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灌浆的种类及施工工艺

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来源:福建防水网网址:http://www.jg99.com

一、灌浆的概念和分类

1. 概念

灌浆——是将一定比例的浆液以适当的压力灌入地基孔隙、裂缝或建筑物自身的接缝、裂隙中作充填、胶结的防渗或加固处理。

2. 分类

水利工程中的灌浆(1)按其目的不同可分为:固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆、接缝及补强灌浆、劈裂灌浆、高压喷射灌浆等。(2)按其所用的材料不同可分为:水泥灌浆、粘土灌浆、化学灌浆和沥青灌浆。

二、灌浆材料

1. 水泥灌浆

水泥灌浆的优点是:胶凝性好,结石强度高,施工方便,成本较低,故得到广泛应用。

2. 粘土灌浆

3. 化学灌浆

化学灌浆——多是用高分子材料配制成的溶液作为浆液的一种新型灌浆。浆液灌入地基或建筑物裂隙中,经凝固后,可以达到较好的防渗、堵漏和补强加固的效果。

常用的化学灌浆材料有:(1)环氧树脂;(2)水玻璃;(3)铬木素;(4)甲凝;(5)丙凝;(6)聚氨酯浆液。

三、岩基灌浆

1岩基灌浆的分类及其目的

1) 固结灌浆

目的:是将坝基裂隙岩石胶结起来,提高其整体性、均匀性和承载能力。其涉及的平面范围大,孔深一般为510m

2) 帷幕灌浆

目的:是在坝基偏上游部位进行13排深孔灌浆,充填和胶结裂隙,构成一道不透水的帷幕,达到减少坝基渗漏和降低坝底扬压力的目的。

3) 接触灌浆

目的:是在坝体与岩基的结合面上进行灌浆,加强结合,提高坝体的抗滑稳定性,防止岩面集中渗漏并增加岩基表面的固结强度。

2. 灌浆施工的基本工序

灌浆施工分为钻孔、冲洗、压水试验、灌浆四个工序。

1钻孔

2冲洗

3压水试验

灌浆前进行压水试验,其目的是:通过单位吸水率的测定了解岩层的渗透性能(裂隙情况和漏水量大小),为岩基的灌浆设计施工提供依据。

4) 灌浆施工

1) 灌浆设备

2钻灌顺序

遵循分序加密原则。

3灌浆方法

按照灌浆时浆液是否部分近回地面和重复使用,灌浆可分为:纯压式灌浆和循环式灌浆两种。

按照灌浆顺序,灌浆方法可分为:全孔一次灌浆法、自上而下分段灌浆尖、自下而上分段灌浆法和综合灌浆法。

4) 灌浆压力

5) 浆液浓度控制

灌浆过程中,必须根据吸浆量的变化情况及时地调整浆液的浓度。稀浆流动性好,但会扩散到灌浆范围外,造成浪费,而且凝固时收缩大,水泥结石与岩石缝面脱开,防渗和固结质量降低;稠浆流动性差,扩散范围小,细小裂缝灌不进去,但凝固时收缩小,与缝面粘结好,防渗、固结质量相对提高。

灌浆过程从稀浆开始,使细裂缝首先灌满,而后逐级变浓,充填更大的裂隙。这种由稀到浓的变换方式,灌浆的整体质量最好。

6) 灌浆结束

在规定的灌浆压力下,当所灌孔段在30min内(帷幕灌浆自上而下采用60min),吸浆量一直小于0.4L/min,即可结束这一段的灌浆。整个孔结束灌浆后,要用水泥砂浆封孔。

四、地基高压喷射灌浆

1. 地基高压喷射灌浆的分类

按射流介质不同,高压喷射灌浆可分为:

1单介质喷射

单介质喷射——亦称为单管喷射,它直接将浆液通过水平喷嘴喷射灌入地层。

2双介质喷射

双介质喷射——亦称双管喷射,它是在一根较大的钢管中并列安装浆、气两管,至管底后经水平喷嘴将浆液与压缩空气同轴喷射,压缩空气在外,形成气幕保护浆流,减少土壤对浆液的摩阻,可使浆液喷射得更远,搅拌作用更为强烈。

3三介质喷射

三介质喷射——亦称三管喷射,水、气、浆三管并列,至管底后,水、气沿水平向同轴喷射、冲切搅拌地层,同时浆液被从管底向下低压压出,受水气射流的卷吸作用,沿喷射方向被挟带灌入冲切范围。由于气包的是水,粘度低,比双介质喷射的气包浆受到的摩阻力小,所以冲切距离更大。

4多介质喷射

多介质(气粉)喷射——在双管或三管喷射中,利用压缩空气的挟带作用,将灌浆材料如水泥干粉或水泥浆灌入地层,可以浆、气、粉喷射,亦可水、气、粉或水、气、粉、浆喷射。

目前,高压喷射防渗板、墙施工基本采用三介质喷射法。

2. 地基高压喷射灌浆的施工工艺

施工流程为:定孔--→钻孔--→下喷射装置--→制浆--→喷射--→旋转、定向、摆动及提升--→成桩、成板或成墙。