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摘要:本文阐述了注浆技术原理，目前应用广泛的注浆材料，介绍几种注浆方法，注浆技术在岩土工程方面的应用。注浆技术作为项目建设辅助手段,不仅能够保证工程质量,而且能够增加工程的安全性。
关键词：注浆原理、材料、应用
中图分类号： U445.55+2 文献标识码： A 文章编号：
引言
注浆法,也叫灌浆法, 原理就是利用液压、气压和电渗等方法将浆液注入介质内,待其凝同后形成结石体,提高介质强度和稳定性,达到防渗、防水效果。随着我国岩土工程建设的兴起，对项目工程的质量要求越来越高，注浆技术应用也原来越广泛，成为岩土工程施工中非常重要的手段。主要应用方面有:进行矿山凿井的地层加固、加固井筒井壁、地下工程地层改良。深基坑开挖时的防水帷幕用也采用注浆法。已有建筑的增层改造、软弱土层的地基加固等方面也可以应用注浆法。当已有建筑物的基础由于不均匀沉降或由于施工质量、材料不合格,出现裂缝、空洞等破损时,可考虑用基础补强注浆法进行加固。随着岩土工程施工方法的不断改进,对注浆技术将会提出更高的要求。
1注浆原理[1]
所谓注浆,就是利用液压、气压和电渗方法等方法将浆液注入介质内,待其凝固后形成结石体,以提高介质强度和稳定性,达到防渗、防水效果。注浆时,合理选择注浆孔的数目和位置是关键。这两个指标影响注浆效果、注浆时间和注浆成本。在地质条件较为复杂的地区,像断裂带、裂隙发育带或者是地下水流速很大的倾斜岩层地带,注浆孔要作不等距布置。与此同时,应该详细探明含水层的埋藏深度,注浆孔深度必须穿过含水层,才能保证施工时有效的封堵含水层。
注浆技术已经成为处理各种工程问题的主要手段之一，其应用范围在不断的扩大，凡是涉及到岩土工程各个领域，都可以使用注浆技术。在建筑工程方面，建筑物地基的加固和阻止沉降等问题都可以使用注浆技术，注浆技术可以改善土的力学性质，提高地基的承载力或纠偏处理。对已有建筑混凝土裂缝缺陷的修补，对混凝土构建筑补强；动力基础的抗震加固，提高地基土抗震能力等等也可以采用注浆技术。注浆技术的适用范围不仅取决于注浆材料的性质，还取决于注浆方法和注浆工艺。每个岩土工程项目都有其特殊性，无法明确规定各种浆液的适用范围，工作人员应当在理解适用范围的基础上，结合工程项目的注浆目的、土质改良的效果、现场特有的地质条件等来确定采用何种注浆材料、注浆工艺和注浆方法。
2、注浆材料的分类[2]
注浆浆液材料分普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料两类。
2.1普通注浆浆液材料
普通注浆浆液材料有:水泥、水玻璃、粘土( 膨润土) 、木屑、砂浆等。水泥浆材具有固结体强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本较低等优点, 所以在各类工程中得以广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀, 稳定性较差。水玻璃主要成分为Na2SiO3, 分为碱性水玻璃和酸性水玻璃。碱性水玻璃浆材的主要缺点是凝胶体有脱水收缩和腐蚀现象, 耐久性较差及对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶, 凝胶体没有碱溶出, 不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题, 耐久性较好。粘土泥浆可作为单浆浆液, 用于河堤、路堤、水坝的填补兽穴洞巢、土坝堤裂缝之用。浆液中加入粉砂、细砂后形成的混合浆可增强岩土的抗压、抗剪能力, 但其可注性弱, 防渗效果较差, 多用于承载力较集中的桩基基础或桥墩墩位基础中。
2.2化学注浆材料
目前最常用的化学注浆材料可分为两大类: 1)防渗止水类,有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等; 2)加固补强类, 有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆等,近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。其可注性好, 浆液粘度低,能注入到细微裂缝中,但是一般的化学浆液都具有毒性且价格较贵,且结实体强度比水泥结实体强度低。
