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【摘 要】 注浆是岩土施工工程项目中的必要步骤,本文简要介绍了注浆技术对岩土工程的必要性,从原理、方法、材料等方面对注浆技术进行了介绍,重点阐述了注浆技术在岩土施工工程项目中的应用。对注浆技术的实际应用研究研究有积极的指导意义。
【关键词】 岩土工程;施工;注浆技术
1、前言
岩土工程的整个施工过程大概可以分为三部分:地基基础工程施工、隧道与地下工程施工、基坑与边坡工程施工。在岩土工程项目的施工中,注浆技术可以很好的配合明挖法、盖挖法、暗挖法等岩土工程中施工手段,目前已应用于处理地下工程中深基坑开挖施工时的漏水问题,对矿山凿井过程中的地层进行加固等方面。随着注浆技术的广泛应用,注浆技术成为重要且不可缺少的岩土项目施工手段。
另外注浆技术可以用来消除桩基病害,提高桩基强度,弥补桩基的本身缺陷。还可以用来处理岩土施工项目中出现的裂缝、空洞问题,挽回施工质量和施工材料质量不合格、地下水腐蚀所造成的损失。
2、注浆技术基本原理
注浆技术也被称为灌浆技术,是指通过液压、气压和电渗等方法,在岩土地基的裂缝或者孔洞中注入某些可以固化为结石体的浆液,以提高岩土的强度、稳定性等物理性能的技术,其工程目的是解决建筑物易出现的渗、漏、偏斜等问题使新结构成为抗压性能强、抗折强度大、防水性能高的整体。
目前岩土施工工程中注浆技术采用的材料种类很多,大致可分为粒状浆材和化学浆材。其中粒状浆材主要指的是水泥浆液,其组成成分是水、水泥、以及外加剂和外掺料,此外可根据实际需要在泥浆中添加特殊物质来调节泥浆性能。化学浆材包括防渗止水类浆材和加固补强类浆材两大类,但是化学浆材通常有毒性且价格偏贵,注浆效果低于水泥的注浆效果。
注浆技术可以根据不同的标准有不同的分类:
(1)根据注浆材料分为:水泥注浆、化学注浆、混合注浆;
(2)根据注浆对象分为:岩石注浆、砂砾注浆、粘土注浆;
(3)根据注浆目的分为:防渗注浆、加固注浆、基础托换注浆;
(4)根据注浆机理分为:充填注浆、劈裂与脉状注浆、基岩裂缝注浆、渗透注浆、界面注浆、混凝土裂缝注浆、挤密注浆;
(5)根据注浆压力来源分为:静压注浆、高压喷射注浆。
在对岩土工程进行注浆时,除了要选择注浆的材料、机理和压力来源外,注浆孔洞的数目和位置需要根据实际的地质条件仔细选择,因为这对注浆效果、注浆成本及注浆时间有着很大的影响。
3、注浆技术在岩土施工工程项目中的应用
3.1岩土施工中的治水防渗
在进行地下岩土工程例如矿山巷道、地铁、竖井及隧道等施工过程中,施工企业需要解决项目的渗水、漏水问题。可以利用注浆技术防止地下水的涌入或者渗漏。
在地上岩土工程例如河坝、海坝等的施工时,注浆技术可有效解决水的渗漏、基坑周边的渗水以及和坝体基底的涌水涌砂问题。另外在岩土工程的开采中,常常会在碳质页岩、泥岩、粘土等岩石中开挖井巷。这几种岩石均属于软粘土质岩石,有层理构造和碎屑结构,岩石本身的稳定性低、强度低,在开采过程中极易出现岩溶含水层的技术难题。特别是当井巷的开凿方向与岩石的层理方向相同时,会使爆破效果大大降低,且容易出现冒顶、垮塌事故,给施工进度和项目的地下支护工作带来妨害。
在地下岩土项目的施工中采用注浆技术,对开挖后需要形成的顶板进行预处理,使顶板周围的岩土抗压性能、防渗防漏性增强,确保井巷开挖后的顶板形成一个防护体,发挥岩石自身的承拱作用,为后续的网、喷、锚等临时支护作业和混凝土浇筑的永久支护施工的进行,创造安全的施工条件。
