7619(2012)03－0086－05膜袋注浆桩在软基处理应用中的试验研究熊燕文，谭祥韶(中铁建港航局岩土工程有限公司，广州511442)摘要:在介绍膜袋注浆桩及其加固机理的基础上，通过现场实体试验，对注浆过程中孔隙水压力变化进行了分析，并结合注浆量统计分析、现场开挖检验和钻孔抽芯检验对成桩状况进行了研究，结果表明直径为40cm的单个注浆孔挤土效应影响范围可达5m，在2m范围内挤土效应衰减较快，而注浆后可形成连续、强度较高的桩体。关键词:

2、膜袋注浆桩;软基加固;施工工艺中图分类号:U416．16文献标识码:A引言高压旋喷桩因具有施工简便、快速、适应性强等特点，被广泛应用于公路、建筑、水利等行业的软土地基处理工程中。但大量的工程实践表明，采用高压旋喷桩加固处理珠三角地区“三高两低”软土时，由于喷浆压力大，在施工过程易出现挤偏周围结构物、浆液扩散范围过大和不易成桩的问题，施工质量较难以保证。针对上述高压旋喷桩存在的问题，笔者开展了一种新型柔性桩—膜袋注浆桩的现场试验研究，本文着重介绍该技术的工艺原理和初步试验成果，以供同行参考。在布袋外侧设置限制浆液扩散深度范围的阀门，进行特定土层的

3、注浆加固处理。膜袋外侧阀门也可实现对地基土进行分段注浆加固处理。1．2加固机理膜袋注浆桩加固地基土体的作用体现在以下四个方面:011．1膜袋注浆桩介绍膜袋注浆桩施工工艺及特点膜袋注浆桩是在袖阀管外套上一条直径40～60cm的高强纺织土工密封布袋，随同袖阀管放入注浆孔内，然后利用压力将浆液经袖阀管注入布袋中，随着浆液的不断注入，布袋在地基中逐渐打开，从而形成一条直径与布袋直径相当的桩体(图1)。膜袋注浆桩能够将浆液全部限制在布袋范围内，减少了串浆、冒浆、跑浆现象，并且可以取消袖阀管注浆的套壳料，提高施工效率;此外，可在布袋外侧固定一条或两条塑料排

4、水板，以提高浆液挤密土体过程中的超孔隙水压力的消散速率，减少对地基土的扰动;另外，可根据地层分布情况，1．塑料排水板5．钻孔图12．布袋3．袖阀管4．橡皮阀6．地面7．外侧阀门膜袋注浆加固示意图(1)桩顶受荷。注浆过程中，水泥浆液在注浆压力的作用下隔着布袋挤开土体，当布袋完全打开后，形成一条自下而上的水泥桩，可起到类似复合地基中桩体的作用。(2)桩侧摩擦力。因土体沉降速率远大于桩体，土体通过桩侧摩擦力将部分荷载转移给桩体科技项目:广东省交通运输厅科技项目(2011－02－013)作者简介:熊燕文(1984－)，男，湖北人，助理工程师，从事软土地

5、基加固处理、变形监测及桥梁工程等方面的施工和研究工作。Email:178270375@qq．com·86·2012年第3期熊燕文，谭祥韶膜袋注浆桩在软基处理应用中的试验研究总第122期承担。土体被水泥浆液挤开时，产生超孔隙水压力，随着超孔隙水的排出，布袋接触面的土体逐渐密实，两者之间的摩擦力亦逐渐增大。(3)挤密作用。布袋内水泥浆液挤压土体时，布袋周围土体受到较大的水平推挤力并产生超孔隙水压力，因桩体外侧设置有塑料排水板，超孔隙水压力消散较快，随着超孔隙水的排出，布袋周围土体逐渐密实，强度提高。(4)排水作用。布袋外侧的塑料排水板不仅可以排除注

6、浆过程中产生的超孔隙水，还可以排除上部填土荷载产生的超孔隙水和水泥浆液中多余的水，从而减少土体的含水量，提高土体强度。2．1场地工程地质条件试验区选择在二广高速公路大旺互通A匝道出口位置，地层分布自上而下大致为:(1)0～3m，素填土，灰黄色，主要由粘性土及少量碎石土回填组成。(2)3～4．2m，淤泥，浅灰色，饱和，流塑，土质较均匀，含少量粉砂，qc=0．241MPa，fs=5．7kPa。(3)4．2～12．5m，淤泥质土，深灰色，饱和，软塑～流塑，富含有机质，具泥臭味，土质不均匀，局部夹薄层粉砂;qc=0．459MPa，fs=8．36kPa，

7、其物理力学性质如表1所示。(4)往下为淤泥质细砂。2．2试验方案为检验膜袋注浆成桩效果，在试验区埋设了4组孔隙水压力计，每组埋设深度为5m和10m，注浆孔与仪器埋设位置见图2。现场试验概况为了解膜袋注浆桩的成桩效果，开展了膜袋注浆桩的现场试验。试验区为一块边长7m的正方形场地，共5孔膜袋注浆。2表1淤泥质土物理力学指标统计表av1－2/MPa－1Es1－2/MPa直接快剪固结快剪渗透系数岩土指标W/(%)IL/(/)eo/(/)K/(cm/s)K/(cm/s)C/kPa/(°)C'/kPa'/kPaVH最小值最大值平均均55×10－60．2

8、6×10－612．7×10－616×10－60．16×10－64．77×10－642．557．247．91．673．952．541．2411．6231