注浆加固边坡的设计与施工技术

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1、注浆加固边坡的设计与施工技术1概述1．1　注浆加固技术概念注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，以满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质特征、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽视其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。随着注浆技术和相关技术的迅速发展，今天灌浆法已成为解决各类工程问题的非常重要的手段，许多不能满足工程要求的物体，几乎都可借助注浆技术解决问题，例如某

2、些化学浆液可以注入0.O1mm的小裂隙，某些浆液的结石强度可高达60MPa。注浆的对象可以是岩石、土体、混凝土等多种材料。在公路边坡注浆加固中，注浆对象主要是岩层和土体。注浆通过把浆液注入岩石的裂隙或土体的孔隙，待浆液凝固后，使岩层和土体的强度大大提高，并改变岩土的力学性状，从而增强岩土的稳定性。§1.2注浆法的分类注浆法的分类很多，可以按解决的工程问题、浆液材料的品种、注浆的对象、浆液分布状态和注浆功能等进行分类。按解决的工程问题可分为坝基注浆、隧道注浆、基坑注浆、边坡加固注浆、混凝土结构物补强加固注浆等。坝基注浆主要用于解

3、决坝基的渗漏问题和强度问题，如果坝基是渗透性较大的地层，在建坝之前采用注浆在坝基中形成防渗帷幕，帷幕一般深入基岩中一定深度。隧道注浆主要用以解决在隧道施工过程中的塌方及围岩稳定性问题。基坑注浆主要用以解决城市高层房屋建筑中基坑开挖或基坑壁的稳定问题，通常可采用注浆加锚杆的作法进行加固。按浆液材料的品种可分为水泥注浆、化学注浆、混合注浆。水泥注浆是指注浆采用的浆液为水泥浆，纯水泥浆是由水和水泥按一定比例混合而成，常用的水灰比在0.5：1～5：1之间；水泥浆具有结石强度高、造价低、无毒不污染环境，在岩土加固和防渗中普遍采用；由于普

4、通水泥浆在细小裂隙和微空隙地层中的可灌性较差，一般只能灌注大于0.2～0.3mm的裂隙和空隙，因此研究出了超细水泥浆，超细水泥浆可以灌注更小的裂缝。化学注浆是指注浆采用的浆液为化学浆材制成，化学注浆主要用于微裂缝的注浆，通常所用的化学浆液有硅酸盐浆(含水硅酸钠，又称水玻璃)、酸性水玻璃、丙烯酰胺类浆液、改性环氧树脂浆液以及聚氨酯浆液等。混合注浆是指注浆采用的浆液为混合浆材制成，如在水泥浆中加入粉煤灰形成粉煤灰水泥浆，在水泥浆中加入硅粉形成硅粉水泥浆，而在水泥浆中加入水玻璃形成水泥水玻璃浆，等等。按注浆的对象可分为岩石注浆、砂砾

5、注浆、粘土注浆。岩石注浆是指注浆加固的地层是岩层；砂砾注浆是指注浆加固的地层是砂砾层；粘土注浆是指注浆加固的地层是粘土。按浆液的分布状态可分为充填注浆、渗透注浆、劈裂注浆、劈裂渗透注浆以及挤密注浆等。充填注浆是指注入浆液充填地基土内的大孔隙、大空洞的注浆，如卵石层、碎石层、砂砾层等的注浆；渗透注浆是浆液在压力作用下，渗入土的孔隙和岩石的裂隙中，将孔隙中的自和气体排挤出去，但不改变土体结构的原状和体积，浆液凝固后把土颗粒粘接在一起，土层的抗压强度和抗渗性能得以提高；所谓劈裂注浆，即浆液在较高(相对渗透、充填注浆)压力的作用下，似

6、利斧劈入粘土层，浆液的劈裂路线呈纵横交叉的脉状网络，故此又称脉状注浆，固结形态多呈偏平球体或板状固结；劈裂渗透注浆控制注人压力、速度使其先形成劈裂注入，但形成的劈裂面不大，此后浆液沿劈裂脉作渗透注人，固结形状为扁平球体。挤密注浆是用一定的压力注入粘稠的不易流动的惰性浆液取代并挤压周围土体，凝固形状多为柱体或球体占据一定的空间，同时压密土体。按注浆功能可分为防渗注浆、加固注浆、基础托换注浆。防渗注浆是指主要用于防止渗漏的注浆，一般用于水库坝基；加固注浆是指主要用于增强地层或结构的强度和稳定性的注浆；基础托换注浆是指为了阻止各类建

7、筑物基础因地基原因引起不均匀沉降导致上部结构或基础开裂、避免危及建筑物的安全，在基础下面的空隙或软土地基中进行的加固灌浆；这种灌浆不但可以阻止基础继续下沉，而且能将建筑物回升，使不均匀沉降减小。对上述注浆的分类，不管那一类注浆，其实质都是为了减小物体的渗透性以及提高物体的力学强度和抗变形能力。所以都可归属于防渗注浆和加固注浆的范畴。§1.3注浆加固技术在边坡处治中的应用引起边坡失稳的原因主要有两个方面，一是由于外界因数破坏了边坡原有的平衡状态使边坡产生滑动，如边坡上缘加荷、边坡下部开挖等等；另一是由于外界因数影响降低边坡土体或

8、滑面的抗剪强度参数使边坡失稳，如坡体中的地下水作用不但可以产生水压力而且降低边坡的C、φ值。但最终边坡失稳的实质是由于边坡的下滑力超过了边坡抗剪强度所提供的阻滑力，因此注浆加固边坡就是要达到一方面增强边坡坡体的抗剪强度、减小坡体的渗透性，从而提高其地基承载力、减小水压力或动水