在地上闸坝的岩石沙土或砂砾石的地基施工中,采用注浆工艺可以起到防水防渗的作用。通过注浆可以是使地基顶部与混凝土浇筑的闸板底部(或坝体)相连接,并保证闸板底部在相对隔水性好的岩层中有一定的延伸深度,已阻止或减少地基中地下水向上的渗透,增强了坝体的稳定度。另外在选择地基的注浆孔洞数目时,可以根据地基中地下水的情况设计两排孔和多排孔交叉。当地质条件比较复杂、地下水头较高时,可采用3排以上的注浆孔洞对地基注浆。
3.2岩土施工中的地基加固
注浆技术能够应用于各种类型的地基加固项目,有效提高地基的承载力和负荷力。目前常见的地基加固工程有公路路基、铁路路基的下沉加固、机场跑道的下沉加固、建筑物沉陷地基的加固和抬升、桩底注浆加固提高桩基承载能力等等。
在城市化的过程中,建筑物的高度越来越高、密度越来越大、跨度越来越大,对建筑地基的要求也越来越高。地表土质较差时地基的承载力就会变小,浅地基础的形式完全不能满足高层建筑对地基质量的要求,由此地基形式逐渐向深地基形式发展。桩基础是深地基最常见的形式之一,在地上结构的长期压力作用下桩基础会出现沉降现象。为了适应高层建筑的要求,桩基础的设计多采用端承桩形式。灌注桩是目前采用最多的桩基础方式,具有承载力大、适应性强、不挤土、振动小等优点,但是在桩成孔的过程中会扰动桩基础周围土体,削弱了桩端和桩基础周围土体的强度,降低了灌注桩摩擦力的下降。而将注浆技术应用到灌注桩中,可以有效降低不利因素的影响,提高地基的承载力。
在处理建筑物沉降的问题时,需要同时进行地上结构的加固和地基加固处理两项工程。首先对地基进行加固,在控制住地基的沉降现象后再对上部结构进行加固。
采用利用岩土注浆技术加固地基,是保证岩土施工工程项目质量的重要方式,广泛应用到各行各业的建设生产中。经注浆加固的地基,既能够地下施工项目防水防渗的要求,又能满足高层建筑对地基稳固性、高承载力的要求。而且注浆技术操作方便易行,设备简单易维护,为施工建设的进度和质量提供了保证。
4、岩土施工中易出现的注浆特殊情况及处理措施
(1)串孔现象。①可间隔布孔、顺序注浆;②发生串扰的孔洞同时注浆;③隔离串孔与被串孔,先塞住被串孔,当其他孔洞注浆结束后再向被串孔洞内注浆。
(2)冒浆现象。该情况主要以预防为主。当出现大面积冒浆现象需使采用反压法处理;冒浆轻微时可直接采取待凝复灌措施。
(3)地面出现隆起。通常的施工工程中允许地面出现一定的隆起变形。但是隆起现象较严重时,需要立即停止注浆并降低注浆压力,查明地面出现隆起的原因后,采取科学的防治措施进行处理。
(4)注浆管路发生堵塞。①搅拌注浆时各成分的配比要准确,充分搅拌;②定期清理注浆管道,保持管路内部管壁的良好润滑性;③定期维修注浆系统的阀门,确保使它们开、关灵活。
5、结语
综上所述,注浆技术在岩土施工工程起到了举足轻重的作用,在实际的施工中占据重要的地位。本文注浆技术在岩土施工工程中的应用和需注意的事项进行了阐述。随着岩土项目施工方式的不断发展和改进,注浆法在岩土工程的作用将得到进一步的发展和进步。
参考文献:
[1]杨超.浅谈岩土施工工程项目中的注浆技术[J].广东科技.2012,10(25):137-143.
[2]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):96-97.
[3]王立平.注漿法在岩土工程施工中的应用及其各类方法之比较[J].安徽建筑,2007,(02):33-34.
[4]尚丽萍.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,(09):73-74.
[5]马元.浅析注浆法在岩土工程施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版).2013,10.
