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  地基基础加固,注浆法好用吗?

发布日期:2021-10-16 14:47:43 浏览量:391

  简单来说,地基加固的基本方法有注浆加固法、高压喷射注浆法、灰土挤密桩法、深层搅拌法、硅化法、碱液法等。在实际施工中,由于各方面工程条件限制,注浆法广泛应用,为地基处理的主要手段。

  1.地基基础加固注浆法的原理

  注浆法的实质是在原则上不破坏岩体或土体结构的基础上,在静压力(气压、液压)作用下,将某些能固话的浆液注入各种介质的裂缝,硬化后形成固体,以改善地基的物理力学性质。压力注浆法的适用范围很广,可灌注岩体、土体及混凝土结构,用于地基防渗、坝基及其他建筑物地基加固。稳定边坡、地下工程的防渗加固、混凝土结构的裂缝处理蓄水池及压力管道堵漏、建筑物纠偏等许多方面。

  目前注浆工程中使用的水泥的品种有:普通水泥、矿渣水泥、高铝水泥、耐酸水泥、超细水泥、湿磨水泥等等。

  2.地基基础加固注浆法的工艺

  在地基处理中,注浆工艺主要可归纳为下面四类:

  (1)渗入性注浆

  在注浆静压力作用下,浆液克服各种阻力而渗入孔隙和裂缝中,压力越大,吸浆液量及浆液扩散距离就越大。对粒状浆材,其颗粒尺寸小于地层的有效孔隙,浆液才是可灌的。

  渗入性注浆的两个主要影响因素是:注浆材料的颗粒尺寸和浆液的黏度。浆液黏度越大,其流动的阻力就越大,能注入的孔隙尺寸也越大,或需要较高的注浆压力以克服其流动阻力。在渗入性注浆中,影响浆液扩散范围的因素有地层的渗透系数、浆液的黏度、注浆压力、注浆时间等,在均匀多孔介质或有规律的裂隙岩层中,都曾推导过一些计算公式,用于进行注浆设计。但实际天然地层是不均匀的,这种理想条件下的计算公式适应性是有问题的,在实际工作中人们还是通过现场注浆实验来确定这些因素的相互关系,并确定注浆的有效扩散半径,从技术和经济方便综合论证,做出注浆设计。使用的注浆压力以不破坏地层天然结构为原则,所以有容许注浆压力的限制。

  (2)劈裂注浆

  在注浆压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩石或土体结构的破坏和扰动,使地层中原有的孔隙或裂隙扩张,或形成新的裂缝或孔隙,从而使低透水性地层的可灌性和浆液扩散距离增大。

  对于岩石基础,目前常用的高压灌浆压力最大也不过10兆帕,不可能在新鲜岩石内产生新的裂隙,主要是原有隐裂隙或微细裂隙的扩张。在有夹泥层或泥质充填的洞穴的情况下,可在灌浆压力作用下,产生不规则的水力劈裂裂缝,使浆液得以渗入,从而形成相互切割的脉状水泥浆脉,起骨架作用,达到加固的目的,而且在灌浆结束后,地层的回弹作用使凝固的浆脉处于预应力状态,增强防渗或加固效果。

  对于砂砾石层,其透水性较大,浆液渗入将引起超静水压力,到一定程度后将引起砂砾石层的剪切破坏和体积膨胀,特别是存在砂夹层等的不均匀地层,更会因不均匀浆压而使地层抬动,从而改善地层的可灌性,工程上也不乏可灌性不良的砂砾石层得到良好的灌注的实例。

  在粘性土层中,由于其抗拉强度很小,可略去不计,而以孔隙压力等于总应力,即有效应力等于或小于零,作为产生水力劈裂的条件,而水力劈裂缝是沿小主应力面延伸的,对地基土层而言,小主应力面方向不够明确,水力劈裂缝的走向也无规律。

  (3)压密注浆

  简单来说,压密注浆是用浓浆置换和压密土的过程。通过钻孔向土层中压入浓浆,将在压浆点周围形成灯泡型空间,并因浆液的挤压作用而产生辐射状向上抬力,从而引起地层局部隆起,许多工程利用这一原理纠正了地面建筑物的不均匀沉降。

