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文檔簡介
灌漿法法Grouting地基處理GroundImprovement化學加固法法在地基加固固中,除了了用擠密、、置換、排排水固結、、加筋、錨錨固等物理理方法來改改善土的性性質和土中中的應力狀狀態外,也也可以使用用化學和物物理化學方方法。化學加固法法(ChemicalStabilization)即是指利利用水泥漿漿液、粘土土漿液或其其它化學漿漿液通過灌灌注壓入、、機械攪拌拌或高壓噴噴射,使漿漿液與土顆顆粒膠結起起來,以改改善地基土土的物理和和力學性質質的地基處處理方法。。化學加固法法1802年,法國工工程師CharlesBeriguy在Dieppe采用了粘土土和水硬石石灰漿灌注注方法修復復了一座受受沖刷的水水閘,標志志著灌漿法法的創立。。此后,這這種方法成成為地基土土加固中的的一種廣泛泛使用的方方法。但是是,由于灌灌漿法的費費用高,所所以只限予予加固小范范圍的土體體,而且用用于其它地地基加固方方法不能解解決的一些些特殊工程程問題,如如托換工程程中可以使使用灌漿法法。化學加固法法化學加固除除了靜壓灌灌漿法外,,還出現了了混合攪拌拌法,包括括高壓噴射射注漿法和和水泥土攪攪拌法。雖雖然靜壓灌灌漿工藝發發展較早,,應用范圍圍也最為廣廣泛,但對對滲透系數數較小的細細砂、粘土土等,僅靠靠靜壓力難難以使漿液液注入土體體的細小孔孔隙中,需需要使用特特殊的材料料和技術。。高壓噴射注注漿法是利利用高壓噴噴射水切削削地基土,,通過注漿漿管噴出漿漿液,就地地將土和漿漿液進行攪攪拌混合,,形成水泥泥土的加固固體。它適適用于松散散土層,不不受可灌性性的限制,,但在顆粒粒太大,礫礫石含量過過多以及含含纖維質的的土層中采采用該方法法則效果較較差。水泥泥土攪拌法法是用特制制的攪拌機機械,在地地基深處不不斷旋轉,,同時將水水泥或石灰灰等材料的的漿體或粉粉體噴入,,與軟土就就地強制攪攪拌混合,,使軟土硬硬結成具有有整體性、、水穩性和和足夠強度度的地基土土,這種方方法適用于于處理軟粘粘土地基。。本章內將分分別介紹灌灌漿法、水水泥土攪拌拌法和高壓壓噴射注漿漿法。1灌漿法灌漿法(Grouting)是指利用用液壓、氣氣壓或電化化學原理,,通過注漿漿管把漿液液均勻地注注入地層中中,漿液通通過填充、、滲透和擠擠密等方式式,趕走土土體顆粒間間或巖石裂裂隙中的水水、氣后占占據其位置置,硬化后后形成一個個結構新、、強度大、、防水性能能高和化學學穩定性良良好的結石石體。灌漿法的應應用范圍(1)地鐵的灌灌漿加固。。用來減少少施工時地地面的變形形,限制地地下水的流流動和控制制施工現場場土體的位位移和變形形等。(2)壩基砂礫礫石灌漿。。可作為壩壩基的有效效防滲措施施。(3)對鉆孔灌灌注樁的兩兩側和底部部進行灌漿漿。以提高高樁與土之之間的表面面摩阻力和和樁端土體體的力學強強度。(4)后拉錨桿桿灌漿。在在深基坑開開挖工程中中,用灌漿漿法進行錨錨固段施工工。(5)豎井灌漿漿。用以處處理流砂和和不穩定地地層。(6)隧洞塌方方灌漿加固固。(7)建筑物的的糾偏加固固。(8)加固橋索索支座。(9)混凝土結結構裂縫處處理、蓄水水池及壓力力管道堵漏漏等。2加固機理1.漿液材料灌漿漿液是是由主劑((原材料))、溶劑((水或其它它溶劑)以以及各種外外加劑混合合而形成的的漿液。但但通常所提提的漿液材材料,是指指漿液中所所用的主劑劑。外加劑劑可根據其其在漿液中中所起的作作用,分為為固化劑、、催化劑、、速凝劑、、緩凝劑和和懸浮劑等等。1.