3注浆方法
近年来注浆方法发展很快，种类繁多，关于注浆方法的分类还没有一个统一的准则，以下几种注浆方法算是比较典型的注浆方法。[3]
3.1渗透注浆
渗透注浆主要是用于砂层注浆和裂隙，在注浆设备高压的作用下，在不改变地层结构和颗粒排列的前提下，使得浆液充分填充于岩土的孔隙和岩土裂隙之中，使得孔隙中存在水和气体排出，在高压而又不改变岩土内部结构，产生变形，影响岩土周围建筑构造情况下，因此此类的注浆方式 ，注浆的压力较小，适只适合于一般中砂或者有裂隙的岩土。压力越大，吸浆量及浆液扩散的距离就越大。
3.2劈裂注浆
劈裂注浆主要是用于中细粉砂岩中，在低渗透性的地层或坝体注浆中，在注浆设备产生的高压作用下，使得浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，发生水力劈裂作用，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，形成新的裂隙和孔隙，促使浆液的可灌性和扩散距离增大。
3.3压密注浆
黏土体中注浆常采用压密注浆，用较高的压力通过钻孔向地层中压入浓浆，随着土体的压密和浆液的挤入，将在压浆点的周围形成灯泡形空间，在浆液的挤压作用下，局部地层由于辐射状抬力造成局部隆起，许多的工程就是利用这种原理纠正了地面建筑物的不均匀沉降。
3.4充填注浆法
充填注浆法用于岩土地基内部构造有比较的孔隙，在较低注浆压力，将水泥浆、水泥—水玻璃浆或黏土浆等注入巷道、井壁、或建筑物下的大空洞、大裂隙和大孔隙，达到减少涌水量或加固地基的作用。因为注浆压力选用低压，浆液不能进入岩土的微细裂隙，所以为了提高堵水防渗效果有时可以采用溶液浆液，但造价会相对比较高。
3.5电动化学注浆
电动化学注浆是指在注浆施工过程中，将滤水管作为阴极，将带孔的注浆设备管作为阳极，溶液由阳极压入土中，通直流电，在电的渗透作用下，孔隙水就从阳极流向阴极，结果使得通电区域中土的含水量降低，形成了渗浆通路，化学浆液随之流入土的孔隙中，并在土中固结。
4岩土工程中注浆技术应用
4.1加固地基
注浆技术广泛应用于各种地基加固, 例如已有建筑物沉陷地基的加固和抬升, 桩底注浆加固、公路、铁路和机场跑道下沉的加固等。近年来, 大力兴建高层建筑，相应的提高了基础的要求。有些地区地表土质情况较差, 地基承载力较小, 浅基础形式满足不了要求, 于是基础形式逐渐向深基础发展。深基础最常见的一种基础形式是桩基础，在设计时多数采用端承桩形式。端承桩根据其施工方法分为预制桩和灌注桩两大类。灌注桩具有承载力高、无挤土、无振动、能贴近已建建筑物施工、适应性强等优点, 应用更加广泛。
4.2治水防渗
矿山巷道、竖井、隧道、地铁等地下工程开采时, 可采用注浆防渗帷幕控制涌水或者防渗堵漏。注浆法也可用于坝体坝基的防渗堵漏、基坑周边渗水和基底涌水涌砂。项目工程施工过程中,有时需要开挖碳质页岩、粘土、泥岩等软粘土质岩石,由于软粘土质岩石具有碎屑结构和层理构造, 具有稳定性能低的特点。如果沿层理方向开凿巷道，容易产生冒顶、垮塌事故。防渗帷幕灌浆工艺的支护机原理是，在巷道开挖前对顶板暴露面围岩进行“凝结加固”预处理, 巷道开挖后, 顶板防渗帷幕层就形成一个初始“围岩支护体”,发挥着围岩自承拱的作用,为随后施工创造了安全的施工条件。
在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接, 底部伸入相对不透水岩层一定深度, 可以达到阻止或减少地基中地下水渗透的效果，与位于其下游的排水系统共同作用, 可降低渗透水流对闸坝的压力场。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。
5结语[4]
近几十年来，注浆技术得到迅猛发展，随着注浆技术的广泛应用,新的注浆理论、新的施工工艺、新的注浆材料迅速发展, 从而进一步扩大了注浆技术的应用范围,明显提高注浆效果。在岩土工程施工过程中,采用注浆技术作为辅助施工,不仅能够保证工程质量,而且能够增加工程的安全性。
参考文献：
[1]李斌, 范圣旺.灌浆法处理地基不均匀沉降[ J].黑龙江科技信息, 2007( 24): 14-15.
[2]黃苏锦. 防渗帷幕灌浆工艺在软粘土质井巷开挖施工中的应用[J]. ChinaTungsten Industry, 2002, 17( 2): 36-37.
