中文名 | 灌漿法 | 外文名 | Grouting method |
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目????的 | 防滲堵漏加固糾正建筑物偏斜 | 應(yīng)用范圍 | 適用于土木工程中的各個領(lǐng)域 |
原????料 | 普通硅酸鹽水泥 | 學????科 | 土木工程 |
在公路橋梁隧道施工過程中,由于自然因素和人為因素的影響,使得公路橋梁隧道出現(xiàn)不同程度的裂縫。在處理這些裂縫問題時,最常用的方法便是灌漿法。灌漿法是利用氣壓、液壓以及電氣化等原理將可以固化的漿液注入到天然或者人為的裂縫之中,采取物理性質(zhì)將裂縫進行改善。
灌漿法的優(yōu)勢主要包括四點:
其一,是可以起到堵漏的作用,能夠?qū)⒖锥催M行填充,并且將流水進行堵截;
其二,是具備防滲的功能,可以有效降低滲透性,減少滲透量,提高抗?jié)B能力;
其三,是具備加固的作用,可以將巖土的力學強度進行提高,并且進一步恢復(fù)混凝土的基本結(jié)構(gòu);
其四,是可以糾正建筑物的偏斜問題,將發(fā)生不均勻沉降的建筑物恢復(fù)原位。
因此,將灌漿法積極應(yīng)用到橋梁工程之中,可以對裂縫以及松動問題進行加固,并且能夠進一步提高工程的質(zhì)量以及安全性能。
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。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的提高,公路橋梁隧道工程中應(yīng)用越來越多的新技術(shù)方法以提高施工質(zhì)量。但是,公路橋梁隧道施工的過程中存在著許多不確定因素,諸如天氣、地質(zhì)以及人為施工失誤等因素,使得公路橋梁隧道施工中出現(xiàn)裂縫,嚴重影響了施工安全以及工程質(zhì)量。當前,國內(nèi)公路橋梁隧道建設(shè)技術(shù)和質(zhì)量要求日益提高,在施工過程中尤其應(yīng)注意,要采用適合的技術(shù)來進行問題的處理。而灌漿法作為當前一種比較成熟的加固技術(shù),能夠很好解決公路橋梁隧道施工中出現(xiàn)的裂縫問題 。
一、灌漿技術(shù)簡介混凝土建筑物裂縫是導(dǎo)致砼建筑物損壞的主要原因,裂縫滲漏水又是最令人頭痛的問題,因為砼內(nèi)部的裂縫是完全無規(guī)則的。一般傳統(tǒng)堵漏的方法,是將裂縫或漏水處鑿開,進行表面堵漏,但結(jié)果往往是堵住這...
灌漿法定義:灌漿法的實質(zhì)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(zhì)的物理力學性質(zhì)。自下而上分段灌漿法的理解:自下而上分段灌漿法是將一個灌漿孔一直鉆到設(shè)計...
子目中有充盈系數(shù),套子目后就自動出來需要的灌漿量了。
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?jié)B能力,降低孔隙壓力。
二、堵漏:封填孔洞,堵截流水。
三、加固:提高巖土的力學強度和變形模量,恢復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)及圬工建筑物的整體性,
四、糾正建筑物偏斜:使已發(fā)生不均勻沉降的建筑物恢復(fù)原位或減少其偏斜度。
1 裂縫產(chǎn)生的原因
①施工過程中受到外部環(huán)境因素的影響,比如溫度、地質(zhì)條件等因素;
②施工過程中,工作人員沒有按照標準進行操作,使得公路橋梁隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,外在表現(xiàn)便是出現(xiàn)裂縫;
③混凝土在整個澆筑過程中會產(chǎn)生溫度裂縫以及收縮裂縫,造成外部出現(xiàn)裂縫;
④在公路橋梁隧道施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降;
⑤混凝土骨料不符合相關(guān)規(guī)定,含泥沙量過大等,或者混凝土自身強度如果不足、不密實,也會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。
2 主要表現(xiàn)
砌漿脫落在公路、橋梁、隧道工程中都存在。在公路橋梁隧道工程之中,砌漿占據(jù)了十分重要的地位,砌漿可以加固墻體,并且可以提高墻面的穩(wěn)定性,在一定程度上還可以美化墻體。如果出現(xiàn)砌漿脫落現(xiàn)象的時候,整個墻體便會失去加固的作用,不僅降低了工程的穩(wěn)定性,并且也在一定程度上降低了工程的安全系數(shù)。