漿液材料分分類按漿液所處處狀態可分分為:真溶溶液、懸浮浮液、乳化化液;按工藝性質質可分為::單漿液和和雙漿液;;按主劑性質質可分為::無機系和和有機系等等。一、粒狀漿漿材粒狀漿材是是指由水泥泥、粘土、、瀝青以及及它們的混混合物制成成的漿液。。常用的粒狀漿漿材是純水水泥漿、水水泥粘土漿漿和水泥砂砂漿,以上上漿液又稱稱水泥基漿漿液,并可可摻入各種種外加劑,,以改善漿漿液的性質質。水泥基漿液液是以水泥泥漿為主的的漿液。采采用水泥灌灌漿可使土土體形成高高強度的固固結體,應應用最廣的的是普通硅硅酸鹽水泥泥,在地下下水無侵蝕蝕性條件下下經常使用用。這種漿漿液是一種種懸濁液,,取材容易易,配方簡簡單、價格格便宜、不不污染環境境。我國蘇蘇州虎丘塔塔就是采用用水泥漿液液對塔基進進行托換加加固的。灌注較大空空隙和裂隙隙時,常常常在水泥漿漿液中摻砂砂(水泥砂砂漿),以以節約水泥泥,并更好好地充填空空隙。當漿漿液中加入入一定數量量的粘土((作外加劑劑)后,由由于粘土本本身是高分分散性的,,所以可提提高漿液的的穩定性,,防止漿液液沉淀和析析水。二、化學漿漿材化學漿液是是一種真溶溶液,其優優點是可以以進入水泥泥漿液不能能灌注的小小孔隙,粘粘度和凝固固時間可以以在很大范范圍內調整整,可用于于堵漏、加加固等領域域。化學漿漿液已經在在國內外得得到了廣泛泛應用,解解決了不少少工程難題題,在理論論和實踐上上都有很大大的進步。。化學漿液的的品種很多多,包括環環氧樹酯類類、聚氨酯酯類、丙烯烯酰胺類、、甲基丙烯烯酸脂類、、硅酸鹽類類等.各種漿液材材料適用范范圍2)將夜性質質灌漿材料的的主要性質質有:分散散度、沉淀淀析水性、、凝結性、、熱學性、、收縮性、、結石強度度、滲透性性和耐久性性。灌漿理論從灌漿工程程的目的來來看,可以以分為用于于提高受灌灌巖體或土土體的強度度和變形模模量的固結結灌漿;用用以提高防防滲性能的的防滲帷幕幕灌漿;用用于填充襯襯砌結構與與巖石或混混凝土間空空隙的回填填灌漿;介介于固結與與防滲灌漿漿之間。用用于改善壩壩體與壩基基接觸面條條件的鋪蓋蓋灌漿。所所采用的灌灌漿技術和和工藝不同同,其所依依據的理論論和機理也也各不相同同。在地基處理理中,灌漿漿工藝所依依據的機理理主要可歸歸納以下四四種滲透灌漿、、劈裂灌漿漿、擠密灌灌漿、電動動化學灌漿漿滲透灌漿滲透灌漿((PermeationGrouting)是指在壓壓力作用下下,使漿液液充填于土土孔隙和巖巖石裂隙中中,排擠出出孔隙中存存在的自由由水和氣體體,而基本本上不改變變原狀土的的結構,所所用灌漿壓壓力相對較較小。大量量的灌漿實實踐是屬于于這一類型型的。這種種灌漿只適適用于中砂砂以上的砂性土和有裂隙的巖巖石。滲透灌漿劈裂注漿劈裂注漿((FracturingGrouting)是指在相相對較高的的灌漿壓力力下,漿液液克服了地地層的初始始應力和抗抗拉強度,,引起巖石石和土體結結構的破壞壞和擾動,,引起地層層的水力劈裂現象,使地地層中原有有的裂隙或或孔隙張開開,形成新新的裂隙和和孔隙,使使原來不可可灌的地層層能順利進進漿,并增增加漿液的的擴散距離離,在灌漿漿壓力消失失后,地層層的回彈又又進而壓縮縮漿體,使使充填更為為密實,并并使結石處處于一定的的預壓應力力狀態。這這是一種特特殊的灌漿漿機理和技技術,能有有效地用于于處理一些些特殊問題題。擠密灌漿擠密灌漿((CompactionGrouting)是指通過過鉆孔向土土中灌入極極濃的漿液液,使注漿漿點附近土土體壓密,,在注漿管管端部附近近形成“漿漿泡”。。電動化學灌灌漿當地地基基土土的的滲滲透透系系數數k<cm/s,只只靠靠一一般般的的靜靜壓壓力力難難以以使使漿漿液液注注入入土土的的孔孔隙隙中中,,這這時時就就需需要要采采用用電電滲滲作作用用使使漿漿液液進進入入土土中中。。