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?；蛄严赌z結成一個整體，形成一個結構新、強度大、防水性能好和化學穩(wěn)定性良好的“結石體”。

(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構和體積(砂性土灌漿的結構原理)，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，引起巖石和土體結構的破壞和擾動，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。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量指標。所用灌漿標準的高低，關系到工程量、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)質量檢驗

灌漿效果的檢驗，通常在注漿結束后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)室內試驗;

8)射線密度計法;

9)電阻率法。

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