2019巖土工程師基礎知識點：灌漿法

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灌漿法

灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好和化學穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。

(一)加固機理

在地基處理中，灌漿工藝所依據(jù)的理論主要可歸納為以下四類：

1.滲透灌漿滲透灌漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的孔隙和巖石的裂隙，排擠出孔隙中存在的自由水和氣體，而基本上不改變原狀土的結(jié)構(gòu)和體積(砂性土灌漿的結(jié)構(gòu)原理)，所用灌漿壓力相對較小。這類灌漿一般只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。代表性的滲透灌漿理論有：球形擴散理論、柱形擴散理論和袖套管法理論。

2.劈裂灌漿劈裂灌漿是指在壓力作用下，.漿液克服地層的初始應力和抗拉強度，引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞和擾動，使其沿垂直于小主應力的平面上發(fā)生劈裂，使地層中原有的裂隙或孔隙張開，形成新的裂隙或孔隙，漿液的可灌性和擴散距離增大，而所用的灌漿壓力相對較高。

3.擠密灌漿擠密灌漿是指通過鉆孔在土中灌入極濃的漿液，在注漿點使土體擠密，在注漿管端部附近形成“漿泡”。當漿泡的直徑較小時，灌漿壓力基本上沿鉆孔的徑向擴展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動。

經(jīng)研究證明，向外擴張的漿泡將在土體中引起復雜的徑向和切向應力體系。緊靠漿泡處的土體將遭受嚴重破壞和剪切，并形成塑性變形區(qū)，在此區(qū)內(nèi)土體的密度可能因擾動而減小;離漿泡較遠的土則基本上發(fā)生彈性變形，因而土的密度有明顯的增加。

4.電動化學灌漿若地基土的滲透系數(shù)k<10-4cm/s，只靠一般靜壓力難于使?jié){液注入土的孔隙，此時需用電滲的作用使?jié){液進入土中。

電動化學灌漿是指在施工時將帶孔的注漿管作為陽極，用濾水管作為陰極，將溶液由陽極壓入土中，并通以直流電(兩電極間電壓梯度一般采用0.3—1.0V/cm)，在電滲作用下，孔隙水由陽極流向陰極，促使通電區(qū)域中土的含水量降低，并形成滲漿通路，化學漿液也隨之流入土的孔隙中，并在土中硬結(jié)。因而電動化學灌漿是在電滲排水和灌漿法的基礎上發(fā)展起來的一種加固方法。但由于電滲排水作用，可能會引起鄰近既有建筑物基礎的附加下沉，這一情況應予慎重注意。

(二)設計計算

1.方案選擇

2.灌漿標準所謂灌漿標準，是指設計者要求地基灌漿后應達到的質(zhì)量指標。所用灌漿標準的高低，關(guān)系到工程量、進度、造價和建筑物的安全。

3.漿材及配方設計原則

4.漿液擴散半徑的確定漿液擴散半徑r是一個重要的參數(shù)，它對灌漿工程量及造價具有重要的影響。

5.孔位布置注漿孔的布置是根據(jù)漿液的注漿有效范圍，且應相互重疊，使被加固土體在平面和深度范圍內(nèi)連成一個整體的原則決定的。

6.灌漿壓力的確定灌漿壓力是指不會使地表面產(chǎn)生變化和鄰近建筑物受到影響前提下可能采用的最大壓力。

7.灌漿量和灌漿順序

(三)施工方法

1.灌漿施工方法的分類

(1)按注漿管設置方法分類

1)鉆孔法

2)打入法

3)噴注法

(2)按灌注方法分類

1)一種溶液一個系統(tǒng)方式

2)兩種溶液一個系統(tǒng)方式

3)兩種溶液兩個系統(tǒng)方式

(3)按注漿方法分類

1)鉆桿注漿法

2)單過濾管注漿法

3)雙層管雙栓塞注漿法

4)雙層管鉆桿注漿法

2.注漿施工的機械設備

3.套殼料配方

4.灌漿

(四)質(zhì)量檢驗

灌漿效果的檢驗，通常在注漿結(jié)束后28d才可進行，

檢驗方法如下：

1)統(tǒng)計計算灌漿量;

2)靜力觸探測試;

3)現(xiàn)場抽水試驗;

4)現(xiàn)場靜載荷試驗;

5)鉆孔彈性波試驗;

6)標準貫人試驗或輕便觸探等動力觸探試驗;

7)室內(nèi)試驗;

8)射線密度計法;

9)電阻率法。

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