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【摘 要】 灌浆施工技术在土木工程中得到广泛应用,极大的方便了土木工程施工。但是灌浆技术既有优点,也有其自身局限性,并不是所有的土木工程都选择相同的灌浆技术。应根据具体施工地质条件选择不同的灌浆技术,才能保证充分发挥灌浆技术的优越性。因此,本文将具体分析几种灌浆技术的应用。
【关键词】 灌浆;施工;技术;方法;土木工程
1 土木工程灌浆材料
随着工程施工技术的进步,土木工程灌浆材料已成为许多大型工程的重要建筑材料。目前,常用的土木工程灌浆材料包括无机类和有机类两大类,其中无机类的灌浆材料有单液水泥浆、水泥、水泥黏土类和黏土类等,而有机类的灌浆材料有丙烯酰胺类、聚乙烯醇类等,应用最为广泛的灌浆材料是黏土类灌浆材料、水泥基灌浆材料和化学灌浆材料三种。
1.1黏土类灌浆材料
黏土类灌浆材料主要选用亚黏土或黏土,这种黏土类的灌浆材料具有遇水崩解、吸水膨胀、一定稳定性和足够的黏结力等特性;同时,黏土类灌浆材料的配制较简单,只需要将涂料经过浸泡、搅拌、筛滤净化和搅拌,即可形成。为了提高灌浆材料的性能和灌浆效果,需要掺入一定量的水泥,严格控制水泥的用量是至关重要的。
1.2水泥基灌浆材料
水泥基灌浆材料也是土木工程施工中的重要灌浆材料,这种灌浆材料是在硅酸盐水泥熟料和适量的二水石膏等原材料磨碎之后,再加以诸如膨胀剂、减水剂和速凝剂等性能的调节剂作为辅助材料,从而形成的一种混合浆液水泥。由于该灌浆材料水泥粒径小,极大地满足了土木工程中对灌浆材料质量和技术的要求,有效避免了水泥灌浆中出现细微裂痕的现象,提高了浆液的质量和强度。另外,水泥浆液具有较好的稳定性,改善了浆液的流动性,使硬化后的结石具有较小的膨胀性等优点。因而,不仅可以将水泥基灌浆材料应用到地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆施工中,而且还可以应用于混凝土结构加固改造和后张预应力混凝土结构孔道的灌浆施工中。
1.3化学灌浆材料
在土木工程中应用较为广泛的灌浆材料还包括化学灌浆材料,这种灌浆材料主要是工业生产的化学材料,其形成的浆液具有透明度高、不分层、不沉淀、防渗性能高、体积收缩变形较小和耐久性高等优点。但是,这种化学材料在某程度上有一定的毒性,存在危害环境等缺陷,不利于工程施工的质量。因此,这种化学浆材主要适用于较小的修改工程中。
2 土木工程灌浆施工技术要点
在工程灌浆施工中,灌浆参数是直接影响工程灌浆施工质量的关键,也是工程灌浆施工技术和灌浆方法效果的重要因素,主要表现在以下几个方面中。
2.1灌浆压力方面
所谓“灌浆压力”是指灌注形成的浆液在地层中扩散的动力,灌浆压力的大小直接影响到灌浆施工的加固效果、防渗性能。因而,在确定工程灌浆施工中灌浆的压力时,应该先了解和准确掌握施工现场的地形条件、灌浆方法和灌浆材料的特性等方面的信息,再结合工程实际情况和设计要求,确保灌浆压力满足工程灌浆施工质量要求。其中,要求化学灌浆材料的灌浆参数要低于水泥基灌浆材料的灌浆压力;要求深部地层的灌浆压力大于浅部的灌浆压力;要求渗透系数较小的地层灌浆压力要高于渗透系数较大的地层。这样科学、合理的灌浆压力设计方案,有利于保证工程灌浆施工质量和工程质量。
2.2地层中扩散的半径或者扩散距离方面
浆液扩散的半径或者扩散的距离直接关系到工程灌浆施工质量和工程整体的施工进度。浆液的扩散半径或者扩散的距离会在增加地层渗漏系数、裂隙开度和浆液灌浆压力时扩大,随着浆液的浓度和黏结度的增加而降低。可见,在工程灌浆施工中,要结合工程的地形地质条件、水文条件等实际情况,通过工程试验,综合考虑影响灌浆施工质量的因素,运用科学的理论和公式确定浆液的扩散半径或者扩散的有效距离。
2.3浆液的凝固时间方面
在确定浆液的凝固时间方面,需要遵循一定的要求,由于浆液的凝固时间直接影响着工程灌浆的施工进步。因此,为了满足工程灌浆施工质量要求,需要在浆液中掺入适量的膨胀剂、速凝剂等外加剂,来调整和合理控制浆液的凝固时间,一般可以在几秒至几小时的范围内进行调节和准确地控制。当浆液一旦凝固,就迅速完成灌浆施工,且浆液凝固前后的黏结度变化很小,确保工程灌浆施工质量和施工工期。