  通过钻孔在土中灌入极浓的浆液,在注浆点使土体压密而形成浆泡,当浆泡的直径较小时,注浆压力基本上沿钻孔的水平向扩展。随着浆泡的尺寸逐渐增大,便产生较大的上台力而使地面抬动。当合理地使用注浆压力并造成事宜的上台力时,能使下沉建筑物回升到相当准确的范围。

  压密注浆的主要特点之一是它在较软弱的土体中具有较好的效果。此法最常用于中砂地基,黏土地基中若有适宜的排水条件可采用,若因排水不畅而可能在土体中引起高孔隙水压力的,就必须采用极低的注浆速率。

  注浆压力的大小是控制压密注浆效果的主要因素,这和其他注浆方法一样。但压密注浆是采用流动性很小的浓稠浆液,故所用注浆设备和工艺都有专门的要求。

  (4)电动化学注浆

  当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后。就在土中引起电渗、电脉和离子交换等作用,促使通电区域中的含水量显著降低,从而在土内形成渗浆通道。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液,就能在通道上形成硅胶,并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体。

  

地基基础加固,注浆法好用吗?

  3.地基基础加固注浆法的设计

  注浆设计的内容主要包括以下几个方面:

  (1)注浆标准:注浆标准是指设计者要求地基注浆后应达到的质量标准。对满足注浆的目的和要求很不相同,因而很难规定一个比较具体和统一的准则,而只能根据具体情况做出具体的规定。

  (2)施工范围:包括注浆深度、长度和宽度

  (3)注浆材料:包括注浆材料种类和浆液配方

  (4)浆液影响半径:指浆液在设计压力下所能达到的有效扩散距离。

  浆液扩散半径,是一个重要的参数,它对注浆工程量及造价具有重要的影响,如果选用的半径值不符合实际情况,还将降低注浆效果甚至导致注浆失败。

  注浆试验结束后,可通过下述方法对浆液扩散半径进行评价:

  钻孔压水或注水,观察注浆体的渗透性;

  钻孔取样口,检查孔隙充浆情况;

  用大口径钻井或人工开挖竖井,用肉眼检查地层充浆情况,并采取注浆样品供室内进行试验研究。

  (5)钻孔平面布置:根据浆液影响半径和注浆体设计厚度,确定合理的孔距、排距、孔数和排数。

  (6)注浆压力:根据加固体所处状态,规定不同地区和不同深度的允许最大注浆压力。

  由于浆液的扩散能力与注浆压力的大小密切相关,所以不少人倾向于采用较高的注浆压力,在保证注浆质量的前提下,使钻孔数尽可能减少。高注浆压力还能使一些细微孔隙张开,有利于提高可灌性,当孔隙中被某种软弱材料填充时,高注浆压力能在填充物中造成劈裂灌注,使软弱材料的密度、强度和不透水性等得到改善。此外,高注浆压力还有助于挤出浆液中的多余水分,使浆液结石的强度提高。

  但是,当高注浆压力超出地层的强度时,将有可能导致地基及其上部结构的破坏,因此,一般都以不使地层结构破坏或仅仅发生局部的和少量的破坏,作为确定地基允许注浆压力的基本原则。

  容许注浆压力值与一系列因素有关,例如地层土的密度、强度和初始应力;钻孔深度、位置及注浆次序等,而这些因素又难以准确的预知,因而应通过现场注浆试验来确定。若注浆过程中压力突然下降,应立即停止注浆,查验是否有跑浆漏浆现象。

  (7)注浆效果评估

  注浆效果是指注浆后能把地层的物理化学性质改善到什么程度。对地基注浆而言,最重要的效果检查方法是在注浆体内钻孔,并进行不同的测试功课

  4.地基基础加固注浆法的方案选择

  方案选择时都只把注浆方法和注浆材料放在首位,这两种选择与下列因素有关,主要有下述方面:注浆目的、地质条件和工程性质。掌握了上述情况,就能对注浆方案做出初步的选择。在选择注浆方案时必须把技术上的可行性和经济上的合理性综合起来考虑。




文章来源: 永年加固公司
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