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常用的注浆方法有那些?

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任何灌浆工程都离不开钻孔、注浆效果检查等几部分。

相对而言,钻孔和效果检查方法已比较成熟,注浆技术则问题较多,因为灌浆施工属于隐蔽性工程,地层构造复杂多变,灌浆理论不太成熟,灌浆效果的好坏很大程度上取决于工程人员的经验。

一、砂砾石层灌浆方法

已在工程实践中使用过的钻孔灌浆方法主要有以下几种。

1 .打花管灌浆法

首先在地层中打入一下部带尖头的花管 [ 图 8-3(a)] ,然后冲洗进入管中的砂土 [ 图 8-3(b)] ,最后自下而上分段拔管灌浆 [ 图 8-3(c)] 。此法虽然简单,但遇卵石及块石时打管很困难,故只适用于较浅的砂土层。灌浆时容易沿管壁冒浆,也是此法的缺点。

注浆

2 .套管护壁灌浆法

如图 8-4 所示,边钻孔边打入护壁套管,直至预定的灌浆深度 [ 图 8-4(a)] ,接着下入灌浆管 [ 图 8-4(b)] ,然后拔套管灌注第一灌浆段 [ 图 8-4(c)] ,再用同法灌注第二段 [ 图 8-4(d)] 及其余各段,直至孔顶,此法的缺点也是打管较困难,为使套管达到预定的灌浆深度,常需在同一钻孔中采用几种不同直径的套管。

3 .边钻边灌法

如图 8-5 所示,仅在地表埋设护壁管,而无需在孔中打入套管,自上而下钻完一段灌注一段,直至预定深度为止。钻孔时需用泥浆护壁或较稀的浆液护壁。如砂砾层表面有粘性土覆盖,护壁管可埋设在土层中 [ 图 8-5(a)] ,如无粘土层则埋设在砂砾层中 [ 图 8-5(b)] ,但后一种情况将使表层砂砾石得不到适宜的灌注。

边钻边灌法的主要优点是无需在砂砾层中打管,缺点也是容易冒浆而且由于是全孔灌浆,灌浆压力难以按深度提高,灌浆质量难以保证。

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4 .袖阀管法

如图 8-6 所示,此法为法国 Soletanche 公司所首创,故又称 Soletanche 方法,于 20 世纪 90 年代开始广泛用于国际土木工程界。在砂砾地基灌浆中,袖阀管法用得最多。

袖阀管法施工工序分为下述四个步骤,见图 8-7 。

( 1 ) 钻孔 通常都用优质泥浆,如膨润土造浆;

( 2 ) 插入袖阀管 为使套壳料的厚度均匀,应设法使袖阀管位于钻孔的中心 [ 图 8-7(b)] ;

( 3 ) 浇注套壳料 用套壳料置换孔内泥浆 [8-7(c)] ,浇注时应避免套壳料进入袖阀管内,并严防孔内泥浆混入套壳料中;

( 4 ) 灌浆 待套壳料具有一定强度后,在袖阀管内放入带双塞的灌浆管进行灌浆 [ 图 8-7(d)] 。

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袖阀管法的主要优点为:可根据需要灌注任何一个灌浆段,还可以进行重复灌浆;可使用较高的灌浆压力,灌浆时冒浆和串浆的可能性小;钻孔和灌浆作业可以分开,使钻孔设备利用率提高。

这一施工方法的缺点主要有:袖阀管被具有一定强度的套壳料胶结,难于拔出重复使用,耗费管材较多;每一个灌浆段长度固定为 33 ~ 50cm ,不能根据地层的实际情况调整灌浆段长度。

二、 裂隙岩石灌浆方法

岩石灌浆一般分为四个步骤: ① 钻孔; ② 清洗钻屑和岩石缝隙; ③ 进行压水试验以获得岩石渗透性资料; ④ 注浆。

注浆方法较多,分类也不统一,国内外用得较多的可分为三类:

1 .自上而下孔口封闭分段灌浆法

此法的主要优点为:全部孔段均能自行复灌,利于加固上部比较软弱的岩层,而且免去了起下栓塞的工序,节省时间。缺点是多次重复钻孔,使孔内废浆较多。

2 .自下而上栓塞分段灌浆法

此法虽然工序简单,工效较高,但缺点较多,例如灌浆前的压水资料不精确,在裂隙发育和较软弱的岩层中容易造成串浆、冒浆和岩石上抬等事故,因而此法仅适用于裂隙不很发育和比较坚硬的岩层中。

3 .自上而下栓塞分段灌浆法

栓塞易于堵塞严密,压水资料比较准确,并能自上而下逐段加固岩石和减少浆液串冒和岩石上抬事故等,在地质条件较差的岩层中多采用此法。

钻孔一般为垂直孔,若裂隙的倾角较大则可钻斜孔以截取更多的裂隙。

灌浆一般采用纯水泥浆。考虑到岩层中往往同时存在着宽窄不同的裂隙,故国内外灌浆规范多规定采用稀浆开始灌注,以防细裂隙被浓浆堵塞,然后根据具体情况逐步提高灌浆压力和浆液浓度。

灌浆结束前,要用最大灌浆压力闭浆 30 ~ 60min ,以排除灌入裂隙中浆液的多余水分。