3 土木工程灌浆方法
目前,在土木工程中采用的灌浆方法很多,一般按照土木工程灌浆施工现场的地形地质条件、浆液扩散能力和渗透能力,可以将工程灌浆方法分为填充灌浆法、渗透灌浆法、压密灌浆法和劈裂灌浆法等。灌浆施工中加密的方法包括分段灌浆法和逐渐加密法。下文简单介绍几种灌浆方法。
3.1填充灌浆法填充
灌浆法是以填充的方式将液注入介质的裂隙或者空隙中,从而实现加固的处理效果。因而,填充灌浆法不仅适用于具有大裂隙、洞穴的岩土体工程中,还适用于地下工程结构体壁后空洞的灌浆施工中。
3.2渗透灌浆法
渗透灌浆法的基本原理是在不改变土层结构和颗粒排列的基础上,将浆液填充到岩土地层空隙或者裂隙中的一种地层深处灌浆方法。该方法经常用于砂砾层灌浆工程。
3.3压密灌浆法
压密灌浆法是将较高的压力注入浓度高的浆液中,使浆液在灌浆管端部附近形成一种浆泡,然后在灌浆压力的作用下将浆液挤入地层中,从而可以形成一种呈脉状或者条状的胶结地层。这种灌浆方法可以用于黏性土地基工程中。
3.4劈裂灌浆法
劈裂灌浆法是在渗透系数低、较高压力的作用下,浆液直接通过地层在地层内产生水力劈裂作用,不断扩大地层原有的空隙或者裂隙,从而可以将浆液注入地层中,完成灌浆施工项目。
4 基础灌浆施工技术在岩溶地区应用
在土木工程施工的过程中将会面对很多问题,其中最终要的问题就是施工地点的选择。在岩溶地区施工相对比较困难,然而土木工程中一些施工地点都是在岩溶地区,我们既然无发避免选择岩溶地区,那么如何在岩溶地区施工是我国当前亟待解决的问题。目前施工技术还不够完善,没有形成良好的处理体系,所以,施工人员只能凭借自身多年工作经验,选择相对合适的施工方法。总之,对岩溶地区进行施工主要有两种:有填充物和没有填充物的岩溶地区的基础施工。在岩溶地区施工的具体过程中,有填充物的基础施工相对复杂,也存在较大的难度。在选择施工方法是,岩溶的深度和大小是施工中必须充分考虑的两个方面。总之,为了保证填充物更加紧密结实,可以采用高压灌浆的方法对岩溶地区进行施工。高压水泥灌浆的处理方式能够让土木工程的地基更加稳固,防水系统也比较完善。需要注意的是:在高压水泥灌浆的时候,要让水泥在土壤中得到不断的渗透,在渗透的过程中也要让水泥不断的凝固,逐渐形成网状型结构。高压水泥灌浆技术的运用可以提高水泥的抗裂能力,让地基更加稳固。在进行高压灌浆施工的时候,需使用特殊机器进行操作,主要是使用机械钻机,因为机械钻机能够到地下施工,为了达到灌浆的目的,应在其头部安装特殊装置即喷嘴,然后利用高压泵将水泥浆从钻机的嘴部进行喷射,在进行水泥的喷射过程中可能会对原有的土层进行破坏,但是在水泥浆不断喷射的过程中,水泥浆和被破坏的土层可以形成一个混合的搅拌物,这水泥浆凝固以后,混合的搅拌物可以形成更好牢固的柱体,这样就会形成一个坚实的土木工程地基。在进行基础灌浆施工以前要对施工的岩层进行划分,如果遇到的是岩溶深度较浅的地区,在进行施工前就要对岩溶地区的沙土进行挖掘,在沙土挖掘完成以后,然后使用水泥浆对岩溶地区进行回填。如果遇到的岩溶深度较深的时候,在这种情况下,施工是要面临很大的难题的,使用高压灌浆的技术是非常不明智的选择。在进行地基的施工中,可以选择使用普通的灌浆方法进行施工,在进行水泥的灌入过程中,水泥浆会对其他的填充物进行排挤,这个过程中排挤压力是非常大的,这样对导致水泥浆凝固的速度增快。
5 结束语
综上所述,灌浆施工技术和灌浆方法已经成为土木工程的重要施工技术和方法。随着建筑行业的发展,各种类型的灌浆材料在土木工程中的作用越来越重要,但同时也需要施工人员和技术人员加强工程灌浆施工技术管理。因此,需要我们严格按照灌浆施工技术要点和各类灌浆方法的特点,不断创新先进的新型灌浆方法,以满足工程灌浆施工质量要求的工程建设目标。
参考文献:
[1]杨延强.土木工程中灌浆施工的技术与方法[J].河南科技,2013(10).