[6]费凌宛,杨宏彦.注浆技术及其应用在处理住宅工程病害中的措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(02).
[7]侯小静,于文君.浅谈注浆法在土建工程地基加固中的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(03).
【关键词】 岩土工程;施工;注浆技术
1、前言
岩土工程的整个施工过程大概可以分为三部分:地基基础工程施工、隧道与地下工程施工、基坑与边坡工程施工。在岩土工程项目的施工中,注浆技术可以很好的配合明挖法、盖挖法、暗挖法等岩土工程中施工手段,目前已应用于处理地下工程中深基坑开挖施工时的漏水问题,对矿山凿井过程中的地层进行加固等方面。随着注浆技术的广泛应用,注浆技术成为重要且不可缺少的岩土项目施工手段。
另外注浆技术可以用来消除桩基病害,提高桩基强度,弥补桩基的本身缺陷。还可以用来处理岩土施工项目中出现的裂缝、空洞问题,挽回施工质量和施工材料质量不合格、地下水腐蚀所造成的损失。
2、注浆技术基本原理
注浆技术也被称为灌浆技术,是指通过液压、气压和电渗等方法,在岩土地基的裂缝或者孔洞中注入某些可以固化为结石体的浆液,以提高岩土的强度、稳定性等物理性能的技术,其工程目的是解决建筑物易出现的渗、漏、偏斜等问题使新结构成为抗压性能强、抗折强度大、防水性能高的整体。
目前岩土施工工程中注浆技术采用的材料种类很多,大致可分为粒状浆材和化学浆材。其中粒状浆材主要指的是水泥浆液,其组成成分是水、水泥、以及外加剂和外掺料,此外可根据实际需要在泥浆中添加特殊物质来调节泥浆性能。化学浆材包括防渗止水类浆材和加固补强类浆材两大类,但是化学浆材通常有毒性且价格偏贵,注浆效果低于水泥的注浆效果。
注浆技术可以根据不同的标准有不同的分类:
(1)根据注浆材料分为:水泥注浆、化学注浆、混合注浆;
(2)根据注浆对象分为:岩石注浆、砂砾注浆、粘土注浆;
(3)根据注浆目的分为:防渗注浆、加固注浆、基础托换注浆;
(4)根据注浆机理分为:充填注浆、劈裂与脉状注浆、基岩裂缝注浆、渗透注浆、界面注浆、混凝土裂缝注浆、挤密注浆;
(5)根据注浆压力来源分为:静压注浆、高压喷射注浆。
在对岩土工程进行注浆时,除了要选择注浆的材料、机理和压力来源外,注浆孔洞的数目和位置需要根据实际的地质条件仔细选择,因为这对注浆效果、注浆成本及注浆时间有着很大的影响。
3、注浆技术在岩土施工工程项目中的应用
3.1岩土施工中的治水防渗
在进行地下岩土工程例如矿山巷道、地铁、竖井及隧道等施工过程中,施工企业需要解决项目的渗水、漏水问题。可以利用注浆技术防止地下水的涌入或者渗漏。
在地上岩土工程例如河坝、海坝等的施工时,注浆技术可有效解决水的渗漏、基坑周边的渗水以及和坝体基底的涌水涌砂问题。另外在岩土工程的开采中,常常会在碳质页岩、泥岩、粘土等岩石中开挖井巷。这几种岩石均属于软粘土质岩石,有层理构造和碎屑结构,岩石本身的稳定性低、强度低,在开采过程中极易出现岩溶含水层的技术难题。特别是当井巷的开凿方向与岩石的层理方向相同时,会使爆破效果大大降低,且容易出现冒顶、垮塌事故,给施工进度和项目的地下支护工作带来妨害。
在地下岩土项目的施工中采用注浆技术,对开挖后需要形成的顶板进行预处理,使顶板周围的岩土抗压性能、防渗防漏性增强,确保井巷开挖后的顶板形成一个防护体,发挥岩石自身的承拱作用,为后续的网、喷、锚等临时支护作业和混凝土浇筑的永久支护施工的进行,创造安全的施工条件。
在地上闸坝的岩石沙土或砂砾石的地基施工中,采用注浆工艺可以起到防水防渗的作用。通过注浆可以是使地基顶部与混凝土浇筑的闸板底部(或坝体)相连接,并保证闸板底部在相对隔水性好的岩层中有一定的延伸深度,已阻止或减少地基中地下水向上的渗透,增强了坝体的稳定度。另外在选择地基的注浆孔洞数目时,可以根据地基中地下水的情况设计两排孔和多排孔交叉。当地质条件比较复杂、地下水头较高时,可采用3排以上的注浆孔洞对地基注浆。
