布袋樁在鄰近既有高鐵線路地基處理中的應(yīng)用

劉瓊

摘 要：本文以佛山西站一期路網(wǎng)的地基處理工程為例，系統(tǒng)介紹了布袋樁的成樁機(jī)理及功能，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)布袋樁的施工工藝流程及質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，針對(duì)鄰近既有高鐵線路特殊施工環(huán)境的施工注意事項(xiàng)進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)類似工程具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：布袋樁；鄰近；高鐵線路；地基處理

1 前言

隨著國(guó)家進(jìn)一步推進(jìn)“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略，高鐵網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步得到擴(kuò)大，越來(lái)越多的地方公路、市政道路將與鐵路傍行或交叉，形成更加完善的交通網(wǎng)絡(luò)。在公路及市政道路的建設(shè)過(guò)程中，地基處理是確保工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保鐵路設(shè)施（橋梁基礎(chǔ)、路基基床等）變形得到有效控制，保證鐵路運(yùn)營(yíng)安全并解決在場(chǎng)地狹小、空間受限條件下地基處理施工能順利進(jìn)行，一種新型的工藝—布袋樁應(yīng)運(yùn)而生。

2 工程概況

佛山西站是集高鐵、城際鐵路、地鐵、地方交通為一體的大型綜合樞紐車站，為目前國(guó)內(nèi)最大的下進(jìn)下出式車站。佛山西站一期路網(wǎng)工程為佛山西站綜合開(kāi)發(fā)配套工程，其中環(huán)站東路、站前東路、站前西路、環(huán)站西路、上柏大道（以下簡(jiǎn)稱“五縱道路”）下穿佛山西站站場(chǎng)范圍內(nèi)高架橋，地基處理采用了挖除換填、高壓旋噴樁、布袋樁等多種形式，其中距離鐵路承臺(tái)范圍3m以內(nèi)的地基采用布袋樁進(jìn)行加固，以減少對(duì)既有鐵路承臺(tái)的影響。

五縱道路地基處理布袋樁成樁直徑30cm，樁距為1m，采用正三角形布置。

3 布袋樁的成樁機(jī)理與功能

布袋樁是通過(guò)采用鉆機(jī)鉆孔（易塌地層可采用泥漿護(hù)壁成孔），成孔后在孔內(nèi)塞入土工布袋注漿，通過(guò)布袋的擴(kuò)張擠壓周邊土體改善土體結(jié)構(gòu)和提高土體抗剪強(qiáng)度，同時(shí)形成圓柱狀樁體與周邊土體共同受力形成復(fù)合地基從而提高地基承載力。布袋樁主要具有以下功能。

3.1 隔離減壓作用

成孔裝入土工布袋后，土工布袋將孔內(nèi)泥漿和周邊土體與袋內(nèi)泥漿進(jìn)行了隔離，避免了水泥漿與泥漿和周邊土體混合造成水泥漿樁體強(qiáng)度降低。同時(shí)土工布袋在注漿過(guò)程中雖然有一定范圍的膨脹，但是其在限定注漿壓力的情況下有一定范圍，水泥漿也不會(huì)外漏，避免了土體內(nèi)壓力過(guò)大而造成鐵路設(shè)施基礎(chǔ)變形過(guò)大的情況。

3.2 加筋作用

由于土工布具有很高的抗拉強(qiáng)度，注滿水泥漿形成樁體后土袋在周邊土體與樁體之間起到了加筋作用，增加了土體的穩(wěn)定性。

4 布袋樁施工流程及質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

布袋樁施工工藝流程為：測(cè)量放樣→鉆進(jìn)成孔→安裝布袋和注漿管→水泥漿拌制→布袋注漿成樁→封孔→鉆機(jī)移位。

4.2 施工準(zhǔn)備

4.2.1 施工設(shè)備、材料準(zhǔn)備

根據(jù)樁長(zhǎng)、地質(zhì)情況、工程數(shù)量并考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等因素，選擇XY-1型工程地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，注漿采用HB50/15型水泥漿液高壓注漿機(jī)，水泥漿攪拌采用YD-600L型灰漿攪拌機(jī)，并配備清水泵和足夠數(shù)量的φ30mm注漿管。布袋采用在廠家拉制而成的100 g/m2尼龍纖維布袋，水泥采用普通硅酸鹽水泥（C3A<8%）并摻入20%?；郀t礦渣粉。

4.2.2 施工場(chǎng)地準(zhǔn)備

按現(xiàn)場(chǎng)平面設(shè)施布置圖平整場(chǎng)地，清除障礙物并做好地下管線調(diào)查，接通水電，修好運(yùn)輸?shù)缆?，?duì)鉆孔設(shè)備和注漿設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。

4.2.3 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)準(zhǔn)備

（1）按業(yè)主交付的資料檢查、復(fù)核測(cè)量基線和基點(diǎn)，并保護(hù)好基線和基點(diǎn)。（2）技術(shù)人員組織全體作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確施工技術(shù)要求和設(shè)備操作要點(diǎn)。（3）測(cè)量人員對(duì)樁位進(jìn)行準(zhǔn)確放線，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核，孔位最大偏差≯5cm。

4.3 鉆進(jìn)成孔

（1）由于受鐵路承臺(tái)前期施工影響，布袋樁施工范圍地基土體松散易塌，全部鉆孔采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，開(kāi)孔時(shí)采用輕壓、慢轉(zhuǎn)“小規(guī)程”，控制好鉆機(jī)立軸角度，以防鉆孔傾斜，鉆孔偏斜控制<1%，開(kāi)孔直徑選用130mm。（2）成孔鉆進(jìn)采用跳打法作業(yè)。為避免塌孔，保持良好的泥漿性能。（3）鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后清孔，提出鉆桿。