[2]付志恒,水中和.土木工程灌浆料的制备与应用[J].河南建材,2011(02)
【关键词】 灌浆;施工;技术;方法;土木工程
1 土木工程灌浆材料
随着工程施工技术的进步,土木工程灌浆材料已成为许多大型工程的重要建筑材料。目前,常用的土木工程灌浆材料包括无机类和有机类两大类,其中无机类的灌浆材料有单液水泥浆、水泥、水泥黏土类和黏土类等,而有机类的灌浆材料有丙烯酰胺类、聚乙烯醇类等,应用最为广泛的灌浆材料是黏土类灌浆材料、水泥基灌浆材料和化学灌浆材料三种。
1.1黏土类灌浆材料
黏土类灌浆材料主要选用亚黏土或黏土,这种黏土类的灌浆材料具有遇水崩解、吸水膨胀、一定稳定性和足够的黏结力等特性;同时,黏土类灌浆材料的配制较简单,只需要将涂料经过浸泡、搅拌、筛滤净化和搅拌,即可形成。为了提高灌浆材料的性能和灌浆效果,需要掺入一定量的水泥,严格控制水泥的用量是至关重要的。
1.2水泥基灌浆材料
水泥基灌浆材料也是土木工程施工中的重要灌浆材料,这种灌浆材料是在硅酸盐水泥熟料和适量的二水石膏等原材料磨碎之后,再加以诸如膨胀剂、减水剂和速凝剂等性能的调节剂作为辅助材料,从而形成的一种混合浆液水泥。由于该灌浆材料水泥粒径小,极大地满足了土木工程中对灌浆材料质量和技术的要求,有效避免了水泥灌浆中出现细微裂痕的现象,提高了浆液的质量和强度。另外,水泥浆液具有较好的稳定性,改善了浆液的流动性,使硬化后的结石具有较小的膨胀性等优点。因而,不仅可以将水泥基灌浆材料应用到地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆施工中,而且还可以应用于混凝土结构加固改造和后张预应力混凝土结构孔道的灌浆施工中。
1.3化学灌浆材料
在土木工程中应用较为广泛的灌浆材料还包括化学灌浆材料,这种灌浆材料主要是工业生产的化学材料,其形成的浆液具有透明度高、不分层、不沉淀、防渗性能高、体积收缩变形较小和耐久性高等优点。但是,这种化学材料在某程度上有一定的毒性,存在危害环境等缺陷,不利于工程施工的质量。因此,这种化学浆材主要适用于较小的修改工程中。
2 土木工程灌浆施工技术要点
在工程灌浆施工中,灌浆参数是直接影响工程灌浆施工质量的关键,也是工程灌浆施工技术和灌浆方法效果的重要因素,主要表现在以下几个方面中。
2.1灌浆压力方面
所谓“灌浆压力”是指灌注形成的浆液在地层中扩散的动力,灌浆压力的大小直接影响到灌浆施工的加固效果、防渗性能。因而,在确定工程灌浆施工中灌浆的压力时,应该先了解和准确掌握施工现场的地形条件、灌浆方法和灌浆材料的特性等方面的信息,再结合工程实际情况和设计要求,确保灌浆压力满足工程灌浆施工质量要求。其中,要求化学灌浆材料的灌浆参数要低于水泥基灌浆材料的灌浆压力;要求深部地层的灌浆压力大于浅部的灌浆压力;要求渗透系数较小的地层灌浆压力要高于渗透系数较大的地层。这样科学、合理的灌浆压力设计方案,有利于保证工程灌浆施工质量和工程质量。
2.2地层中扩散的半径或者扩散距离方面
浆液扩散的半径或者扩散的距离直接关系到工程灌浆施工质量和工程整体的施工进度。浆液的扩散半径或者扩散的距离会在增加地层渗漏系数、裂隙开度和浆液灌浆压力时扩大,随着浆液的浓度和黏结度的增加而降低。可见,在工程灌浆施工中,要结合工程的地形地质条件、水文条件等实际情况,通过工程试验,综合考虑影响灌浆施工质量的因素,运用科学的理论和公式确定浆液的扩散半径或者扩散的有效距离。
2.3浆液的凝固时间方面
在确定浆液的凝固时间方面,需要遵循一定的要求,由于浆液的凝固时间直接影响着工程灌浆的施工进步。因此,为了满足工程灌浆施工质量要求,需要在浆液中掺入适量的膨胀剂、速凝剂等外加剂,来调整和合理控制浆液的凝固时间,一般可以在几秒至几小时的范围内进行调节和准确地控制。当浆液一旦凝固,就迅速完成灌浆施工,且浆液凝固前后的黏结度变化很小,确保工程灌浆施工质量和施工工期。
3 土木工程灌浆方法