3.2岩土施工中的地基加固
注浆技术能够应用于各种类型的地基加固项目,有效提高地基的承载力和负荷力。目前常见的地基加固工程有公路路基、铁路路基的下沉加固、机场跑道的下沉加固、建筑物沉陷地基的加固和抬升、桩底注浆加固提高桩基承载能力等等。
在城市化的过程中,建筑物的高度越来越高、密度越来越大、跨度越来越大,对建筑地基的要求也越来越高。地表土质较差时地基的承载力就会变小,浅地基础的形式完全不能满足高层建筑对地基质量的要求,由此地基形式逐渐向深地基形式发展。桩基础是深地基最常见的形式之一,在地上结构的长期压力作用下桩基础会出现沉降现象。为了适应高层建筑的要求,桩基础的设计多采用端承桩形式。灌注桩是目前采用最多的桩基础方式,具有承载力大、适应性强、不挤土、振动小等优点,但是在桩成孔的过程中会扰动桩基础周围土体,削弱了桩端和桩基础周围土体的强度,降低了灌注桩摩擦力的下降。而将注浆技术应用到灌注桩中,可以有效降低不利因素的影响,提高地基的承载力。
在处理建筑物沉降的问题时,需要同时进行地上结构的加固和地基加固处理两项工程。首先对地基进行加固,在控制住地基的沉降现象后再对上部结构进行加固。
采用利用岩土注浆技术加固地基,是保证岩土施工工程项目质量的重要方式,广泛应用到各行各业的建设生产中。经注浆加固的地基,既能够地下施工项目防水防渗的要求,又能满足高层建筑对地基稳固性、高承载力的要求。而且注浆技术操作方便易行,设备简单易维护,为施工建设的进度和质量提供了保证。
4、岩土施工中易出现的注浆特殊情况及处理措施
(1)串孔现象。①可间隔布孔、顺序注浆;②发生串扰的孔洞同时注浆;③隔离串孔与被串孔,先塞住被串孔,当其他孔洞注浆结束后再向被串孔洞内注浆。
(2)冒浆现象。该情况主要以预防为主。当出现大面积冒浆现象需使采用反压法处理;冒浆轻微时可直接采取待凝复灌措施。
(3)地面出现隆起。通常的施工工程中允许地面出现一定的隆起变形。但是隆起现象较严重时,需要立即停止注浆并降低注浆压力,查明地面出现隆起的原因后,采取科学的防治措施进行处理。
(4)注浆管路发生堵塞。①搅拌注浆时各成分的配比要准确,充分搅拌;②定期清理注浆管道,保持管路内部管壁的良好润滑性;③定期维修注浆系统的阀门,确保使它们开、关灵活。
5、结语
综上所述,注浆技术在岩土施工工程起到了举足轻重的作用,在实际的施工中占据重要的地位。本文注浆技术在岩土施工工程中的应用和需注意的事项进行了阐述。随着岩土项目施工方式的不断发展和改进,注浆法在岩土工程的作用将得到进一步的发展和进步。
参考文献:
[1]杨超.浅谈岩土施工工程项目中的注浆技术[J].广东科技.2012,10(25):137-143.
[2]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):96-97.
[3]王立平.注漿法在岩土工程施工中的应用及其各类方法之比较[J].安徽建筑,2007,(02):33-34.
[4]尚丽萍.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,(09):73-74.
[5]马元.浅析注浆法在岩土工程施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版).2013,10.
[6]费凌宛,杨宏彦.注浆技术及其应用在处理住宅工程病害中的措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(02).
[7]侯小静,于文君.浅谈注浆法在土建工程地基加固中的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(03).