電動動化化學學灌灌漿漿((ElectrochemicalInjection)是是指指在在施施工工時時將將帶帶孔孔的的注注漿漿管管作作為為陽陽極極,,用用濾濾水水管管作作為為陰陰極極,,將將溶溶液液由由陽陽極極壓壓入入土土中中,,并并通通以以直直流流電電((陰陰陽陽兩兩極極間間電電壓壓梯梯度度一一般般采采用用0.3V/cm~1.0V/cm),電滲滲作作用用下下,,孔孔隙隙水水由由陽陽極極流流向向陰陰極極,,促促使使通通電電區區域域中中土土的的含含水水量量減減少少,,并并且且形形成成滲滲漿漿通通道道,,化化學學漿漿液液隨隨之之流流入入土土的的孔孔隙隙中中,,并并在在土土中中硬硬結結。。所以以,,電電動動化化學學灌灌漿漿是是在在電電滲滲排排水水和和灌灌漿漿法法的的基基礎礎上上發發展展起起來來的的一一種種加加固固方方法法。。有有一一點點必必須須注注意意,,由由于于電電滲滲排排水水作作用用,,可可能能會會引引起起鄰鄰近近建建筑筑物物基基礎礎的的附附加加沉沉降降和和不不均均勻勻沉沉降降,,導導致致建建筑筑物物開開裂裂。。3灌漿漿的的設設計計與與計計算算一、、灌灌漿漿的的設設計計程程序序一般般情情況況下下,,地地基基的的灌灌漿漿設設計計遵遵照照下下列列程程序序進進行行::1)地地質質調調查查。。查查明明需需處處理理地地基基的的工工程程地地質質特特性性和和水水文文地地質質條條件件;;2)選選擇擇灌灌漿漿方方案案。。根根據據地地質質條條件件、、工工程程類類型型、、地地基基處處理理目目的的和和要要求求,,初初步步選選擇擇灌灌漿漿方方案案,,包包括括::處處理理范范圍圍、、灌灌漿漿材材料料、、灌灌漿漿方方法法等等。。一一般般應應優優先先考考慮慮水水泥泥系系漿漿材材,,在在特特殊殊情情況況下下才才考考慮慮化化學學漿漿材材。。3)灌灌漿漿試試驗驗。。除除進進行行室室內內灌灌漿漿試試驗驗外外,,對對較較重重要要的的工工程程,,還還應應選選擇擇有有代代表表性性的的地地段段進進行行現現場場灌灌漿漿試試驗驗,,以以便便為為確確定定灌灌漿漿技技術術參參數數及及灌灌漿漿施施工工方方法法提提供供依依據據;;4)設計和計算算。確定各項項灌漿參數和和技術措施;;5)補充和修改改設計。在灌灌漿期間和竣竣工后的使用用過程中,根根據觀測所得得的異常情況況,對原設計計進行必要的的修改。灌漿工程的設設計內容1)灌漿標準,,根據灌漿要要求達到的效效果和質量指指標確定;2)施工范圍。。即灌漿的深深度、長寬和和寬度;3)灌漿材料。。包括漿材種種類和漿液配配方;4)灌漿影響半半徑。躺漿液液在灌漿設計計壓力下所能能達到的有效效擴散距離;;5)鉆孔布置。。根據漿液影影響半徑和灌灌漿體設計厚厚度,確定灌灌漿孔布置形形式、孔距、、排距、孔數數和排數;6)灌漿壓力。。規定不同地地區和不同深深度的允許最最大灌漿壓力力;7)灌漿效果評評價。采用各各種手段和方方法檢測灌漿漿加固效果。。灌漿方案的選選擇原則1.如果是以提提高地基強度度和變形模量量為目的,一一般選用水泥泥系漿材,如如水泥漿、水水泥砂漿和水水泥水玻璃漿漿等,或環氧氧樹脂、聚氨氨酯等高強度度的化學漿材材;2.如果是以防防滲堵漏為目目的,可采用用粘土水泥漿漿、粘土水玻玻璃漿、水泥泥粉煤灰混合合物、丙凝和和鉻木素等漿漿材;3.在裂隙巖層層中灌漿,一一般采用純水水泥漿、水泥泥漿或水泥砂砂漿中加少量量膨潤土;在在砂礫石地層層中或溶洞中中采用粘土水水泥漿;在砂砂層中一般只只采用化學灌灌漿,在黃土土采用堿液法法或單液硅化化法;4.