[3]尚丽萍,陈玉通.注浆法在岩土工程施工中的应用及其各类方法之比较[J]. 福建建筑,2008(9)
[4]田利民，浅析注浆技术在岩土工程中的应用[J].山西建筑，2010,36（34）
关键词：注浆原理、材料、应用
中图分类号： U445.55+2 文献标识码： A 文章编号：
引言
注浆法,也叫灌浆法, 原理就是利用液压、气压和电渗等方法将浆液注入介质内,待其凝同后形成结石体,提高介质强度和稳定性,达到防渗、防水效果。随着我国岩土工程建设的兴起，对项目工程的质量要求越来越高，注浆技术应用也原来越广泛，成为岩土工程施工中非常重要的手段。主要应用方面有:进行矿山凿井的地层加固、加固井筒井壁、地下工程地层改良。深基坑开挖时的防水帷幕用也采用注浆法。已有建筑的增层改造、软弱土层的地基加固等方面也可以应用注浆法。当已有建筑物的基础由于不均匀沉降或由于施工质量、材料不合格,出现裂缝、空洞等破损时,可考虑用基础补强注浆法进行加固。随着岩土工程施工方法的不断改进,对注浆技术将会提出更高的要求。
1注浆原理[1]
所谓注浆,就是利用液压、气压和电渗方法等方法将浆液注入介质内,待其凝固后形成结石体,以提高介质强度和稳定性,达到防渗、防水效果。注浆时,合理选择注浆孔的数目和位置是关键。这两个指标影响注浆效果、注浆时间和注浆成本。在地质条件较为复杂的地区,像断裂带、裂隙发育带或者是地下水流速很大的倾斜岩层地带,注浆孔要作不等距布置。与此同时,应该详细探明含水层的埋藏深度,注浆孔深度必须穿过含水层,才能保证施工时有效的封堵含水层。
注浆技术已经成为处理各种工程问题的主要手段之一，其应用范围在不断的扩大，凡是涉及到岩土工程各个领域，都可以使用注浆技术。在建筑工程方面，建筑物地基的加固和阻止沉降等问题都可以使用注浆技术，注浆技术可以改善土的力学性质，提高地基的承载力或纠偏处理。对已有建筑混凝土裂缝缺陷的修补，对混凝土构建筑补强；动力基础的抗震加固，提高地基土抗震能力等等也可以采用注浆技术。注浆技术的适用范围不仅取决于注浆材料的性质，还取决于注浆方法和注浆工艺。每个岩土工程项目都有其特殊性，无法明确规定各种浆液的适用范围，工作人员应当在理解适用范围的基础上，结合工程项目的注浆目的、土质改良的效果、现场特有的地质条件等来确定采用何种注浆材料、注浆工艺和注浆方法。
2、注浆材料的分类[2]
注浆浆液材料分普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料两类。
2.1普通注浆浆液材料
普通注浆浆液材料有:水泥、水玻璃、粘土( 膨润土) 、木屑、砂浆等。水泥浆材具有固结体强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本较低等优点, 所以在各类工程中得以广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀, 稳定性较差。水玻璃主要成分为Na2SiO3, 分为碱性水玻璃和酸性水玻璃。碱性水玻璃浆材的主要缺点是凝胶体有脱水收缩和腐蚀现象, 耐久性较差及对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶, 凝胶体没有碱溶出, 不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题, 耐久性较好。粘土泥浆可作为单浆浆液, 用于河堤、路堤、水坝的填补兽穴洞巢、土坝堤裂缝之用。浆液中加入粉砂、细砂后形成的混合浆可增强岩土的抗压、抗剪能力, 但其可注性弱, 防渗效果较差, 多用于承载力较集中的桩基基础或桥墩墩位基础中。
2.2化学注浆材料
目前最常用的化学注浆材料可分为两大类: 1)防渗止水类,有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等; 2)加固补强类, 有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆等,近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。其可注性好, 浆液粘度低,能注入到细微裂缝中,但是一般的化学浆液都具有毒性且价格较贵,且结实体强度比水泥结实体强度低。
3注浆方法
近年来注浆方法发展很快，种类繁多，关于注浆方法的分类还没有一个统一的准则，以下几种注浆方法算是比较典型的注浆方法。[3]