目前,在土木工程中采用的灌浆方法很多,一般按照土木工程灌浆施工现场的地形地质条件、浆液扩散能力和渗透能力,可以将工程灌浆方法分为填充灌浆法、渗透灌浆法、压密灌浆法和劈裂灌浆法等。灌浆施工中加密的方法包括分段灌浆法和逐渐加密法。下文简单介绍几种灌浆方法。
3.1填充灌浆法填充
灌浆法是以填充的方式将液注入介质的裂隙或者空隙中,从而实现加固的处理效果。因而,填充灌浆法不仅适用于具有大裂隙、洞穴的岩土体工程中,还适用于地下工程结构体壁后空洞的灌浆施工中。
3.2渗透灌浆法
渗透灌浆法的基本原理是在不改变土层结构和颗粒排列的基础上,将浆液填充到岩土地层空隙或者裂隙中的一种地层深处灌浆方法。该方法经常用于砂砾层灌浆工程。
3.3压密灌浆法
压密灌浆法是将较高的压力注入浓度高的浆液中,使浆液在灌浆管端部附近形成一种浆泡,然后在灌浆压力的作用下将浆液挤入地层中,从而可以形成一种呈脉状或者条状的胶结地层。这种灌浆方法可以用于黏性土地基工程中。
3.4劈裂灌浆法
劈裂灌浆法是在渗透系数低、较高压力的作用下,浆液直接通过地层在地层内产生水力劈裂作用,不断扩大地层原有的空隙或者裂隙,从而可以将浆液注入地层中,完成灌浆施工项目。
4 基础灌浆施工技术在岩溶地区应用
在土木工程施工的过程中将会面对很多问题,其中最终要的问题就是施工地点的选择。在岩溶地区施工相对比较困难,然而土木工程中一些施工地点都是在岩溶地区,我们既然无发避免选择岩溶地区,那么如何在岩溶地区施工是我国当前亟待解决的问题。目前施工技术还不够完善,没有形成良好的处理体系,所以,施工人员只能凭借自身多年工作经验,选择相对合适的施工方法。总之,对岩溶地区进行施工主要有两种:有填充物和没有填充物的岩溶地区的基础施工。在岩溶地区施工的具体过程中,有填充物的基础施工相对复杂,也存在较大的难度。在选择施工方法是,岩溶的深度和大小是施工中必须充分考虑的两个方面。总之,为了保证填充物更加紧密结实,可以采用高压灌浆的方法对岩溶地区进行施工。高压水泥灌浆的处理方式能够让土木工程的地基更加稳固,防水系统也比较完善。需要注意的是:在高压水泥灌浆的时候,要让水泥在土壤中得到不断的渗透,在渗透的过程中也要让水泥不断的凝固,逐渐形成网状型结构。高压水泥灌浆技术的运用可以提高水泥的抗裂能力,让地基更加稳固。在进行高压灌浆施工的时候,需使用特殊机器进行操作,主要是使用机械钻机,因为机械钻机能够到地下施工,为了达到灌浆的目的,应在其头部安装特殊装置即喷嘴,然后利用高压泵将水泥浆从钻机的嘴部进行喷射,在进行水泥的喷射过程中可能会对原有的土层进行破坏,但是在水泥浆不断喷射的过程中,水泥浆和被破坏的土层可以形成一个混合的搅拌物,这水泥浆凝固以后,混合的搅拌物可以形成更好牢固的柱体,这样就会形成一个坚实的土木工程地基。在进行基础灌浆施工以前要对施工的岩层进行划分,如果遇到的是岩溶深度较浅的地区,在进行施工前就要对岩溶地区的沙土进行挖掘,在沙土挖掘完成以后,然后使用水泥浆对岩溶地区进行回填。如果遇到的岩溶深度较深的时候,在这种情况下,施工是要面临很大的难题的,使用高压灌浆的技术是非常不明智的选择。在进行地基的施工中,可以选择使用普通的灌浆方法进行施工,在进行水泥的灌入过程中,水泥浆会对其他的填充物进行排挤,这个过程中排挤压力是非常大的,这样对导致水泥浆凝固的速度增快。
5 结束语
综上所述,灌浆施工技术和灌浆方法已经成为土木工程的重要施工技术和方法。随着建筑行业的发展,各种类型的灌浆材料在土木工程中的作用越来越重要,但同时也需要施工人员和技术人员加强工程灌浆施工技术管理。因此,需要我们严格按照灌浆施工技术要点和各类灌浆方法的特点,不断创新先进的新型灌浆方法,以满足工程灌浆施工质量要求的工程建设目标。
参考文献:
[1]杨延强.土木工程中灌浆施工的技术与方法[J].河南科技,2013(10).
[2]付志恒,水中和.土木工程灌浆料的制备与应用[J].河南建材,2011(02)