灌漿法

灌漿法的實質是用氣壓、液壓或電化學原理,把某些能固化的漿液注入天然的和人為的裂縫或孔隙,以改善各種介質的物理力學性質。

目的

灌漿的主要目的如下;

一、防滲:降低滲透性,減少滲流量,提高抗滲能力,降低孔隙壓力。

二、堵漏:封填孔洞,堵截流水。

三、加固:提高岩土的力學強度和變形模量,恢復混凝土結構及圬工建築物的整體性,

四、糾正建築物偏斜:使已發生不均勻沉降的建築物恢復原位或減少其偏斜度。

對象

灌漿的對象很多,本章主要闡述由下述幾類材料組成的地基灌漿問題:

一、砂、砂礫石及粉細砂。

二、軟粘土、雜填土及淤泥。

三、濕陷性黃土。

套用範圍

灌漿法適用於土木工程中的各個領域,例如:

一、壩基:砂基、砂礫石地基、喀斯特溶洞及斷層軟弱夾層等。

二、房基:一般地基及震動基礎等,包括對已有建築物的修補。

三、道路基礎:公路、鐵道和飛機場跑道等。

四、地下建築:輸水隧洞、礦井巷道、地下鐵道和地下廠房等。

五、其他:預填骨料灌漿、後拉錨桿灌漿及灌注樁後灌漿等。

近期發展

一、灌漿法的套用領域越來越擴大,除壩基防滲加固外,在其他土木工程如道橋、礦井、文物、市政、捷運和地下廠房等,灌漿法也占有十分重要的地位。

二、漿材品種越來越多,漿材性能和套用問題的研究更加系統和深入,各具特色的漿材已能充分滿足各類建築工程和不同地基條件的需要。

三、劈裂灌漿技術已取得明顯的發展,尤其在軟弱地基中,這種技術被越來越多地只作提高地基承載力和消除建築物沉降的手段。

四、在一些比較發達的國家,電子計算機監測系統已較普遍地在灌漿施工中用來收集和處理諸如灌漿壓力、漿液稠度和耗漿量等重要參數,這不僅可使工作效率大大提高,還能更好地控制灌漿工序和了解灌漿過程本身,促進灌漿法從一門工藝轉變為一門科學。

灌漿材料

分類及評價

灌漿工程中所用的漿液是由主劑、溶劑及各種附加劑混合而成,通常所說的灌漿材料,是指漿液中所用的主劑。

灌漿材料按其形態可分為顆粒型漿材、溶液型漿材和混合型漿材三個系統。顆粒型漿材是以水泥為主劑,故多稱其為水泥系漿材;溶液型漿材是由兩種或多種化學材料配製,故通稱其為化學漿材;混合型漿材則由上述兩類漿材按不同比例混合而成。

在國內外灌漿工程中,水泥一直是用途最廣和用量最大的漿材,其主要特點為結石力學強度高,耐久性較好且無毒,料源廣且價格較低,但普通水泥漿因容易沉澱析水而穩定性較差,硬化時伴有體積收縮,對細裂隙而言顆粒較粗,對大規模灌漿工程則水泥耗量過大。為克服上述缺點,國內外常採取下述幾種措施:

一、在水泥漿中摻人粘土、砂和粉煤灰等廉價材料。

二、用各種方法提高水泥顆粒細度。

三、摻入各種附加劑以改善水泥漿液性質。

化學漿材的品種很多,包括環氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、丙烯醯胺類、本質素類和矽酸鹽類等。化學漿材的最大特點為漿液屬於真溶液,初始粘度大都較小,故可用來灌注細小的裂縫或孔隙,解決水泥系漿材難於解決的複雜地質問題。化學漿材的主要缺點是造價較高和存在污染環境問題,使這類漿材的推廣套用受到較大的局限,尤其是日本,在1974年發生污染環境的福崗事件之後,建設省下令在化灌方面只允許使用水玻璃系漿材。在我國,隨著現代大工業的迅猛發展,化學灌漿包括新化灌漿材的開發套用、降低漿材毒性和環境的污染,以及降低漿材成本等方面,也得到迅速的發展,例如酸性水玻璃、無毒丙凝、改性環氧樹脂和單寧漿材等,都達到了相當高的水平。

混合型漿材包括聚合物水玻璃漿材、聚合物水泥漿材和水泥水玻璃漿材等幾類。此類漿材包含了上述各類漿材的性質,或者用來降低漿材成本,或用來滿足單一材料不能實現的性能。尤其是水玻璃水泥漿材,由於成本較低和具有速凝的特點,現已被廣泛地用來加固軟弱土層和解決地基中的特殊工程問題。

水泥系漿材

一、基本材料。這裡主要敘述純水泥漿、粘土水泥漿及粉煤灰水泥漿的組成材料。

(一)水泥。灌漿工程中套用最廣的是普通矽酸鹽水泥,某些特殊條件下還採用礦渣水泥、火山灰水泥和抗硫酸鹽水泥等。

1.普通矽酸鹽水泥。是把石灰石和粘土等生料燒製成熟料,並加入石膏後磨細而成的水硬性膠結材料,其礦物成分主要有四種,見表8—l。此外水泥中還含有少量氧化鐵、矽和游離石灰。

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