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  地基基礎加固,注漿法好用嗎?

發布日期:2020-10-16 14:47:43 瀏覽量:385

  簡單來說,地基加固的基本方法有注漿加固法、高壓噴射注漿法、灰土擠密樁法、深層攪拌法、硅化法、堿液法等。在實際施工中,由于各方面工程條件限制,注漿法廣泛應用,為地基處理的主要手段。

  1.地基基礎加固注漿法的原理

  注漿法的實質是在原則上不破壞巖體或土體結構的基礎上,在靜壓力(氣壓、液壓)作用下,將某些能固話的漿液注入各種介質的裂縫,硬化后形成固體,以改善地基的物理力學性質。壓力注漿法的適用范圍很廣,可灌注巖體、土體及混凝土結構,用于地基防滲、壩基及其他建筑物地基加固。穩定邊坡、地下工程的防滲加固、混凝土結構的裂縫處理蓄水池及壓力管道堵漏、建筑物糾偏等許多方面。

  目前注漿工程中使用的水泥的品種有:普通水泥、礦渣水泥、高鋁水泥、耐酸水泥、超細水泥、濕磨水泥等等。

  2.地基基礎加固注漿法的工藝

  在地基處理中,注漿工藝主要可歸納為下面四類:

  (1)滲入性注漿

  在注漿靜壓力作用下,漿液克服各種阻力而滲入孔隙和裂縫中,壓力越大,吸漿液量及漿液擴散距離就越大。對粒狀漿材,其顆粒尺寸小于地層的有效孔隙,漿液才是可灌的。

  滲入性注漿的兩個主要影響因素是:注漿材料的顆粒尺寸和漿液的黏度。漿液黏度越大,其流動的阻力就越大,能注入的孔隙尺寸也越大,或需要較高的注漿壓力以克服其流動阻力。在滲入性注漿中,影響漿液擴散范圍的因素有地層的滲透系數、漿液的黏度、注漿壓力、注漿時間等,在均勻多孔介質或有規律的裂隙巖層中,都曾推導過一些計算公式,用于進行注漿設計。但實際天然地層是不均勻的,這種理想條件下的計算公式適應性是有問題的,在實際工作中人們還是通過現場注漿實驗來確定這些因素的相互關系,并確定注漿的有效擴散半徑,從技術和經濟方便綜合論證,做出注漿設計。使用的注漿壓力以不破壞地層天然結構為原則,所以有容許注漿壓力的限制。

  (2)劈裂注漿

  在注漿壓力作用下,漿液克服地層的初始應力和抗拉強度,引起巖石或土體結構的破壞和擾動,使地層中原有的孔隙或裂隙擴張,或形成新的裂縫或孔隙,從而使低透水性地層的可灌性和漿液擴散距離增大。

  對于巖石基礎,目前常用的高壓灌漿壓力最大也不過10兆帕,不可能在新鮮巖石內產生新的裂隙,主要是原有隱裂隙或微細裂隙的擴張。在有夾泥層或泥質充填的洞穴的情況下,可在灌漿壓力作用下,產生不規則的水力劈裂裂縫,使漿液得以滲入,從而形成相互切割的脈狀水泥漿脈,起骨架作用,達到加固的目的,而且在灌漿結束后,地層的回彈作用使凝固的漿脈處于預應力狀態,增強防滲或加固效果。

  對于砂礫石層,其透水性較大,漿液滲入將引起超靜水壓力,到一定程度后將引起砂礫石層的剪切破壞和體積膨脹,特別是存在砂夾層等的不均勻地層,更會因不均勻漿壓而使地層抬動,從而改善地層的可灌性,工程上也不乏可灌性不良的砂礫石層得到良好的灌注的實例。

  在粘性土層中,由于其抗拉強度很小,可略去不計,而以孔隙壓力等于總應力,即有效應力等于或小于零,作為產生水力劈裂的條件,而水力劈裂縫是沿小主應力面延伸的,對地基土層而言,小主應力面方向不夠明確,水力劈裂縫的走向也無規律。

  (3)壓密注漿

  簡單來說,壓密注漿是用濃漿置換和壓密土的過程。通過鉆孔向土層中壓入濃漿,將在壓漿點周圍形成燈泡型空間,并因漿液的擠壓作用而產生輻射狀向上抬力,從而引起地層局部隆起,許多工程利用這一原理糾正了地面建筑物的不均勻沉降。

