不銹鋼管模袋擠密樁成樁原理及施工要求

  不銹鋼管模袋樁成樁原理是在成孔中將高強(qiáng)模袋分段捆綁在灌漿管裝入孔內(nèi)，通過控制性灌漿向模袋內(nèi)注入漿液，隨著模袋樁體的擴(kuò)大，形成與模袋直徑相當(dāng)?shù)娜嵝詧A柱樁體。模袋樁體之外的淤泥受到擠壓，淤泥之中的液相和氣相經(jīng)過地縫和預(yù)先埋設(shè)的排水設(shè)施排出地表，影響范圍之內(nèi)的淤泥體得到一定程度的固結(jié)。不銹鋼管模袋擠密樁有效組合了鋼管、混凝土和模袋混凝土三方面的優(yōu)點(diǎn)：不銹鋼管具有較高的抗彎強(qiáng)度；混凝土具有很好的抗壓強(qiáng)度；模袋混凝土在形成過程中擠壓周邊的淤泥，大幅提升淤泥密度；模袋混凝土在注漿過程中有少量水泥漿滲出，滲入淤泥形成固結(jié)體。同時，不銹鋼管模袋擠密樁既克服混凝土抗折強(qiáng)度低的缺點(diǎn)又克服鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點(diǎn)，在力學(xué)性能方面，不僅有較高承載力，還具有較高的塑性、韌性、延性及穩(wěn)定性；樁身強(qiáng)度有較大富余，可以承受較多橫向荷載，樁身與淤泥緊密聯(lián)結(jié)，抗變形能力和穩(wěn)定性大幅提升。

   端部新成巖體是在模袋樁本體形成之后，以模袋樁作為重要載體，采用新成巖技術(shù)，通過預(yù)先設(shè)置在鋼管底端部的灌漿裝置，高壓灌注水泥巖粉混合漿和化學(xué)控制溶液，并控制擴(kuò)散范圍，使孔隙水排除，水泥巖粉混合漿在巖化劑作用下形成膏狀凝膠體，一部分向上擴(kuò)散進(jìn)入模袋樁體之外，包裹于模袋的外表面，凝膠體與土體相互結(jié)合硬化，形成新成巖體；另一部分凝膠體向下向外擠壓淤泥，既擠出附近淤泥之中的液相和氣相，又在排擠出的空間內(nèi)又水泥、水、石粉在巖化劑的作用下形成新成巖體。不銹鋼管模袋樁施工流程：鋪設(shè)枕木、軌道→施工移動作業(yè)平臺及定位梁→鉆機(jī)就位、放線、定孔位→鉆孔并驗(yàn)收→清理孔內(nèi)沉渣→分段安放D219鋼管、灌漿管及排水管→模袋混凝土施工→樁芯混凝土施工→底部新成巖體施工。垂直成孔施工是根據(jù)地質(zhì)條件及控徑選擇不同鉆機(jī)。地質(zhì)條件較難成孔且鉆孔孔徑大于150mm（含），宜選用地質(zhì)鉆機(jī)成作業(yè)。鉆孔按一、二序施工隔孔跳打。

  不銹鋼管制作與安裝是根據(jù)鋼管埋設(shè)深度，鋼管側(cè)向按照4~6m均勻分段或根據(jù)設(shè)計要求分段，底部段鋼管做成錐形，每段打一直徑40mm灌漿孔，位置距離管底約50cm，做好與灌漿管連接。吊裝不銹鋼管模袋灌漿裝置，不銹鋼管的定位確保管中心線與軸線位置吻合，下管應(yīng)保持與軸線相垂直，不銹鋼管管底套有防刮傷的膜布。模袋制作安裝是指模袋選用高強(qiáng)聚合物化纖合成材料按照孔徑要求加工。模袋安裝時從底部模袋到孔口依次人工輕輕放入，按照不銹鋼管分段長度模袋作為一灌漿段。模袋捆綁時只綁好底端頭，等不銹鋼管焊接完成后再將模袋拉起將上端頭綁在上一段模袋的底端頭。

  不銹鋼管排水系統(tǒng)與排水管及濾水網(wǎng)安裝，主要是指鋼管管內(nèi)、外各設(shè)置一排水管選用管徑為50mm不銹鋼管，管壁鉆有間距100mm，孔徑12mm的排水眼，成梅花狀布置。選用直筒型強(qiáng)度高、濾水性能好的土工布，再套上濾水網(wǎng)和直徑40mm膜布，與不銹鋼管捆綁好。灌漿順序主要是不銹鋼管模袋樁和控制性水泥灌漿均采用分排分序施工，成孔一個施工一個。灌漿分為鋼管外模袋及鋼管內(nèi)灌漿，先進(jìn)行鋼管外模袋，后鋼管底及鋼管內(nèi)灌漿。不銹鋼管外模袋灌漿由下而上進(jìn)行分段壓漿，分段模袋達(dá)到一定飽和程度后，灌漿到頂部后根據(jù)充盈情況更換小泵進(jìn)行補(bǔ)灌施工。不銹鋼管外模袋灌漿完成后，鋼管底控制性水泥灌漿及鋼管混凝土內(nèi)灌漿，控制好注漿量與壓力的關(guān)系，在控制推動條件中讓其逐漸提高壓力，達(dá)到設(shè)定壓力后結(jié)束。灌漿壓力設(shè)定主要指分段設(shè)定及分序設(shè)定灌漿壓力值，第1段0.0~0.5 MPa，第2段0.1~1.0 MPa，第3段0.5~1.5 MPa，第4段（樁底灌漿）1.0~2.5 MPa。在實(shí)際施工過程中宜選用普通硅酸鹽水泥，每一立方米灌漿體的水泥用量不得低于400kg。漿液水灰比宜不得大于0.45∶1，進(jìn)行攪拌制漿。灌漿管及鋼管為無縫鋼管，產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T8162—2008《結(jié)構(gòu)用無縫管》要求。模袋為聚酯長絲機(jī)織土工布，質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合DL/T5728—2016《水電水利工程控制中灌溉施工規(guī)范》要求。模袋樁專用灌漿，用量為水泥用量10%，材料應(yīng)參照TBT3192—2008《鐵路后張預(yù)應(yīng)力梁管道壓漿劑技術(shù)條件》技術(shù)指標(biāo)要求。灌漿化學(xué)控制主要材料水玻璃及其他產(chǎn)品，摻加時機(jī)和數(shù)量視孔內(nèi)升壓情況和進(jìn)漿量變化而定，一般為漿液的6%~10%。