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摘要:近些年來,隨著我國加大對外開放的力度,我國建筑業面臨著嚴峻的挑戰,面對國內外雙重壓力,為了提高建筑質量、延長建筑其使用年限,在巖土工程的建筑中,注漿技術的應用逐漸廣泛。注漿技術是巖土工程施工中最重要的關鍵部分,注漿技術能有效提升巖土建筑工程的質量,延長其使用年限,并且能加固其建筑結構,增加建筑安全性、穩定性、抗震性,同時能完善巖土工程的基本性能。為此,下文將對注漿技術的特點與作用,及其在巖土工程施工中的應用進行分析與探討,希望能對廣大同行有所助益。
關鍵詞:注漿技術;巖土工程;施工
注漿技術是巖土工程施工中最重要的關鍵部分,注漿技術能有效提升巖土建筑工程的質量,延長其使用年限,并且能加固其建筑結構,增加建筑安全性、穩定性、抗震性,同時能完善巖土工程的基本性。注漿技術(注漿法)也稱灌漿法,是在巖土施工過程中,在巖土土基的裂縫或者孔隙中,使用液壓、氣壓、電滲等方法,注入注漿材料的漿液,用以改善其物理力學性質的方法,等到漿體凝固之后,形成結石體,從而使得該巖土工程結構的強度和穩定性得以加強。注漿的目的是防滲、堵漏、加固和糾正建筑物偏斜。注漿機理有:填充注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。
一、注漿技術的概述
(一)注漿技術。注漿技術(注漿法)也稱灌漿法,是在巖土施工過程中,在巖土土基的裂縫或者孔隙中,使用液壓、氣壓、電滲等方法,注入注漿材料的漿液,用以改善其物理力學性質的方法,等到漿體凝固之后,形成結石體,從而使得該巖土工程結構的強度和穩定性得以加強。注漿的目的是防滲、堵漏、加固和糾正建筑物偏斜。注漿機理有:填充注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。
(二)注漿材料的優缺點。注漿技術的應用,可以有效避免巖土工程中的漏水,滲透,堵塞等問題。注漿技術在巖土工程中的必要性體現于注漿材料的選擇,在巖土工程的土層機構鞏固、施工裂縫填充等方面,注漿技術的使用,使得巖土工程有防滲透,防水,堵漏等作用。在實際的巖土工程施工中,依據不同的巖土工程架構,選擇合適恰當的注漿材料,使其作用得到最大的優化。注漿材料有化學漿材和粒裝漿材,化學漿材近年來使用比較廣泛的是水玻璃、聚氨酯和環氧樹脂漿材,這幾種化學漿材可注性好,漿液粘度較低,能注入到細微裂縫中。粒裝漿材主要就是由水泥、水、外加劑和外摻料組成的水泥漿。普通水泥顆粒較大,一般只能注入直徑較大的孔徑以及寬度較大的裂縫中,在使用上受到一定的限制。但顆粒漿材材料來源豐富,造價成本低廉,漿液配置方便,操作簡單,結實體強度高。化學漿液相對于粒裝水泥漿液價格較貴,而且化學注漿結實體強度沒有水泥漿結實體強度高,化學漿還具備一定的毒性。
二、注漿技術在巖土工程中的作用
(一)加固地基的作用。注漿技術對于巖土工程的地基加固中,有廣泛的應用。注漿技術能夠將地基的承載力提升上來。隨著建筑行業的發展,建筑跨度的加大,建筑高度的增加,不同的地質影響會對巖土工程的地基造成不同的影響。有一些巖土工程的地基建立于較差的土質中,其柱底的承載力就會很薄弱,淺層基礎的模式又不能滿足建筑物高質量高強度的需求。這個時候用注漿技術加固柱底,可以將柱基的承載力提升上來??梢约庸坦?、鐵路跑道德地基下沉等情況。
(二)防水防滲透的作用。巖土工程的施工中,通常都會遇到巖層內水流流出來的情況,這會給施工造成阻礙,加大施工難度,在巖土工程的具體施工中,還經常會碰到粘土、泥巖和碳質的頁巖等情況,在這樣的環境下開挖井巷或者建立隧道,因為有碎屑結構和巖理的結構會存在于軟粘質巖石中,并且具有強度低、穩定性能低的不足之處,特別是沿著層理方向對巷道進行開鑿的過程中,不僅爆破效果不好,而且容易產冒頂、垮塌事故,給開挖和支護帶來不利影響。這個時候利用注漿技術建立注漿防滲透帷幕去控制巖土滲水以及防滲堵漏的問題,不僅能使巖層內水流得以有效截斷,進而可以使巖土的滲透性得到有效地降低;同時,通過注漿施工還可以有效地減少地下水的滲流問題,這對于提高巖土工程的抗滲性有著極其重要的意義。使用合適的注漿技術建立防滲透帷幕,打好第一步基礎,為后期的巖土工程施工墊好干燥穩固的施工環境,可使得工程的有效進展并且還能提升該巖土工程的質量以及工程的使用壽命等。
(三)固結穩定的作用。注漿技術可以降低巖土的壓縮性,使其壓縮性得以降低,進而提高巖土的變形模量,注漿技術有效改善巖土的壓縮性,就可以改善巖土工程中的柱底地基下沉問題。注漿技術能夠使得巖土結構的力學性能得以顯著改善,提高巖土工程的承載力,還能提高以及改善邊坡巖土的穩定性,使得巖土工程的結構更加穩定,更具備安全性。
三、在巖土工程施工中注漿技術的類型
