岩土注浆技术(中国地质大学)

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1、岩土注浆技术第一节注浆模式 一、静压注浆       静压注浆（也称为灌浆）按灌浆理论可分为渗透灌浆、劈裂灌浆和压密灌浆三种。（1）渗透灌浆       渗透灌浆是指在压力作用下，浆液填充土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙和裂隙中的水和气体，而基本上不改变土和岩石的结构和体积，所用压力相对较小。渗透灌浆一般只使用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石，这种渗透注浆是建筑上最常适用的一种注浆类型。具有代表性的渗透灌浆理论有球形扩散理论和柱形扩散理论。（2）劈裂灌浆        劈裂灌浆是指在压力作用下，将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

2、和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，或形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散半径增大，而所用的压力相对较大。注浆压力的选用应根据土质及其埋深确定。（3）压密灌浆       压密灌浆是指通过钻孔在土中注入极浓的浆液，在注浆点使土体压密，在注浆管端部形成浆泡，浆泡一般为球形或圆柱形。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，常用此法调整地基的不均匀沉降。研究表明，向外扩张的浆泡在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处土体遭到严重破坏和剪切，并形成塑性变形区；离浆泡较远的土体则基本上发生弹性变形。压密灌

3、浆常用于中砂地层和有适宜排水条件的粘土层。       实践证明，几种灌浆机理在实际施工中有可能单独发生，也有可能两种或两种以上同时发生。严格地说，纯粹的渗透灌浆仅发生在极其特殊的情况下，而实际施工中往往会伴随劈裂、压密等作用。二、喷射注浆        喷射注浆比常规注浆体现了更大的优越性，利用喷射注浆可形成经济型的防渗帷幕。注浆从底部向上进行，水和空气在非常高的压力下从彼此隔开的精密喷嘴中喷射出，在高压射流作用下，土层颗粒与注浆材料混合，形成复合体。目前处理深度已经成功地超过40m。        喷射注浆有三种方法，即圆柱注浆、嵌板注浆和翼板注浆。

4、圆柱注浆是喷射管上升、回转的同时形成圆柱，通过圆柱的部分重叠就能产生一个屏障。嵌板注浆是当喷浆管上升时喷射，但只在垂直面内，互相连接的嵌板形成具有低渗透率的隔离。翼板注浆使用两个喷嘴，但不回转，可形成一个扇形注浆区。譬如旋喷桩法（日本称CCP工法）是应用钻机将钻杆下端装有特殊喷嘴的钻头钻到预定深度后，用高压泵把配制好的浆液通过钻杆经由喷嘴转换成高压高速射流，将土颗粒切削破坏，浆液和土颗粒混合，并逐渐凝固和硬化。钻杆以一定速度旋转和提升，同时喷射浆液，从而在土层中形成圆柱固结体——旋喷桩。三、爆破注浆28        爆破注浆是用炸药在注浆孔中爆破，使岩

5、层增加网状裂隙并沟通原有裂隙，以增大浆液的扩散半径，实现少孔注浆，提高堵水效果。这种新工艺由美国首先研究成功。它适用于岩层裂隙不发育，有足够强度的脆性岩石。四、电动化学注浆        如果土层的渗透系数小于10-4cm/s，只靠一般的静压力难于使浆液注入土的空隙，此时用电渗透法比较有效。电动化学注浆就是把带孔的注浆管作为阳极，一定距离的滤水管作为阴极，将注浆液从阳极压入土中，并通以直流电，在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，促使通电区域中的含水量降低，并形成渗流通道，浆液也随之流入土的孔隙中，并在土中凝结硬化。第二节注浆液性能及其设计        

6、 以改良地基为目的，在地基中注入的材料称为注浆材料，广义上讲，凡是一种流体在一定条件下可以变为固体的物质，均可作为注浆材料。随着生产的发展，工程的需要，近年来出现不少比较理想的注浆材料，供不同地质条件下选用。原材料包括主剂（可能是一种或几种）和助剂（可能没有，也可能是一种或几种），助剂可根据它在浆液中的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。         注浆材料品种很多，性能也各不相同，但是作为注浆材料，应有一些共同的性质，一种理想的注浆材料，应该满足以下要求：（1）浆液粘度低、流动性好、可注性好，能够进入细小缝隙和粉细砂层；（2）浆液

7、凝固时间能够在几秒至几小时内任意调节，并能准确控制；（3）浆液固化时体积不收缩，能牢固粘结砂石；（4）浆液结石率高，强度大；（5）浆液无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃、易爆物品。        最早用于注浆的材料，是石灰和粘土。1864年开始使用水泥注浆。它们均是颗粒性材料，难于充填细小裂隙和充塞砂层。水泥浆液凝结时间长。1900年荷兰采矿工程师尤斯登发明了水玻璃—氯化钙溶液，这是化学注浆的开始。        20世纪50年代，美国发明以丙烯酰胺为主剂的有机化学注浆材料AM-9。其凝固时间可准确控制。这是发展注浆材料的重要飞跃。      

8、  我国于1965年前，基本采用单液水泥注浆法。1964年研制成功MG-646新