浅谈压力灌浆在地基处理中的应用

1、浅谈压力灌浆在地基处理中的应用摘要：压力灌浆是指利用灌浆泵把浆液压送到需要部位进行一定压力下的灌浆。压力灌浆是一种非常具有实用价值的工程技术，应用很广泛，并取得一定的经济效益和社会效益。压力灌浆在地基处理中如何应用是值得探讨的问题。本文主要探讨了压力灌浆在地基处理中所发挥的作用。关键词：压力灌浆；地基处理；效果引言 压力灌浆是一门实用性强，应用范围广的工程技术。它伴随着工程建设中不断出现的问题产生，并在不断解决问题的反复交替过程中发展。目前压浆技术不仅在处理新建道路时遇到的软路基问题中广泛应用，也在城市道路拓宽改造工程中发挥越来越重要的作用，并取得了一定的经济效益和社会效益。压力灌浆就是利用气

2、压、液压或电化学的原理, 把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙、孔隙, 以改善灌浆对象的物理力学性质, 适应种类土木工程需要的方法。其主要适用于砂砾石地基和湿陷性黄土地基等,并广泛应用于建构物的防渗、堵漏、加固和纠偏以及水利、道桥等工程领域。压力灌浆技术施工工艺简单, 施工质量容易控制, 在施工中易于实现, 而且此工艺工期短, 费用低, 相对于其他灌注桩的加固处理方法, 具有明显的优点, 因此该方法可供类似工程参考。 2.压力灌浆处理地基原理 压力灌浆是通过钻孔在土中灌入极浓的浆液, 在注浆点使土体压密而形成浆泡。当浆泡较小时, 灌浆压力基本上沿钻孔的径向即水平向发展, 随着浆泡尺寸的逐渐增大

3、, 便产生较大的上抬力使地面抬动。也就是说, 压密灌浆是用浓浆置换和压密土的过程。压密灌浆的主要特点之一是它在较软弱的土体中具有较好 的效果, 但应注意注浆速率不能过高, 以免引起过高的孔隙水压力。研究表明, 向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体系, 紧靠浆泡处的土体将遭受严重的破坏和剪切, 并形成塑性变形区, 在此区内土体的密度可能因扰动而减小；离浆泡较远的土体则基本发生弹性变形, 因而土的密度明显增加。浆泡的形状一般为球形或圆柱形, 在均匀土中浆泡的形状相当规则,非均质土中则很不规则。浆泡的最后尺寸受许多因素的影响, 如土的密度、湿度、力学性质、地表约束条件、灌浆压力和注浆速

4、率等。浆泡的横截面直径可达到1 m 或更大。实践证明, 离浆泡界面0.3 m-2.0 m 以内的土体都能受到明显的加密。 3. 压力灌浆施工工艺 3.1 灌浆方法和灌浆次序 在施工现场测放孔位, 钻机准确定位并开机成孔, 然后在孔中插入灌浆花管, 顶端用水玻璃封口, 以防冒浆, 最后开动灌浆泵灌浆, 直至终灌。采取三次逐渐间隔加密的原则, 先外排后内排, 有局部土质缺陷或软弱地基时, 增加第四次加密。 3.2 终灌标准 （1) 每米灌浆孔的水泥用量最少为50 kg。 （2) 灌浆压力突然停止增加, 地面发生隆起。 （3) 在规定压力下, 地基土出现不吸浆现象或表面冒浆。 3.3 灌浆设计内容

5、灌浆标准，包括灌浆要求达到的效果和质量指标。灌浆材料，包括浆材种类和浆液配方。施工范围，包括灌浆深度、长度和宽度。浆液影响半径，指浆液在设计压力下所能达到的有效扩散距离。钻孔布置，根据浆液影响半径和灌浆体设计厚度，确定合理的孔距、排距、孔数和排数。灌浆压力，规定不同地区和不同深度的允许最大灌浆压力。灌浆效果评估，用各种方法和手段检测灌浆效果。 3.4 压浆孔的布置 利用钻芯法的两个取芯孔, 在桩中心的另外一侧再钻一孔, 钻孔深度至该桩破碎位置以下1. 0 -1. 5 m深度处, 布设3 个成等边三角形的灌浆孔, 以保证灌入的水泥浆液扩散至整个桩的横断面, 从而获得理想的灌浆效果。 3.5 灌浆