(一)壓密注漿技術。在施工前期做好注入漿液的準備,按照工程所需的比例,選擇合適的注漿材料,調配好水泥、化學漿液,保障這兩種注入漿液可以充分融合。在漿液融合后利用高壓的方法將其一起灌注到相應的土層中,完善巖土層的條件,使得巖土工程的土層實際密度得到提高,改善巖土工程的工程強度。注漿工作開展前,應對注漿材料、注漿設備進行審查,確保其質量后才能進行注漿工作。壓密注漿技術在施工過程中,要依據巖土工程項目實施單位施工圖所提供的的控制節點,合理安排安置好樁位,在注漿時,要注意確保對樁位線位置的確定;震動打孔機在進行注漿打孔工作時,在鉆桿第一節末端入土后,第二根鉆桿才可以接入。在壓密注漿技術的施工中,要要先對較大孔隙部分進行填充,再利用高壓方法將調好的漿體壓入到細小微小的孔縫中。在進行粘土地基或者是中砂地基的處理工作中,這一注漿技術有著較好的應用效果。
(二)劈裂注漿技術。劈裂注漿技術是巖土工程中應用較多的注漿技術,在巖土工程施工中使用劈裂注漿技術,需要用到高壓注漿工藝,將漿液注入巖土層,以此提升巖土層的強度,完善巖土層的基本性能。在劈裂注漿技術施工進行過程中,先要進行鉆孔施工,鉆孔施工對于孔徑有著嚴格的要求,要控制好鉆孔垂直度以及位置的合理性,孔徑一般在90厘米左右最佳。鉆孔施工進行后就要進行注漿操作,注漿操作要將漿液注入單向閥管內部和鉆孔壁間的空隙內,以達到填充的目的。應保證漿液填滿單向閥管內的孔隙以及鉆孔壁,同時保證漿液填充均勻,以免漿液在受到重壓時流出。注漿插入單向閥管時所插入的塑料管管徑應為50厘米左右的塑料管。最后要先插入雙向的密封式注漿心管,再將漿液注入管內,進行分層注漿工作。
(三)電動化學注漿技術。電動化學注漿技術是應用最為廣泛的一種注漿技術,電動化學注漿技術在巖土工程中應用時,施工人員要在全面掌握工程情況下操作,對鉆孔位置、鉆孔數量要做到心里有數并且確保鉆孔位置設置是合理的,電動化學注漿技術是需要在陰極使用過濾水管,對于注漿設備管來說在陽極使用帶孔式注漿設備,將調劑好的漿液注入注漿設備后,接入直流電,孔隙水可以由陽極流向濾水管,進而使化學漿液流滲到土層的孔隙內,控制巖土層內的含水量,待漿液凝結后,可以實現土層加固的目的。施工人員在灌漿工作完成后,還應對鉆孔進行封口、封嘴工作。此外,還要使用防水材料,涂抹灌漿位置,保障巖土工程的防水性能。
四、注漿技術在巖土工程施工中的應用
(一)地基加固。在巖土工程施工中運用注漿技術能夠將地基的承載力提升,從而達到加固地基的作用。當前巖土工程地基逐步朝著深基礎放線發展,其中一類較為常見的形式就是樁基礎。在使用樁基礎時,會因為長時間受到上部結構的荷載而導致沉降情況出現。所以當前大部分巖土工程都會采取端承樁的形式來降低樁基礎的沉降。一般端承樁的類型主要有預制樁與灌注樁兩種,其中灌注樁具有良好的承載力,無擠土、無振動的優點,能夠和已有構筑物臨近作業,因此廣泛運用于巖土工程施工過程中。不過需要一提是,在進行灌注樁作業時,成孔階段會對周邊土體產生干擾,使得樁端、樁周的土地強度下降,加之水泡軟化,會進一步減小土體強度,導致樁基礎具體承載能力下降。
(二)防水防滲。涌水問題常常出現在地下工程施工,如豎井、礦山巷道、地鐵以及隧道燈工程作業當中,所以要想有效控制涌水或是進行防滲堵漏,則可以使用注漿防滲帷幕來實現。而且注漿法還能夠適用在壩體壩基的防滲堵漏、基底涌水用啥以及基坑周圍滲水等治理工作當中。部分巖土工程施工環節會需要開挖軟粘土巖石,如泥巖、粘土以及碳質頁巖等,不過因為該類巖石的層理以及碎屑構造較為特別,所以如若在具體開挖環節沒能根據軟粘土層巖石層理來進行,就會非常容易導致冒頂或是垮塌等事故出現。而運用注漿防滲帷幕則能夠有效解決該類問題,其工作原理在于開挖巷道前,對頂板暴露面圍巖實施“凝結加固”,開完完成后,頂板防滲帷幕層就會形成“圍巖支護體”,來提高圍巖承載能力,保證作業的安全。除此之外,在砂礫石地基以及閘壩巖石中也經常會使用到注漿技術,一般都是利用其來建設防滲帷幕。通過連接帷幕頂部和壩體或是混凝土閘底板,并且將帷幕底部滲入特定的不透水巖層深度來達到對地基內地下水滲透進行阻止的效果,進而將滲透水對閘壩的壓力減小。
五、結論
總而言之,在巖土工程施工過程中應用注漿技術起到了非常重要的作用,其不單單影響到了整體工程的安全等級,并且還決定著工程的施工質量。因此在開展巖土工程施工過程中必須要對該項技術予以充分重視,相關工作人員應當要能夠正確掌握該項技術的特點以及作用,熟練運用其各項技術要點,并且能夠結合實際情況來進行有效應用,以切實將注漿技術應有的作用與價值發揮出來,切實提高整體工程質量與安全。
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作者:葛化永 單位:江蘇省地質礦產局第五地質大隊