滲入灌漿一一般在砂礫石石地層或巖石石裂隙中采用用;水力劈裂裂灌漿用于砂砂層;粘性土土層中采用水水力劈裂法或或電動硅化法法;糾正建筑筑物不均勻沉沉降則采用擠擠密灌漿法。。3注漿加固設計計3.1注漿工程調查查3.2注漿加固試驗驗3.3注漿加固參數數設計3.3.1注漿加固范圍圍的確定3.3.2注漿量的計算算3.3.3注漿壓力3.3.4注漿孔距3.1注漿工程調查查在進行注漿設計計之前,要進進行工程地質和巖土工程性質質的調查。調查查的范圍是地地層需要處理理的范圍。工程調查的目目的是解決以以下三個問題題:(1)能否采用注漿漿方法處理;;(2)注漿處理時采采用何種漿液液材料,注漿漿壓力和注漿漿量的確定;;(3)注漿處理后,,地層強度增增加或滲透性性減小的程度度。工程調查的內內容包括以下下幾點:(1)注漿區的地質質構造及漿液液可能流失的的通道和空穴穴;(2)地質分層及需需要注漿處理理地層的土質質或巖性特征征;(3)需要處理地層層的強度或滲滲透程度;(4)構筑物的損害害程度和注漿漿會對周圍構構筑物的影響響;(5)注漿過程中,,廢漿排放對對環境的影響響和注漿后地地下水位的變變化對鄰近居居民飲水及灌灌溉的影響。。3.1注漿工程調查查砂礫沉積層注注漿,一般采用滲滲透注漿,因因而要獲得每每一層的滲透透系數、孔隙隙率、孔隙的的大小、地下下水位及流速速、流向和水水的化學性質質。土的顆粒粒大小是選擇擇漿液類型和和可注性的衡衡量指標。地地層的孔隙率率(n)決定著漿液的的消耗量。滲滲透系數的大大小影響漿液液的注入速率率。粘性土注漿加固,多采用用劈裂注漿。。土體的力學學特性較為重重要。裂隙巖體注漿漿,要了解注漿漿部位是屬于于斷層、破碎碎帶,還是軟軟弱層,查明明其產狀及分分布范圍。要要了解結構面面的滲透幾何何參數。工程調查中的的試驗內容分為室內土工工試驗和現場場試驗。表-1注漿調查的試試驗內容室內土工試驗現場試驗1.土顆粒分析2.空隙率3.透水系數4.土的含水量5.土的密度與土顆粒比重6.有機質含量7.土的力學性質試驗1.地基強度方面:動力、靜力觸探,旁壓試驗2.水力學性質方面:抽水或壓水試驗3.水流、水質方面:地下水流向、流速,水的pH值和離子含量4.節理裂隙統計:節理的組數、產狀、密度、寬度、粗糙度等5.巖體力學性質:裂隙的水力劈裂,斷裂指數3.2注漿加固試驗驗(1)注漿試驗的的目的及內容容注漿試驗研究目的及內容1.注漿管的入土方式振動入土法、射水入土法、旋轉入土法2.注漿材料的選擇注漿材料的性質試驗注漿模擬試驗3.注漿工藝4.注漿效果降低滲透性現場抗滲試驗取樣抗滲試驗強度提高值標準貫入試驗、靜力觸探、荷載試驗取樣強度試驗、彈性波探測5.對周圍環境的影響周圍地層的變形、周圍建筑物的變形、地下水質變化3.2注漿加固試驗驗(2)注漿孔的布布置注漿試驗時,,試驗孔的布布置分為單孔孔注漿試驗和和群孔注漿試試驗。單孔試驗是來來檢查設備能能力是否滿足足試驗要求,,調查注漿的的難易程度、、注漿量和注注漿壓力等參參數。群孔試驗主要要是檢驗各種種試驗效果。。圖1各種注漿孔的的布置方式3.3.1注漿加固范圍圍的確定(1)地基加固計計算地基承載力的的大小可用下下式計算:為地基土的重重度,水下采采用有效重度度;為基礎荷載面面上的地基土土的重度,水水下采用有效效重度;;式中:為長期承載力力標準值,kPa;為形狀系數;;為地基土的粘粘聚力;為承載力系數數(粘聚力項項);為承載力系數數(內摩擦項項);為承載力系數數(埋深項));為基礎埋深。。如果進行短短期強度計算算時,可將式式右邊系數1/3變成2/3。圖-2地基注漿加固固范圍(1)地基加加固計算注漿加固地基基,主要改變變地基土的、、、、值,,注漿后地基基土的值值變化化較大,而和和變變化不太太大。