摘要:我国对地基处理技术的提高,不仅表现在其系统的理论知识上,还表现在多种多样的具体地基处理方法上。针对我国不同地方地基土质的不同特性,具有相对应的地基处理方法来进行地基的加固,提高建筑物的安全稳定性。而对于岩石土质的地基,通常采用压力注浆方法来进行处理。
关键词:压力注浆;岩石地基;处理;应用
中***分类号:TU471.6文献标识码:A
1.压力注浆方法概述
1.1压力注浆定义
压力注浆法是一种通过气压、液压或者其他化学原理等将凝固的浆液均匀地注入填料层中,用以填充、渗透和挤密的方法[1]。该方法施用的主要目的是为了加固地基的硬度,祛除地基岩层裂缝中的水分及空气,将其胶结成新的高强度、压缩性低,能够抵抗水的渗透,并保证地基稳定性的新岩土体。它是通过改善地基的物理化学性质达到对地基处理的目的,能够有效的加固地基的稳定性,防止水流的渗透性,并保证建筑物的正常使用。
2.压力注浆施工机理
压力注浆通常采用的都是大于3MPa的压力,才能顺利的将水泥浆等液体物质注入岩体地基裂缝中,阻断水流的渗透,加固地基。而其施工的主要机理:一是利用水力劈裂作用,在岩体地基的裂缝中注入一定的液体填充物,挤压出岩体内的水份和气体,从内里加固岩体地基的稳定性。首先,利用沿着钻孔辐射的劈裂方向进行压力差的填充,让岩体形成环状的裂缝,一直到岩体裂缝处都附着注入的水泥浆为止。二是在高压的注浆作用下,地基的剪应力受到影响增强,并且当其超过岩缝中填充物的抗剪强度时,就会形成挤压充填的现象。这时,存在于岩体裂缝中的泥就会被高压挤出缝外,保证其内部空间完全被水泥浆填充。三是注浆过程中,高压的施加会导致岩体裂缝呈现出扩张回弹的特点,且弹力能够产生法向应力,可以有效的加速排水固结,增加整个地基岩体的密实性。
3.压力注浆施工准备
3.1压力注浆材料的准备
一般来说,进行岩体地基压力注浆的材料,以调配而成的注浆材料为最佳,它是根据水、水泥、砂石、速凝剂等一定比例调制而出。其中的水一般为自来水,且PH4,水中SO42-含量要小于1%,而注浆材料水泥的选择通常是PC32.5MPa的普通硅酸盐,最好是出场小于3个月的水泥,不能出现受潮结块的水泥材料[2]。同时还需要满足国家质量检测的水玻璃,其波美度在38-43间,模数为2.4-3.0。这里所用砂石,都是在当地河里取得的河砂,粒径小于2.5mm,细度模数不超过2.0,还含有其他的有机物。而对于速凝剂来说,没有多大的要求,生产水泥的速凝剂就可以。
3.2注浆浆液调配
进行岩体地基压力注浆的浆液,都是单液,在调配过程中由稀到浓进行,还要关注各项材料的具体比例,才能调配出最适合的注浆浆液。其中质量比为,水:CaCl2:水泥=40-45:2:100。
3.3注浆施工设备
在压力注浆施工过程中,需要一定的工具来保证整个过程的顺利完成。其中包括对岩体地基进行钻孔的设备、调制并注浆的设备,能源动力和其他检测设备等,例如注浆泵、搅拌机、空压机、花管和灰浆桶等。并且其中的注浆工具中,对于注浆泵具有特殊要求,使用的是额定排量250L/min的变档定量泵,它所能承受的压力为10MPa。
在岩石地基压力注浆施工准备工作后,将要根据一定的施工工艺步骤开始进行具体应用操作,共同完成压力注浆方法对岩体地基的有效处理,保证地基的稳固。
4.压力注浆法在岩石地基处理中的应用
4.1岩石地基裂缝
由上表可知,对于岩石地基裂缝问题,根据其裂缝类型不同,处理方法也有所不同,但是整体来说通过压力注浆方法能够改善岩石地基的裂缝问题,达到稳固地基的良好效果。例如:在贵州多岩石地质的地方,建设“西电东送”工程,发现超过60%部分的地层出现大段裂缝,而为了保证建筑工程的安全性,特地借鉴了压力注浆方法,对其岩石裂缝地层进行处理堵漏,取得了巨大的成功。
4.2压力注浆方法在岩石地基处理中的具体应用过程
根据整个岩石地基压力注浆处理过程,可以综合整理出其注浆施工的具体工艺流程,配置好注浆浆液后,连接注浆泵和注浆管路,开始对岩石地基进行注浆,将岩缝中的填充物挤出后由调配的水泥浆填注,使得岩体内憋压低于6MPa后,就可以结束整个注浆过程,开始清理注浆管路,等待岩体裂缝中水泥浆的最后凝固,待都凝固成为坚硬的固体后,再使用透孔等检测设备,对注浆的质量进行检测判定,完成整个岩石地基的压力注浆处理。其工艺流程***如下所示:
在岩石地基处理中,采用压力注浆方法还有一些需要特别注意的地方:(1)在进行浆液注浆前,要充分搅拌注浆浆液,避免出现结块凝结的情况。同时在进行注浆时,也要不停的对其进行搅拌。(2)缩短CaCl2与浆液的混合时间,按照所需用量进行提取,单独进行溶解,在水泥浆搅拌均匀后,将二者混合搅拌。(3)在整个压力注浆过程展开后,密切关注注浆泵压力表的数据显示,尤其是在浆液注入钻孔后,使用泥浆顶替时,要根据设计时间,精确的进行浆液的置换[4]。当泵压超过6MPa时,停止注浆泵作用,进行憋压,以增强注浆对岩石裂缝的堵漏效果。
4.3压力注浆中常见的质量问题分析
在地基处理中实施压力注浆法,对于其浆液注入后所形成的质量还是存在一定问题。其中主要具有以下几方面:(1)由于浆液配置或者注浆压力的不精确,导致了浆液注入后质量较差。而对于该问题,可以通过检测后实行局部增加注浆来进行补救,或者是改变浆液中材料的配合比,增加速凝剂的使用,以扩大浆液的融合性。(2)压力注浆后,冒浆和串浆也是一大问题。由于岩石裂缝的增大,水泥浆在进行凝固时,由于压力过大导致冒浆现象产生,应该及时限制浆液的注入量,并用水泥封堵浆液向外冒出。同时还要利用加大岩石孔距离等方法,来处理浆液串浆的情况[5]。(3)在注浆量的过度注入,但是岩石裂缝仍然没有被注满时,极可能是因为岩石的裂缝破碎,或者是岩石地基下面还存在其他的溶洞,当然也有可能是浆液的配置不达标而引起的浆液流到非注浆部位。而经过设备的检测后,要根据具体原因进行及时的处理补救措施,保证岩石地基处理的安全。
5.结语
综上所述,在岩石等地质较硬的地基处理中,利用压力注浆方法是一个好选择。但是压力注浆的过程,也是反复严密的,对于每个步骤都必须细心的进行调节处理,才能保证整个压力注浆过程的完美结束。所以,在今后岩石地基的处理中,要加强对压力注浆方法的具体实践。
参考文献:
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[4] 傅晓凌.冲孔灌注桩在坑口火电厂水泵房地基处理中的应用[J]. 福建建筑. 2005(Z1)
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