  通過鉆孔在土中灌入極濃的漿液,在注漿點使土體壓密而形成漿泡,當漿泡的直徑較小時,注漿壓力基本上沿鉆孔的水平向擴展。隨著漿泡的尺寸逐漸增大,便產生較大的上臺力而使地面抬動。當合理地使用注漿壓力并造成事宜的上臺力時,能使下沉建筑物回升到相當準確的范圍。

  壓密注漿的主要特點之一是它在較軟弱的土體中具有較好的效果。此法最常用于中砂地基,黏土地基中若有適宜的排水條件可采用,若因排水不暢而可能在土體中引起高孔隙水壓力的,就必須采用極低的注漿速率。

  注漿壓力的大小是控制壓密注漿效果的主要因素,這和其他注漿方法一樣。但壓密注漿是采用流動性很小的濃稠漿液,故所用注漿設備和工藝都有專門的要求。

  (4)電動化學注漿

  當在粘性土中插入金屬電極并通以直流電后。就在土中引起電滲、電脈和離子交換等作用,促使通電區域中的含水量顯著降低,從而在土內形成滲漿通道。若在通電的同時向土中灌注硅酸鹽漿液,就能在通道上形成硅膠,并與土粒膠結成具有一定力學強度的加固體。

  

地基基礎加固,注漿法好用嗎?

  3.地基基礎加固注漿法的設計

  注漿設計的內容主要包括以下幾個方面:

  (1)注漿標準:注漿標準是指設計者要求地基注漿后應達到的質量標準。對滿足注漿的目的和要求很不相同,因而很難規定一個比較具體和統一的準則,而只能根據具體情況做出具體的規定。

  (2)施工范圍:包括注漿深度、長度和寬度

  (3)注漿材料:包括注漿材料種類和漿液配方

  (4)漿液影響半徑:指漿液在設計壓力下所能達到的有效擴散距離。

  漿液擴散半徑,是一個重要的參數,它對注漿工程量及造價具有重要的影響,如果選用的半徑值不符合實際情況,還將降低注漿效果甚至導致注漿失敗。

  注漿試驗結束后,可通過下述方法對漿液擴散半徑進行評價:

  鉆孔壓水或注水,觀察注漿體的滲透性;

  鉆孔取樣口,檢查孔隙充漿情況;

  用大口徑鉆井或人工開挖豎井,用肉眼檢查地層充漿情況,并采取注漿樣品供室內進行試驗研究。

  (5)鉆孔平面布置:根據漿液影響半徑和注漿體設計厚度,確定合理的孔距、排距、孔數和排數。

  (6)注漿壓力:根據加固體所處狀態,規定不同地區和不同深度的允許最大注漿壓力。

  由于漿液的擴散能力與注漿壓力的大小密切相關,所以不少人傾向于采用較高的注漿壓力,在保證注漿質量的前提下,使鉆孔數盡可能減少。高注漿壓力還能使一些細微孔隙張開,有利于提高可灌性,當孔隙中被某種軟弱材料填充時,高注漿壓力能在填充物中造成劈裂灌注,使軟弱材料的密度、強度和不透水性等得到改善。此外,高注漿壓力還有助于擠出漿液中的多余水分,使漿液結石的強度提高。

  但是,當高注漿壓力超出地層的強度時,將有可能導致地基及其上部結構的破壞,因此,一般都以不使地層結構破壞或僅僅發生局部的和少量的破壞,作為確定地基允許注漿壓力的基本原則。

  容許注漿壓力值與一系列因素有關,例如地層土的密度、強度和初始應力;鉆孔深度、位置及注漿次序等,而這些因素又難以準確的預知,因而應通過現場注漿試驗來確定。若注漿過程中壓力突然下降,應立即停止注漿,查驗是否有跑漿漏漿現象。

  (7)注漿效果評估

  注漿效果是指注漿后能把地層的物理化學性質改善到什么程度。對地基注漿而言,最重要的效果檢查方法是在注漿體內鉆孔,并進行不同的測試功課

  4.地基基礎加固注漿法的方案選擇

  方案選擇時都只把注漿方法和注漿材料放在首位,這兩種選擇與下列因素有關,主要有下述方面:注漿目的、地質條件和工程性質。掌握了上述情況,就能對注漿方案做出初步的選擇。在選擇注漿方案時必須把技術上的可行性和經濟上的合理性綜合起來考慮。




文章來源: 永年加固公司
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