注漿加固地基基,注漿范圍圍超出基底寬寬度(1/2)b左右為好。圖3等應力線和注注漿范圍1-加載產生的等等應力線2-加固后地基承承載力等應力力線在持力層較淺淺時,持力層層以上軟弱層層全部加固。。持力層較深深時,可用威威斯塔卡特公公式,根據等等應力線或塑塑性區決定加加固范圍(圖圖3),也可用有有限元法模擬擬計算加固范范圍。減小。。值,可增大,,(2)基坑邊坡及及基底注漿加加固1)基坑邊坡注注漿加固基坑邊坡的主主動土壓力為為(圖4)被動土壓力為為注漿增加土體體的圖4具有粘聚力的的土壓力強度度分布(2)基坑坑邊坡坡及基基底注注漿加加固1)基坑坑邊坡坡注漿漿加固固設注漿漿前的的土壓壓力::注漿后后的土土壓力力:注漿后后使坑坑壁穩定性性增加加量:考慮到到安全全性,,注漿漿范圍圍應深深入到到滑動動面以以下。。注漿漿范圍圍如圖圖所示示。圖5基坑邊邊坡注注漿范范圍(2)基坑坑邊坡坡及基基底注注漿加加固2)擋土土墻背背后的的注漿漿加固固對于擋擋土墻墻為H型鋼的的橫向向板樁樁,其其注漿漿范圍圍參數數如下下:圖-6擋土墻墻后的的注漿漿范圍圍(2)基坑坑邊坡坡及基基底注注漿加加固3)基坑坑底板板的加加固計計算①在滑滑動面面附近近化學學注漿漿基坑壁壁后荷荷重為為滑動力力矩為為抗滑力力矩為為安全系系數為為為了不不產生生基底底隆起起,采采用注注漿方方法提提高,,滿足足>1.2的條件件,加加固的的深度度應大大于((即滑滑動面面以下下),,加固固的寬寬度應應大于于2。圖7坑壁穩穩定分分析圖圖(2)基坑坑邊坡坡及基基底注注漿加加固②加固基基坑底底板據B.B.Broms的計算算,對對基底底軟粘粘土進進行了了3m厚的注注漿加加固,,能使使墻體體的水水平位位移及及地表表沉降降減少少約50%,支支撐軸軸力減減少約約40%,基基底隆隆起減減少約約35%。他還作作了加加固6m厚的比比較,,發現現加固固6m厚的各各項指指標僅僅比加加固3m厚的減減少了了10%~20%。因因此,,他認認為::加固固3m厚是經經濟合合理的的。但根據據上海海工程程實踐踐情況況,加加固3m厚,地地表沉沉降量量與開開挖深深度之之比為為0.54%,加加固9~10m厚,沉沉降量量與開開挖深深度之之比僅僅為0.1~0.2%。因因此,,軟粘粘土在在很軟軟弱時時,加加固厚厚度的的增加加,其其效果果是明明顯的的。(3)隧洞洞及地地下工工程注注漿加加固1)土質質隧洞洞的注注漿加加固隧道道開開挖挖后后,,拱拱頂頂部部的的松松動動范范圍圍拱頂頂松松動動土土壓壓力力注漿漿后后,,松松動動范范圍圍內內的的值值增增加加,,松松動動壓壓力力減減小小。。圖8土質質隧隧洞洞松松動動區區注注漿漿范范圍圍(3)隧隧洞洞及及地地下下工工程程注注漿漿加加固固2)環環形形隧隧洞洞注注漿漿加加固固①①均均勻勻土土質質隧隧道道超超前前注注漿漿應應力力表表達達式式為為其中中圖-9隧道道應應力力圖圖注漿漿寬寬度度為為(3)隧隧洞洞及及地地下下工工程程注注漿漿加加固固②裂隙隙巖巖體體圍圍巖巖的的注注漿漿厚厚度度可根根據據圍圍巖巖松松動動圈圈厚厚度度確確定定。。圍圍巖巖松松動動圈圈厚厚度度可可通通過過多多點點位位移移計計或或聲聲波波測測試試儀儀等等測測得得。。也也可可根根據據圍圍巖巖的的物物理理力力學學性性質質,,按按有有關關公公式式進進行行圍圍巖巖松松動動圈圈厚厚度度的的計計算算,,如如修修正正的的芬芬納納公公式式等等。。在松松動動圈圈內內注注漿漿,,可可形形成成外外殼殼支支護護層層,,它它具具有有較較大大的的承承載載能能力力,,支支護護層層與與巖巖體體共共同同作作用用。。