砌石松動也是隨著公路橋梁隧道工程中裂縫問題產(chǎn)生的。主要表現(xiàn)在公路、橋梁、隧道表面上的砌石產(chǎn)生了松動甚至脫落,使得公路、橋梁、隧道表面的承重力降低,極易造成公路橋梁隧道的坍塌。
墩臺裂縫主要存在橋梁施工以及跨越式公路施工中,在隧道施工中主要是存在隧道內(nèi)部的柱體支撐中。主要表現(xiàn)在支撐道路的墩臺以及支撐隧道的柱體出現(xiàn)不同程度的裂縫。這些裂縫的出現(xiàn)不僅對公路橋梁隧道的使用性能造成影響,甚至會危害通行車輛與人員的安全,所以必須采取相應(yīng)的方法加以處理。
灌漿法在公路施工中的應(yīng)用
灌漿法在公路施工中應(yīng)用,主要是對公路砌石松動進行加固、重新進行砌漿灌注,確保路面加固。在實際操作過程中,需要從以下方面進行:
1 公路灌漿的選擇標準
公路灌漿的標準從兩個方面進行考慮與分析,分別是質(zhì)量控制標準與強度控制標準。
①灌漿強度控制標準:在完成灌漿之后,其雜填土的承載能力需要保持在130kPa之上,并且淤泥的承載力也需要保持在80kpa以上,復(fù)合地基的承載力保持在130kPa之上。
②施工質(zhì)量控制標準:在對灌漿法質(zhì)量控制標準的探究中,需要根據(jù)公路的施工要求以及控制標準進行衡量,如果沒有形成統(tǒng)一的標準,那么可以根據(jù)裂縫的數(shù)量、裂縫損傷的程度進行衡量。
2 漿材的配比
一般情況下灌漿的主要材料以水泥粉煤球為主,其中主要包括水泥、粉煤灰等。在實際施工過程中,需要先根據(jù)裂縫的程度及產(chǎn)生原因進行漿材的配比,并且需要根據(jù)工程的施工需求進行確定。
3 擴散半徑
施工中,由于公路地質(zhì)存在比較大的差異,這種情況下導(dǎo)致孔隙率以及滲透系數(shù)之間存在非常大的區(qū)別,所以無法利用計算公式對擴算半徑進行計算。在實際施工中,需要根據(jù)經(jīng)驗值對擴散半徑進行計算,然后再根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
4 灌漿施工操作
灌漿施工操作主要分為四點,其一是灌漿量;其二是灌漿的壓力;其三是灌漿孔的深度;其四是灌漿結(jié)束的標準。在實際施工之中,灌漿需要達到飽和的狀態(tài),只有保證漿液充滿地基,才能對灌漿量進行確定。灌漿壓力在一般情況下需要控制在0.3~0.5MPa范圍之內(nèi),如果情況特殊,則需要針對性的進行調(diào)整。而對于灌漿結(jié)束的標準,則需要在規(guī)定灌漿的壓力基礎(chǔ)上,如果孔段的吸漿量低于0.5L/min,那么則在實施半小時之后便可以結(jié)束灌漿。
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(tài)可分為顆粒型漿材、溶液型漿材和混合型漿材三個系統(tǒng)。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制,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(nèi)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(jié)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淀析水而穩(wěn)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(guī)模灌漿工程則水泥耗量過大。為克服上述缺點,國內(nèi)外常采取下述幾種措施:
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(zhì)。
化學漿材的品種很多,包括環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、丙烯酰胺類、本質(zhì)素類和硅酸鹽類等。化學漿材的最大特點為漿液屬于真溶液,初始粘度大都較小,故可用來灌注細小的裂縫或孔隙,解決水泥系漿材難于解決的復(fù)雜地質(zhì)問題?;瘜W漿材的主要缺點是造價較高和存在污染環(huán)境問題,使這類漿材的推廣應(yīng)用受到較大的局限,尤其是日本,在1974年發(fā)生污染環(huán)境的福崗事件之后,建設(shè)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(xiàn)代大工業(yè)的迅猛發(fā)展,化學灌漿包括新化灌漿材的開發(fā)應(yīng)用、降低漿材毒性和環(huán)境的污染,以及降低漿材成本等方面,也得到迅速的發(fā)展,例如酸性水玻璃、無毒丙凝、改性環(huán)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(zhì),或者用來降低漿材成本,或用來滿足單一材料不能實現(xiàn)的性能。尤其是水玻璃水泥漿材,由于成本較低和具有速凝的特點,現(xiàn)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。