6、材料 为了使浆液的凝结时间足够长, 以使计划注浆量能渗入到预定的影响半径内, 拟定采用水泥水玻璃浆材。它是由水泥水玻璃混合而成的一种可灌性介于水泥和水玻璃之间, 浆液结石的抗压强度可达10 kPa-20 kPa, 无毒无污染, 凝胶速度可控制在几秒至几十分钟范围内的灌浆材料。 3.6 技术指标 由于浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关, 所以有人倾向于采用较高的灌浆压力, 在保证灌浆压力的前提下, 使钻孔数量尽可能减少。高灌浆压力还能使一些微细孔隙张开, 有助于提高可灌性。 当孔隙中被灌浆材料充填时, 高灌浆压力能在充填物中造成劈裂灌注, 使灌浆材料的密度、强度和不透水性得到改善。此外,高灌

7、浆压力还有助于挤出浆液中的多余水分, 使浆液结石的强度提高。但是当灌浆压力超过地层的自重和强度时, 将有可能导致地基和上部结构的破坏。 因此， 一般都以不使地层结构破坏或仅发生局部和少量破坏作为确定地基容许灌浆压力的基本原则。容许灌浆压力值与一系列因素有关, 例如地基土的密度、强度和初始应力, 钻孔深度、位置及灌浆次序等, 而这些因素往往又难于准确的预知, 因而一般都根据经验和现场灌浆试验来确定。 6. 地基处理效果 灌浆效果与灌浆质量的概念不完全相同。灌浆质量一般是指灌浆施工是否严格按设计和施工规范进行, 例如灌浆材料的品种规格、浆液的性能、钻孔角度、灌浆压力等都要符合规范要求，如不符合,则

8、应根据具体情况采取适当的补充措施。灌浆效果则是指灌浆后地基土物理力学性质的改善程度。 压力灌浆技术施工工艺简单, 施工质量容易控制, 在施工中易于实现，而且此工艺工期短，费用低，相对于其他灌注桩的加固处理方法,具有明显的优点，因而在处理地基过程中，压力灌浆法被普遍使用。 压力灌浆是采用压送设备通过管道输送，将按加固要求配制好的浆液经灌浆孔注入需要加固部位。在压力作用下，浆液通过渗透等方式与加固土体结合，经过一系列复杂的物理、化学变化，固化成具有一定强度的固体，从而达到改善土的力学性能，提高土体承载力的目的。在地基加固中，需要在水泥浆液中加入了适量的减水剂和速凝剂。加入速凝剂是为了防止水泥浆被地

9、下水稀释或流失，使地基产生附加变形。通过灌注水泥浆，可以排除砂石垫层中的水分，使砂石垫层固结成整体，减少地基变形的同时又加固了砂石垫层，达到地基坚固的目的。 7. 结论 压力灌浆法处理地基可行、有效, 但在实际操作中要注意以下几点: （1) 地基处理前, 应对现有的地质勘探资料进行充分的研究,以便选择可行、适宜的方案。 （2) 压力灌浆处理地基不宜太浅, 应使上部结构具有一定的约束, 一般以4 m到8 m 为宜。 （3) 压力灌浆对已有建筑物的加固处理是比较适宜的。 （4) 通过灌浆花管的喷射孔数量和方向的变化可调节处理方向和效果, 因地制宜地解决问题。 使用灌浆技术处理路基不均匀沉陷，最突出的特点有：一是避免了开挖重新换填施工，减少了开挖废弃物对环境的污染，缩短了维修处理时间；二是施工基本不受天气影响，施工设备投入及对现场的环境要求都比较简单，易于操作，对于距离城市及大型拌和站较远的边远公路尤其适用；三是经过造价比较，灌浆处理具有显著的资金成本优势，这是其能得到认可和推广的重要因素。 参考文献 【1】陈晖.灌浆法在城市道路地基加固中的运用.桩基研究与地基基础,2006(4):71-72. 【2】叶观宝.地基加固新技术.北京:机械工业出版社,2002. 【3】徐浩然.压力灌浆和压密灌浆在房屋纠偏加固工程中的应用.铁道建筑,2005(2):75-77. 【4】曹万里.注浆加固法