加加固固圈圈的的半半徑徑可可使使加加固固巖巖石石環環的的承承載載力力滿滿足足或或大大于于作作用用于于加加固固殼殼的的壓壓力力,,即即::水電電部部門門統統計計,,圍圍巖巖固固結結注注漿漿深深度度在在0.5~2.0倍隧隧洞洞半半徑徑間間變變化化,,建建議議按按1.3倍隧隧洞洞半半徑徑計計算算。。前前蘇蘇聯聯在在巷巷道道注注漿漿加加固固中中,,加加固固帶帶的的厚厚度度取取3~5m,我我國國煤煤炭炭部部門門巷巷道道注注漿漿加加固固厚厚度度約約為為2~3m。日本青青函隧道道則采用用了如下下的經驗驗數據::一般地地質條件件,壓漿漿半徑是是隧洞半半徑的2~4倍,地質質條件不不好時,,壓漿半半徑是隧隧洞半徑徑的3~6倍,地質質條件特特別壞時時,壓漿漿半徑是是隧洞半半徑的8倍。(4)豎井加加固地面預注注漿與圓圓形隧洞洞相同,,注漿厚厚度為3.3.2注漿量的的計算計算注漿漿量時應應考慮::注漿類類型、巖巖土的孔孔隙率和和裂隙率率、漿液液充填程程度等因因素。滲透注漿漿的好壞壞取決于于滲透半半徑內體體積土的的孔隙充充填程度度,充填填率越高高,注漿漿的效果果越好。。劈裂注漿漿的注漿漿量與注注漿范圍圍內漿脈脈的多少少有關,,漿脈越越多,注注漿量也也越多,,注漿效效果也越越好。但但漿液不不可能無無限制地地注,應應該有個個最佳的的注漿量量。擠密注漿漿的漿量量和漿泡泡的直徑徑有關。。擠密范范圍越大大,要求求的漿泡泡直徑也也越大。。在不產產生劈裂裂的條件件下,漿漿泡直徑徑是很有有限的,,漿量也也有限。。裂隙巖體體注漿的的注漿量量與吸水水率有關關。下面分別別討論滲滲透注漿漿、劈裂裂注漿、、裂隙巖巖體的注注漿量計計算方法法。(1)滲透注注漿的注注漿量計計算常用的滲滲透注漿漿的漿量計算算公式為常見的滲滲透注漿漿地層有有砂層和和砂礫層層,各地地層的灌灌注充填填率見表表5。土質類型N值孔隙率n(%)
(%)
(%)松散砂質土0~105050~8025~40中等密實砂質土10~304050~7020~30密實砂質土30以上3050~6515~20濕陷性黃土30~6050~8015~48表5不同土層層的灌注注充填率率(2)劈裂注注漿的注注漿量計計算對于脈狀狀劈裂注注漿,只只考慮孔孔隙率為為主體的的注漿率率是不能能確定注注漿量的的。下面面從三個個方面來來求注漿漿量。1)從土的的含水率率來求注注漿量對于軟塑塑性土,,注漿時時漿脈可可以使土土體發生生壓縮脫脫水,使使天然含含水量降降低到塑塑限以下下,土體體變為硬硬塑狀,,加之脈脈狀漿體體成網狀狀分布于于土體,,使土體體穩定性性增加,,這種注注漿通常常稱為軟軟土固結結注漿。。注漿量量表示為為2)從土被被壓縮的的難易程程度來求求注漿量量漿脈的插插入可認認為土顆顆粒間孔孔隙縮小小,孔隙隙縮小的的體積即即為漿脈脈的總體體積,這這樣可按按照土的的壓縮指指數來求求注漿量量3)經驗法法仍按滲透透注漿公公式,,,,對于于粘性土土值值見見表6。表6粘性土λ值N值孔隙率n(%)
(%)
(%)粘性土松散0~460~7530~4018~30中等4~850~6020~3010~18工程實踐踐經驗,,注漿量量約為土土體體積積的10%或更大些些。比較較合理的的辦法是是在現場場通過觀觀測到的的注漿壓壓力的變變化來決決定注漿漿量。(3)裂隙巖巖體注漿漿量計算算1)注水泥泥漿液的的起始水水灰比霍爾斯比比(1982)建議根據據裂隙的的平均寬度度選擇初始始水灰比比為:裂裂縫平均均寬度δ<l.0mm,水灰比比3:1;δ=l.0mm,水灰比比2:1;δ>1.0,水灰比比1:1。還可根根據相同同壓力條條件下的的鉆孔壓壓水試驗驗資料,,按照表表7選擇漿液液的起始始濃度。。