4.4 安裝布袋和注漿管

將注漿管逐節(jié)插入布袋，注漿管采用φ30mmPVC管，單根長(zhǎng)度3m，注漿管采用套管連接牢固并確保密封。每50cm將注漿管與布袋進(jìn)行綁扎固定，避免在插入注漿管和布袋時(shí)布袋滑脫，布袋底部自底部上翻30cm，用鉛絲扎緊三道，以免漏漿，注漿管應(yīng)插入布袋底部。布袋與注漿管插入鉆孔后頂部宜高出孔口50cm左右，安裝完成后盡快注漿以避免塌孔。

4.5 水泥漿拌制與注漿

（1）所進(jìn)水泥材料、土工布等應(yīng)采用具有出廠檢驗(yàn)合格證書(shū)、試驗(yàn)報(bào)告等，進(jìn)場(chǎng)后按規(guī)定組織進(jìn)行抽檢，合格后方可使用。（2）攪拌漿液時(shí)，準(zhǔn)確投放材料用量，并攪拌均勻。漿液性能按如下指標(biāo)控制：比重控制在1.6～1.8，粘度為30″～35″，析水率<3%，28天齡期單軸抗壓強(qiáng)度不小于3MPa。（3）注漿前應(yīng)全面檢查注漿設(shè)備與材料，包括注漿泵、拌漿儲(chǔ)漿系統(tǒng)、高壓注漿管、壓力表、水、電及其它機(jī)械零件，并用清水試泵，正式注漿后不得隨意中斷，力求連續(xù)作業(yè)以保證成樁質(zhì)量。（4）注漿壓力控制在0.2MPa～0.5MPa，一旦超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)及時(shí)上拔注漿芯管。注漿時(shí)嚴(yán)格將注漿流量控制在10～12L/min，切記過(guò)大。壓力或流量過(guò)大時(shí)有可能引起地基土產(chǎn)生較大變形導(dǎo)致鐵路橋梁樁基受到影響，應(yīng)予以密切關(guān)注和重點(diǎn)盯控。（5）布袋在注漿過(guò)程中向外膨脹形成樁體，故注漿應(yīng)緊跟鉆孔依次進(jìn)行，亦可根據(jù)地下土體流失情況做必要調(diào)整。注漿遵循自下而上，逐節(jié)注漿的原則。提管高度一般為每節(jié)綁扎布袋長(zhǎng)度（即50cm）。拆卸注漿管前應(yīng)打開(kāi)回流閥，釋放管內(nèi)壓力以避免造成其他意外情況。（6）注漿結(jié)束應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：① 0.5MPa 注漿壓力下，注漿速度緩慢甚至為零時(shí)，穩(wěn)壓 3 min 后停止注漿。②單樁累計(jì)注漿量至少達(dá)到 1.3倍樁孔容積。③臨孔或地面發(fā)生竄冒漿

4.6 封孔

成樁完成后對(duì)路基本體部分的樁孔采用M7.5水泥砂漿及時(shí)回填封孔。

4.7 布袋樁質(zhì)量檢查

（1）鉆孔應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度，其誤差不得小于-10cm；（2）開(kāi)挖后，固結(jié)的布袋樁應(yīng)以注漿塑料管為軸心，形成圓柱狀或葫蘆狀樁體；（3）布袋樁完成28天后，采用平板荷載試驗(yàn)檢測(cè)單樁復(fù)合地基承載力，單樁豎向承載力不小于130KN，復(fù)合地基承載力不小于120KPa，復(fù)合地基承載力根據(jù)具體檢測(cè)地點(diǎn)地質(zhì)條件及加固參數(shù)確定。（4）對(duì)水泥漿液抽樣做試塊，每批次不小于一組（6塊），進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其立方體的抗壓強(qiáng)度不得小于3MPa。

4.8 布袋樁施工注意事項(xiàng)

對(duì)于布袋樁在鄰近既有高鐵線路地基處理工程中的應(yīng)用，有如下兩點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)注意：（1）布袋樁施工時(shí)，成孔后應(yīng)采取跳孔注漿成樁，工期不緊張具備條件時(shí)成孔也可以采用跳孔法。相鄰兩樁注漿成樁時(shí)間間隔應(yīng)不小于24小時(shí)，且必須先施工靠近既有鐵路線一側(cè)的樁后再施工遠(yuǎn)離鐵路側(cè)剩余的樁，以保證鐵路設(shè)施安全。（2）在鉆孔注漿施工的過(guò)程中，應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)觀測(cè)鐵路設(shè)備的變化情況?？紤]到地基反應(yīng)的滯后性，施工過(guò)程中及施工完后1個(gè)月內(nèi)，應(yīng)安排對(duì)鐵路橋梁、路基等設(shè)施設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)處理，確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

布袋樁是一種特殊的樁型，施工需要的設(shè)備小，操作簡(jiǎn)單方便，場(chǎng)地空間適應(yīng)能力強(qiáng)，由于布袋對(duì)漿液的約束作用，特別適用于鄰近既有高鐵線路等對(duì)既有設(shè)施變形控制有嚴(yán)格要求的地基處理工程，作為一種新型的地基處理技術(shù)，已逐步顯示出其強(qiáng)大的生命力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮玉國(guó).土工布袋樁在鐵路橋涵地基處理中的應(yīng)用[J].探礦工程，2001（S1）：85～86.