摘要:在建筑工程设计时常常由于工程勘察误差和结构设计、施工等诸多因素往往导致地基的承载能力不能满足建筑物本身的压力,导致了建筑物出现开裂、倾斜甚至塌陷等灾害。为了解决诸如此类的问题出现了很多解决的办法像混凝土围套加固、增加地基自身的宽度、加固加厚和灌浆加固等等,都是为了达到对地基基础进行非常有效地加固处理。本文着重探讨下压密注浆的方法在地基处理中的应用。
关键词; 压密注浆,地基处理,应用
Abstract:Under the construction design, because of the construction prospect error and structure design, and other factors, it will directly lead to the foundation load ability didn’t meet the construction self pressure, finally it also effect the construction appearance and bias even collapse. In order to solve more problems such as concrete surrounding reinforce, adding the foundation self width, reinforce the thickness and grouting reinforce, in order to achieve the foundation effectively reinforce treatment. In this paper, it will deeply discuss on the pushing pressure thickness slip casting methods applications under the foundation.
Keywords: pressure casting, foundation treatment, application
中***分类号:TU47 文献标识码:A文章编号:
一、压密注浆的相关概念
压密注浆是利用较高的压力灌入浓度较大的水泥浆或化学浆液,注浆开始时浆液总是先充填较大的空隙,然后在较大的压力下渗入土体孔隙。随着土层孔隙水压力升高挤压土体,直至出现剪切裂缝,产生劈裂,浆液随之充填裂缝,形成浆脉,使得土体内形成新的网装骨架结构。浆脉在形成过程中由于占据了土体中一部分空间,加上土层内孔隙被浆液所渗透,从而将土体挤密,构成了新的浆脉复合地基,改善了土体的强度和防渗性能,同时也改变了土体物理力学性质,提高了软土地基的承载力。压密注浆法有以下特性
1因使用的是坍落度很小且不流动的惰性浆材,故注入的浆材不会象劈裂注浆效果那样随意乱窜,可基本在预定加固部位形成均匀的固结体。2浆材在注入过程中压缩周围土体,使土层密度加大,承载力得到提高。3浆材坍落度小,配比时可按建筑物承载力需求任意设定形成的固结体强度均匀,可作为桩基使用。4占用场地小,可满足场地狭窄的既有建筑物室内施工。5无振动、无噪音,可在建筑物密集的大中城市使用。6因使用的浆材是以水泥为主,故对施工场地和周围环境不会造成污染。7在注浆施工时,随着注浆量的逐渐增大,便产生较大的上抬力。当人为控制注浆力并造成适宜的上抬力时,能使下沉或倾斜的构筑物得以抬高或扶正。
压密注浆常用于中砂地基及粘土地基中,若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难可能在土体中引起高孔隙水压力时,这就必须采取很低的注浆速率。压密灌浆可用于非饱和的土体,以调整不均匀沉降进行托换技术以及在大开挖或隧道开时对邻近土进行加固。
二、压密注浆的特点及其研究方法
压密注浆的机理非常复杂,涉及到多方面的理论,如有限变形理论、接触理论、固结理论等。研究压密注浆可以采用有限单元法进行分析,土体的变形应该采用有限变形理论中的修正的拉格朗日方法描述进行描述,土体的塑性屈服可采用Mohr-Coulomb屈服准则表示,浆泡与土体之间的接触可采用CavityExpansion理论或点面接触模型进行模拟,分析注浆过程还应该考虑土体的固结效应。