單位鉆孔吸水量(L/min.m)漿液的起始濃度水泥漿(水:灰)水玻璃:水泥漿(體積比)1.53:1-3.02;1-5.02~1.5:1-7.01.5~1.25:1-8.01.2:10.6:19.01:10.85:111.00.85:11:113.00.75:1->150.6:1-表7注漿漿液液的起始始濃度(3)裂隙巖巖體注漿漿量計算算2)注灰量量的估計計水泥漿的的注漿量量與水灰灰比有很很大的關關系,故故常將注注漿量折折算成注注灰量或或單位注注灰量((每米段段長的耗耗灰量)),這樣樣注漿量量就與水水灰比無無關。迪爾提出單位位耗漿量的分分級,并指出出任何小于10kg/m的耗漿量完全全是浪費時間間和金錢。單位耗漿量(kg/m)分級>400非常高400~200高200~100中等高100~50中等50~25中等低25~12.5低<12.5非常低表8單位耗漿量的的分級3.3.3注漿壓力注漿壓力控制制的好壞是注注漿成敗的關關鍵。在不考慮邊界界條件下,提提高注漿壓力力,滲透注漿漿可以把土層層顆粒孔隙中中空氣和水等等全部排走。。劈裂注漿脈壓壓提高后,土土顆粒更加密密實和固結。。但是壓力超超過邊界條件件允許的范圍圍,就會引起起地面、基礎礎、結構物的的變形和破壞壞。壓力應控制在在邊界條件允允許的最大注注漿壓力內。。下面討論最大大容許注漿壓壓力的確定。。(1)滲透注漿1)根據注漿試試驗曲線確定定注漿試驗過程程中,逐步提提高注漿壓力力,可求得注注漿壓力與注注漿量關系曲曲線。當壓力力圖12-10注漿壓力和注注漿量的關系升至某一數值值()),注漿漿量突然增大大時,表明地地層已產生劈劈裂,因而而把這一壓力力值定義為最最大容許注漿漿壓力。(2)劈裂注漿最大容許注漿漿壓力式中:h為注漿處以上上土柱高度,,m;γ為注漿地基的的天然重度,,kN/m3;為土的抗拉強強度,kPa。一般軟土地基基中注漿壓力力在0.3~0.5MPa之間。在隧道內突泥泥或塌方處劈劈裂注漿,封封閉情況下終終壓可以提高高。(3)裂隙巖體注注漿1)考慮注漿段段深度、地質質條件的經驗驗曲線圖12-11是最大允許注注漿壓力的經經驗曲線,曲曲線未考慮允允許壓力上限限,高壓力將將導致地層的的水力劈裂,,在帷幕注漿漿中是不希望望發生的。圖圖12-11中:①堅固巖巖石;②歐洲洲的經驗法則則,0.1MPa/m;③中等堅固固巖石;④軟軟弱巖石;⑤⑤美國的經驗驗法則,0.022MPa/m;⑥很不穩定定的巖石2)考慮地質條條件、注漿方方法以及漿液液濃度的經驗驗公式圖11覆蓋層厚度與與允許注漿壓力的經驗曲曲線(Houbby,1991)3.3.4注注漿孔距漿液的擴散半半徑與漿液的的流變特性、、膠凝時間、、注漿壓力、、注漿時間等等因素有關。。在注漿范圍圍和注漿半徑徑確定后,就就可以確定孔孔間距。確定定孔間距時,,既要考慮最最大限度地發發揮每個注漿漿孔的作用,,減小工程造造價,又要考考慮孔與孔之之間的相互搭搭接,達到均均勻受漿。對于加固注漿漿,一般采用用等距布孔,,梅花型布置置。孔間距一一般為0.8(擴散半徑),排間距為孔孔距的0.87倍。在砂性土土層滲透注漿漿孔距取0.8~1.2m;在粘性土層層,劈裂注漿漿孔間距取1.0~2.0m。裂隙巖體的帷帷幕化學注漿漿,大都是在在已做水泥注注漿的基礎,,以化學注漿漿彌補水泥注注漿的不足。。4灌漿質量檢驗驗灌漿質量檢驗驗一般指檢驗驗灌漿施工是是否合乎設計計要求和施工工規范,如灌灌漿材料的品品種規格、漿漿液配比和性性能、鉆孔位位置和角度、、灌漿壓力等等,都要求符符合規范的要要求,否則應應根據具體情情況采取適當當的補救措施施。灌漿效果是指指灌漿后可將將地基土的物物理力學性質質提高的程度度。