2018年岩土工程师基础知识考点：灌浆法

2018年岩土工程师基础知识考点：灌浆法

　　灌浆法

　　灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。

　　(一)加固机理

　　在地基处理中，灌浆工艺所依据的理论主要可归纳为以下四类：

　　1.渗透灌浆渗透灌浆是指在压力作用下使浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中存在的自由水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积(砂性土灌浆的结构原理)，所用灌浆压力相对较小。这类灌浆一般只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。代表性的渗透灌浆理论有：球形扩散理论、柱形扩散理论和袖套管法理论。

　　2.劈裂灌浆劈裂灌浆是指在压力作用下，.浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆压力相对较高。

　　3.挤密灌浆挤密灌浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体挤密，在注浆管端部附近形成“浆泡”。当浆泡的直径较小时，灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。

　　经研究证明，向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体将遭受严重破坏和剪切，并形成塑性变形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小;离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。

　　4.电动化学灌浆若地基土的渗透系数k<10-4cm/s，只靠一般静压力难于使浆液注入土的孔隙，此时需用电渗的作用使浆液进入土中。

　　电动化学灌浆是指在施工时将带孔的注浆管作为阳极，用滤水管作为阴极，将溶液由阳极压入土中，并通以直流电(两电极间电压梯度一般采用0.3—1.0V/cm)，在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，促使通电区域中土的含水量降低，并形成渗浆通路，化学浆液也随之流入土的孔隙中，并在土中硬结。因而电动化学灌浆是在电渗排水和灌浆法的基础上发展起来的一种加固方法。但由于电渗排水作用，可能会引起邻近既有建筑物基础的附加下沉，这一情况应予慎重注意。

　　(二)设计计算

　　1.方案选择

　　2.灌浆标准所谓灌浆标准，是指设计者要求地基灌浆后应达到的质量指标。所用灌浆标准的高低，关系到工程量、进度、造价和建筑物的安全。

　　3.浆材及配方设计原则

　　4.浆液扩散半径的确定浆液扩散半径r是一个重要的参数，它对灌浆工程量及造价具有重要的影响。

　　5.孔位布置注浆孔的布置是根据浆液的注浆有效范围，且应相互重叠，使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体的原则决定的。

　　6.灌浆压力的确定灌浆压力是指不会使地表面产生变化和邻近建筑物受到影响前提下可能采用的最大压力。

　　7.灌浆量和灌浆顺序

　　(三)施工方法

　　1.灌浆施工方法的分类

　　(1)按注浆管设置方法分类

　　1)钻孔法

　　2)打入法

　　3)喷注法

　　(2)按灌注方法分类

　　1)一种溶液一个系统方式

　　2)两种溶液一个系统方式

　　3)两种溶液两个系统方式

　　(3)按注浆方法分类

　　1)钻杆注浆法

　　2)单过滤管注浆法

　　3)双层管双栓塞注浆法

　　4)双层管钻杆注浆法

　　2.注浆施工的机械设备

　　3.套壳料配方

　　4.灌浆

　　(四)质量检验

　　灌浆效果的检验，通常在注浆结束后28d才可进行，

　　检验方法如下：

　　1)统计计算灌浆量;

　　2)静力触探测试;

　　3)现场抽水试验;

　　4)现场静载荷试验;

　　5)钻孔弹性波试验;

　　6)标准贯人试验或轻便触探等动力触探试验;

　　7)室内试验;

　　8)射线密度计法;

　　9)电阻率法。

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