一、基本材料。這里主要敘述純水泥漿、粘土水泥漿及粉煤灰水泥漿的組成材料。
(一)水泥。灌漿工程中應(yīng)用最廣的是普通硅酸鹽水泥,某些特殊條件下還采用礦渣水泥、火山灰水泥和抗硫酸鹽水泥等。
1.普通硅酸鹽水泥。是把石灰石和粘土等生料燒制成熟料,并加入石膏后磨細而成的水硬性膠結(jié)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、硅和游離石灰。
灌漿法在橋梁工程中的應(yīng)用
確定裂縫位置
灌漿法在橋梁工程中,主要是解決墩臺及橋臺裂縫問題,首先,需要對裂縫的位置進行確定,做好標記;其次,對裂縫產(chǎn)生的原因進行分析,弄清是何種原因造成的裂縫;然后根據(jù)原因分析,選擇合適的灌漿材料;最后制定出具體的灌漿方案。
做好施工前的準備
在實施灌漿之前,需要做好相應(yīng)的準備工作,首先,要檢查所有的機器設(shè)備,其次,要檢查灌漿施工所需要的漿材,然后,開展灌漿試驗,利用試驗對灌漿孔距以及擴散半徑進行確定。最后,需要設(shè)計施工組織方案,合理調(diào)度施工人員。
灌漿法施工流程及工藝
1 灌漿法施工流程
成孔→安裝漿管以及封堵孔口→攪拌漿→實施灌漿→安裝灌漿管以及封堵孔口→攪拌漿→實施灌漿→封堵孔口。
2 灌漿法的主要施工工藝
在針對裂縫處理實施灌漿法,需要遵循以下幾項施工工藝。
①成孔,必須按照直徑為88mm的鉆頭對孔進行鉆進,在鉆孔的過程中如果遇到粉性土,那么則需要下入導(dǎo)管,并且通過打撈砂筒的方式將鉆機送入到黏性土之中。
②要將灌漿管進行安放,將孔口進行封堵,并且還要將花管外壁包裹上軟橡皮包裹,避免泥沙進入其中。
③實施攪拌,在進行攪拌的時候需要往攪拌桶中倒入適量的水,并且利用攪拌機進行攪拌,攪拌均勻之后結(jié)束。除此之外,還要在攪拌的過程中添加相應(yīng)數(shù)量的水泥,并且在攪拌五分鐘左右便可停止。
④灌漿,在灌漿中需要遵循嚴格的要求,并且要采取自上而下的方式,灌漿過程要對漿液進行觀察,如果漿液飽滿則停止灌漿。
⑤封堵孔口,在灌漿結(jié)束之后需及時封堵孔口,并且在封堵之后的一天內(nèi)對孔口進行不定期檢查,如果漿液有所下降,則需要進行補漿 。
灌漿法在隧道施工中應(yīng)用
在隧道施工中使用灌漿法主要是針對隧道表面砌石松動以及支撐柱體進行加固,在施工上與公路與橋梁類似,首先確定施工位置,根據(jù)不同要求進行漿材的選擇,而后確定施工方案以及工藝;最后進行施工。在隧道施工上,灌漿材料的選擇與配比上要求更高,因為需要灌漿快速凝固,確保不會從上而下流失,造成隧道表面裂縫加重。再對隧道支撐柱體的施工上,灌注需要考慮柱體的承重,確保漿材能夠更好地對柱體進行加固。
灌漿法適用于土木工程中的各個領(lǐng)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(chǔ)等,包括對已有建筑物的修補。
三、道路基礎(chǔ):公路、鐵道和飛機場跑道等。
四、地下建筑:輸水隧洞、礦井巷道、地下鐵道和地下廠房等。
五、其他:預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及灌注樁后灌漿等。
隨著現(xiàn)代化進程的加快,公路橋梁隧道建設(shè)項目數(shù)量越來越多,采用新技術(shù)、新設(shè)備對提高施工進度、確保施工質(zhì)量有重要的作用。當前,解決公路橋梁隧道施工過程中出現(xiàn)的裂縫問題,主要是采用灌漿法進行加固。在實際操作中,需要對裂縫產(chǎn)生的原因進行分析,綜合考慮內(nèi)外因素,選擇合適的灌漿材料和灌漿方案進行墩臺灌漿加固,提高公路橋梁隧道基礎(chǔ)承載力和工程質(zhì)量。灌漿法的成本低、施工方便,對于解決公路橋梁隧道施工過程中的裂縫問題是非常可行和有效的手段。在公路橋梁隧道建設(shè)中采用此技術(shù),對于道路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展以及中國現(xiàn)代化建設(shè)有重要的推動作用 。2100433B
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評分: 4.7