灌漿質量量高并不等于于灌漿效果好好。因此,在在設計和施工工中,除了明明確某些質量量指標外,還還應規定所要要達到的灌漿漿效果及檢查查方法。質量檢驗灌漿效果的檢檢驗,通常在在注漿結束后后28天方可進行,,檢驗方法如如下:(一)統計計計算灌漿量量。可利用灌灌漿過程中的的漿液流量和和灌漿壓力自自動曲線進行行分析,從而而判斷灌漿效效果。(二)在灌灌漿體內薄弱弱部位,如地地質條件不好好,灌漿質量量有問題,灌灌漿孔之間的的搭接部位等等處,鉆孔作作壓水、注水水或抽水試驗驗,測定地層層灌漿前后的的滲透性變化化,不合格者者需要補充灌灌漿。檢查孔孔數約為灌漿漿孔總數的2%~5%。對防滲灌灌漿而言。這這是基本的和和直接的檢查查手段。對加加固灌漿而言言,這是反映映被灌地層的的充填密實程程度及力學性性質改善的重重要參考指標標。(三)在被被灌體內鉆孔孔或開挖,取取原狀試樣做做室內土工試試驗,以此對對灌漿效果作作出確切的評評價。(四)在被被灌體內鉆孔孔進行聲波速速度、動彈性性摸量、旁壓壓試驗,也可可以進行現場場剪切和變形形摸量試驗,,并將試驗結結果與液漿前前作對比,以以評價加固效效果。(五)對加加固體進行開開挖,進行原原型觀測。5工程實例土土壩白蟻蟻漏洞搶護護及灌漿止止漏土棲白蟻危危害、穿壩壩的現象長長期以來困困擾著水利利工程的安安全,威脅脅著人民生生命財產的的安全,是是防汛搶險險的心腹大大患。以往往采用埋藥藥誘殺、挖挖巢、“復復合土工膜膜”防治等等辦法根治治白蟻隱患患效果都不不十分明顯顯。湖北省省隨州市毛毛兒沖水庫庫大壩采用用劈裂式帷帷幕灌漿法法堵洞、殺殺死白蟻的的實踐證明明該項技術術是一種有有效措施,,較好地解解決了堤壩壩白蟻治理理難題。雨后,該庫庫管理員發發現迎水坡坡樁號0++083mm、高程1193.660m處塌塌陷。當時時庫水位較較低,在修修復中發現現坑內有較較多白蟻活活動,翻起起浮土,用用竹棍錐探探“復合土土工膜”底底部,泥土土已被白蟻蟻掏空,出出現跌窩現現象。當時時在該處采采用農藥拌拌和毒土筑筑層夯實。。同年6月111日8時時庫水位上上升至1994.800m時,樁樁號0+0083m、、高程1993.600m處發生生渾水管涌涌。在緊急急關頭,巖巖子河鄉迅迅速調集1150余人人投入搶險險,通過降降低水位,,搶筑壩堤堤,控制了了險情。但但是,管涌涌洞仍發展展到直徑11.50mm。針對上述情情況,擬對對險情處理理實行帷幕幕灌漿。帷帷幕灌漿是是不開挖處處理土壩滲滲浸和內部部隱患的一一種措施,,利用壓力力漿液,通通過管道注注入洞孔及及縫隙中,,漿液在壓壓力作用下下析水后密密實,以達達到恢復壩壩體整體性性和防滲的的目的。1.藥物物灌漿殺蟻藥藥物選擇農農用蟲百殺殺,該產品品是一種大大環內酯抗抗生素類,,性狀為淡淡黃色或棕棕褐色液體體,易溶于于水,可配配制成任意意倍數的均均勻乳液。。2.工程措措施⑴孔位布置置壩體采用劈劈裂灌漿技技術,沿壩壩軸線設兩兩道劈裂灌灌漿帷幕,,孔位呈梅梅花形錯位位布置,孔孔距1.550m,孔孔深13..50m、、基礎4..50m,,終孔高程程184..00m。。⑵漿液配比選擇水泥、、黏土混合合液,控制制帷幕體滲滲透系數在在10-44~10--5cm//s以下。。拌液土料料選取粉質質黏土或粉粉質壤土,,黏粒含量量為20%%~40%%,粉粒含含量為300%~700%,遇水水后可迅速速崩解分散散,吸水膨膨脹,具有有一定的穩穩定性和黏黏結力。漿漿液稠度::土與水泥泥重量比為為30%~~40%水水和干料重重量比為11∶1
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