3.1渗透注浆
渗透注浆主要是用于砂层注浆和裂隙，在注浆设备高压的作用下，在不改变地层结构和颗粒排列的前提下，使得浆液充分填充于岩土的孔隙和岩土裂隙之中，使得孔隙中存在水和气体排出，在高压而又不改变岩土内部结构，产生变形，影响岩土周围建筑构造情况下，因此此类的注浆方式 ，注浆的压力较小，适只适合于一般中砂或者有裂隙的岩土。压力越大，吸浆量及浆液扩散的距离就越大。
3.2劈裂注浆
劈裂注浆主要是用于中细粉砂岩中，在低渗透性的地层或坝体注浆中，在注浆设备产生的高压作用下，使得浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，发生水力劈裂作用，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，形成新的裂隙和孔隙，促使浆液的可灌性和扩散距离增大。
3.3压密注浆
黏土体中注浆常采用压密注浆，用较高的压力通过钻孔向地层中压入浓浆，随着土体的压密和浆液的挤入，将在压浆点的周围形成灯泡形空间，在浆液的挤压作用下，局部地层由于辐射状抬力造成局部隆起，许多的工程就是利用这种原理纠正了地面建筑物的不均匀沉降。
3.4充填注浆法
充填注浆法用于岩土地基内部构造有比较的孔隙，在较低注浆压力，将水泥浆、水泥—水玻璃浆或黏土浆等注入巷道、井壁、或建筑物下的大空洞、大裂隙和大孔隙，达到减少涌水量或加固地基的作用。因为注浆压力选用低压，浆液不能进入岩土的微细裂隙，所以为了提高堵水防渗效果有时可以采用溶液浆液，但造价会相对比较高。
3.5电动化学注浆
电动化学注浆是指在注浆施工过程中，将滤水管作为阴极，将带孔的注浆设备管作为阳极，溶液由阳极压入土中，通直流电，在电的渗透作用下，孔隙水就从阳极流向阴极，结果使得通电区域中土的含水量降低，形成了渗浆通路，化学浆液随之流入土的孔隙中，并在土中固结。
4岩土工程中注浆技术应用
4.1加固地基
注浆技术广泛应用于各种地基加固, 例如已有建筑物沉陷地基的加固和抬升, 桩底注浆加固、公路、铁路和机场跑道下沉的加固等。近年来, 大力兴建高层建筑，相应的提高了基础的要求。有些地区地表土质情况较差, 地基承载力较小, 浅基础形式满足不了要求, 于是基础形式逐渐向深基础发展。深基础最常见的一种基础形式是桩基础，在设计时多数采用端承桩形式。端承桩根据其施工方法分为预制桩和灌注桩两大类。灌注桩具有承载力高、无挤土、无振动、能贴近已建建筑物施工、适应性强等优点, 应用更加广泛。
4.2治水防渗
矿山巷道、竖井、隧道、地铁等地下工程开采时, 可采用注浆防渗帷幕控制涌水或者防渗堵漏。注浆法也可用于坝体坝基的防渗堵漏、基坑周边渗水和基底涌水涌砂。项目工程施工过程中,有时需要开挖碳质页岩、粘土、泥岩等软粘土质岩石,由于软粘土质岩石具有碎屑结构和层理构造, 具有稳定性能低的特点。如果沿层理方向开凿巷道，容易产生冒顶、垮塌事故。防渗帷幕灌浆工艺的支护机原理是，在巷道开挖前对顶板暴露面围岩进行“凝结加固”预处理, 巷道开挖后, 顶板防渗帷幕层就形成一个初始“围岩支护体”,发挥着围岩自承拱的作用,为随后施工创造了安全的施工条件。
在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接, 底部伸入相对不透水岩层一定深度, 可以达到阻止或减少地基中地下水渗透的效果，与位于其下游的排水系统共同作用, 可降低渗透水流对闸坝的压力场。按防渗帷幕的灌浆孔排数分为两排孔帷幕和多排孔帷幕。
5结语[4]
近几十年来，注浆技术得到迅猛发展，随着注浆技术的广泛应用,新的注浆理论、新的施工工艺、新的注浆材料迅速发展, 从而进一步扩大了注浆技术的应用范围,明显提高注浆效果。在岩土工程施工过程中,采用注浆技术作为辅助施工,不仅能够保证工程质量,而且能够增加工程的安全性。
参考文献：
[1]李斌, 范圣旺.灌浆法处理地基不均匀沉降[ J].黑龙江科技信息, 2007( 24): 14-15.
[2]黃苏锦. 防渗帷幕灌浆工艺在软粘土质井巷开挖施工中的应用[J]. ChinaTungsten Industry, 2002, 17( 2): 36-37.
[3]尚丽萍,陈玉通.注浆法在岩土工程施工中的应用及其各类方法之比较[J]. 福建建筑,2008(9)
[4]田利民，浅析注浆技术在岩土工程中的应用[J].山西建筑，2010,36（34）