灌漿法加固地基施工 1.施工方法 1.1 施工準備 1.1.1 熟悉設(shè)計文件和施工規(guī)范要求,做好技術(shù)交底,準備好灌漿材料和機械設(shè)備,配 備好所有勞動力。 1.1.2 根據(jù)不同的灌漿方法選擇相應(yīng)的灌漿材料,灌漿法可應(yīng)用于砂及砂礫地基、濕陷 性黃土地基、粘性土地基。 1.1.3 建好配漿站,完成施工用水、電、路,材料堆放場地。 1.1.4 根據(jù)設(shè)計提供的各種技術(shù)資料,進一步了解所加固地基土的性質(zhì)、加固深度、寬 度等。有條件時可取代表性的地段鉆探取樣,準確了解灌漿的厚度范圍,以準備材料, 如與設(shè)計不符,可向設(shè)計單位及甲方監(jiān)理工程師提出變更。 1.2 施工工藝及要求 1.2.1 灌漿法的實質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學原理,把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì) 的裂縫或孔隙,以改善地基的物理力學性質(zhì)。 1.2.2 鉆孔:在砂礫石地基中,可采用下述鉆孔方法: 1.2.2.1 清水鉆孔:套管護壁,鐵砂回轉(zhuǎn)鉆進。這
靜壓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氣漿液以域充、滲透和擠密等方式.趕走土顆粒間或巖石裂除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?;虮沓z結(jié)成一個整體,形成一個結(jié)構(gòu)新強度大、防水性能高和化學穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。
用灌漿法進行地基加固,其目的有以下幾個方面
(1)增加地基土的不透水性。防止流砂、鋼板樁滲水、壩基漏水和隧道開挖時涌水,以及
改善地下工程的開挖條件;
(2)防止橋墩和邊坡護岸的沖刷;
(3)整治塌方滑坡,處理路基病害。
(4)提高地基土的承載力,減少地基的沉降和不均勻沉降;
(5)進行托換技術(shù),對古建筑的地基加固更為常用。2100433B
毆密灌漿法就是通過較高壓力將漿狀的漿液灌(壓)入巖土層等內(nèi)部以達到密實目的的灌漿。
具體講,毆密灌漿法是利用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或化學漿液,灌漿開始時漿液總是先充填較大的空隙,然后在較大的壓力下滲入土體孔隙。隨著土層孔隙水壓力升高擠壓土體,直至出現(xiàn)剪切裂縫,產(chǎn)生劈裂,漿液隨之充填裂縫,形成漿脈,使得土體內(nèi)形成新的網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)。漿脈在形成過程中由于占據(jù)了土體中一部分空間,加上土層內(nèi)孔隙被漿液所滲透,從而將土體擠密,構(gòu)成了新的漿脈復(fù)合地基,改善了土體的強度和防滲性能,同時也改變了土體物理力學性質(zhì),提高了軟土地基的承載力。
在灌漿管端部附近形成漿泡,當漿泡的直徑較小時,灌漿壓力基本沿鉆孔的徑向擴展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大,便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動。
毆密灌漿常用于中砂地基及粘土地基中,若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難可能在土體中引起高孔隙水壓力時,這就必須采取很低的灌漿速率。毆密灌漿可用于非飽和的土體,以調(diào)整不均勻沉降進行托換技術(shù)以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土進行加固。
毆密灌漿是一種靜壓灌漿技術(shù),采用振動鉆機攜帶特制灌漿頭鉆孔,直接利用鉆桿作為灌漿管分段灌漿。與普通灌漿技術(shù)相比,不需要打?qū)Э?、下花管、止?jié){等環(huán)節(jié),大大提高了施工效率,振動造孔為無水鉆進,減少了對土體的擾動。
【學員問題】灌漿法的加固機理的時間效應(yīng)?
【解答】許多漿液的凝結(jié)時間都較長,被灌介質(zhì)的力學強度將隨時間而增長。但有時為了使加固體盡快發(fā)揮作用而必須縮短凝結(jié)時間;為了維持漿液的可灌性則要求適當延長漿液的凝結(jié)時間。
許多漿材都具有明顯的徐變性質(zhì),漿材和被灌介質(zhì)的強度都將受加荷速率和外力作用時間的影響。
漿液攪拌時間過長或同一批漿液灌漿時間太久,都將使加固體的強度削弱。
以上內(nèi)容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。