虽然压密注浆力学机理分析及应用先后被国外的学者探讨过,但是,目前对压密注浆的认识还主要是依靠工程经验和现场试验,这无疑给工程的应用带来了极大的不确定性,尤其是注浆压力的控制值,更不必说在施工前就给出一个有效的估计值了。鉴于此,本章将在理论研究的基础上,从注浆扩孔过程中土体的压缩机理出发,考虑能耗区中的土体在注浆压力和土压力共同作用下的应力——应变——体变关系,再根据注浆扩孔过程中的能量守恒和体变平衡原理,解决压密注浆极限扩孔压力的理论解。这对于估算压密注浆极限注浆压力将有着重要的现实意义。
三、压密注浆在地基中处理中的应用范围
压密注浆法同大多数加固地基的方法一样都是为了提高土地的承载能力,以及防止地基的慢慢的塌陷即不均匀的沉降,防止周围在挖掘土地是造成建筑物本身的变形等领域。但是每一种加固地基的方法都有自身的适用范围,压密注浆方法也不例外,尤其建筑工程是关乎民生财产安全等至关重要的物体。研究压密注浆在地基处理中的应用范围显得十分有必要和重要。
压密注浆的方法在较高的压力在地基建设是向里灌入较高的浓度的水泥或者化学液,其一般的过程高浓度的水泥或者化学液先进入较为大的空隙,然后再向细小的缝隙里靠压力挤进去,所以十分适合在地表层较为硬实像灰土层、混凝土。而在中层和深层土质松软这样的地方为建筑地基坚固补强。
由于在注浆管端部附近形成浆泡,当浆泡的直径较小时,灌浆压力基本沿钻孔的径向扩展。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。 所以压密注浆法还可以适用于因为非均匀沉降引起结构物倾斜的纠偏扶正。
由于压密注浆法,浆材坍落度小,配比时可按建筑物承载力需求任意设定形成的固结体强度均匀,可作为桩基使用。占用场地小,可满足场地狭窄的既有建筑物室内施工。所以可以适用于场地窄小处建筑物基础的托换。
由于压密注浆法无振动、无噪音,可在建筑物密集的大中城市使用。而且因使用的浆材是以水泥为主,故对施工场地和周围环境不会造成污染。所以可以适用于地层液化的预防和整治。
四、压密注浆法对在地基处理中的影响因素
在地基的建设中被加固的地基强度是压密注浆法所产生效果的直接反应,压密注浆法在地基处理中产生的效果,主要有地基所在的土层的性质,注浆量的多少、注浆时间的长短、还有浆液的配方组成外添加剂的多少性质等诸多银锁决定,其中土层性质是决定是否采用压密注浆工法的前提条件,通常对表层土质坚硬、而中层和深层土质松软的地层而言,当要求加固后的强度较高时(几个MPa)时,可采用压密注浆工法,该工法可靠性好,强度高(1.5~15MPa),从而满足工程建筑物对地基承载的要求。而浆液的配方是保证加固效果的措施,对达到加固的强度至关重要。注浆量通常根据施工前的工程勘察所确定的地基土层性质和预加固的工程量大小等情况来确定,充足的注浆可保证加固后的土体改良强度,如果注浆量不足将达不到设计的效果。同时注浆后的土体强度受时间的影响作用明显,一般7天后就可达到设计强度的80。28天后可达到最终的设计承载强度。压密注浆工法中的浆液因工艺要求常常要加入一定量的速凝剂、缓凝剂和膨胀剂,如果加入速凝剂会提高加固土质的早期强度,但在一定程度上会降低最终的土层加固强度,但并不影响加固效果。
结语:
压密注浆法虽然在很大程度上解决了地基建设上的诸多问题,尤其在地基加固、不便大型机械出入的场合方面解决了很多实际问题,但是随着我国建筑行业的不断发展,压密注浆法也肯定会随着社会科技的进步而不断更新,完善,在更多的场合发挥作用。
参考文献:
1 杨旭东;多年冻土地区路基变形特性研究[D];长安大学;1999年
2 刘妮娜;注浆法在湿陷性黄土路基暗穴处理中的应用研究[D];长安大学;2003年
3 冯旭海;压密注浆作用机理与顶升效应关系的研究[D];煤炭科学研究总院;2003年
4 孟国涛;昆明南市区地面沉降研究[D];昆明理工大学;2003年
5 王丽娟;沉桩过程中挤土效应的三维有限元分析[D];天津大学;2003年
注:文章内所有公式及***表请用PDF形式查看。
转载请注明出处学文网 » 压密注浆在地基处理中的应用探讨