注浆加固原理
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地基注浆加固方案引言地基是建筑物的基础,它的稳定性直接影响着整个建筑物的安全和稳固性。
然而,由于地质环境的不同,一些地基的承载能力和稳定性可能存在问题。
为了加固地基,注浆技术成为一种常用的手段。
本文将介绍地基注浆加固方案的基本原理和施工方法。
1. 地基注浆的原理地基注浆是一种通过注入浆液改变地基土体性质以增强地基承载能力的方法。
其基本原理如下: - 注浆材料:注浆材料一般由水泥浆、化学药剂和添加剂组成。
水泥浆能够在地基土体中形成胶状体,填充土中孔隙,提高土的密实性和强度;化学药剂可以改变土体的化学性质,提高土体的稳定性和抗水性。
- 注浆方式:地基注浆可以通过曲管注浆、全深注浆或单孔注浆等方式进行。
不同的注浆方式适用于不同的地基条件和加固要求。
- 注浆效果:地基注浆可以提高地基的承载能力、抗沉降能力和抗液化能力,减小地基的变形和沉陷。
2. 地基注浆的施工步骤地基注浆的施工步骤主要包括以下几个阶段: ### 2.1 前期准备 - 地基勘察:对地基进行详细的勘察,确定注浆的区域和方案。
- 设备准备:准备好注浆机械设备、注浆管道和其他辅助材料。
2.2 注浆孔开挖•确定注浆点位:根据实际情况选择注浆点位。
•注浆孔开挖:使用钻机或挖掘机等设备,按照设计要求开挖注浆孔。
2.3 注浆材料配制•水泥浆配制:根据设计要求,按照一定的比例将水泥、水和化学药剂混合。
•浆液测试:对注浆材料进行试验,确保浆液性能符合要求。
2.4 注浆施工•注浆机械设置:设置注浆机械设备,连接注浆管道和注浆泵。
•注浆操作:按照设计要求,将浆液按顺序注入注浆孔内,保持注浆压力和流量稳定。
•注浆控制:根据注浆反馈信息,调整注浆参数,控制注浆范围和厚度。
2.5 后期处理•清理注浆孔:清理注浆孔内的杂物和残渣。
•检验验收:对加固后的地基进行检验验收,确保注浆效果符合设计要求。
3. 地基注浆的应用范围地基注浆技术适用于以下情况: - 地基承载力不足:当地基承载力不足以满足建筑物的要求时,可以通过地基注浆增强地基的承载能力。
浅谈建筑物地基处理中的注浆加固技术建筑物地基处理中的注浆加固技术一直以来都是建筑工程中重要的一环,它可以有效地提高地基承载力,保证建筑物的安全和稳定。
注浆加固技术的应用范围非常广泛,不仅适用于新建建筑物的地基处理,也可以用于老建筑的地基加固和修复。
本文将浅谈建筑物地基处理中的注浆加固技术,探讨其原理、材料、施工工艺及应用效果。
一、注浆加固技术的原理注浆加固技术是通过在地基中注入特定的浆液材料,改善土体的物理和力学性质,增加土体的承载力和稳定性,从而达到加固地基的目的。
这一技术主要有三种类型,分别是压浆、灌浆和射浆。
压浆是在地基内部预埋钢管,通过压浆装置将浆液材料灌注进钢管内,使浆液填充土体空隙,提高土体的密实度和承载力。
射浆是将浆液材料以高压喷射到地基中,改善土体的密实度和力学性质。
这三种注浆加固技术在实际工程中可以根据地基情况和施工要求进行选择和组合应用,以达到最佳的加固效果。
在注浆加固技术中,常用的浆液材料主要包括水泥浆、水泥-膨胀剂浆、聚合物浆等。
这些材料具有良好的渗透性和粘结性,可以与土体充分混合,形成密实、坚固的土浆体,从而提高地基的承载力和稳定性。
水泥浆是使用普通水泥掺合水制成的,具有较高的强度和耐久性,适用于一般地基的加固处理。
水泥-膨胀剂浆是在水泥浆中掺入膨胀剂,可以使浆液具有较好的渗透性和膨胀性,可以适用于土质较差的地基。
聚合物浆是使用聚合物树脂等材料,具有较好的粘结性和塑性,可以适用于特殊地基的加固处理。
注浆加固技术的施工工艺主要包括地基处理准备、注浆设备布置、浆液材料制备、注浆施工操作等环节。
地基处理准备包括地基勘察、地基检测、地基处理方案设计等工作,确定地基的加固范围和加固要求。
注浆设备布置包括选择注浆设备的型号和规格,布置注浆设备的位置,确保施工操作的顺利进行。
浆液材料制备包括按照浆液材料配比要求,进行水泥、膨胀剂、聚合物等浆液材料的准备和搅拌,确保浆液的质量和性能符合施工要求。
注浆加固的原理技术
注浆加固是一种常用的工程技术,用于增强土壤或混凝土结构的承载能力。
其原理是通过在土壤或混凝土中注入浆液或增强材料,使其与原有土壤或混凝土形成一体,从而提高整体的强度和稳定性。
注浆加固的关键技术包括注浆浆液的选型、注浆孔的布置和注浆过程的控制。
合适的注浆浆液需要根据工程情况选择,一般包括水泥浆、聚合物浆等。
注浆孔的布置需要根据结构的需要和地质条件进行合理设计,注浆孔的直径、深度和间距等参数需要通过工程勘察和试验确定。
注浆过程的控制主要包括注浆压力、浆液流量和注浆速度等参数的掌控。
注浆加固的技术优势包括施工方便、适用范围广、效果显著等。
通过注浆加固可以提高土壤或混凝土的抗压、抗剪切和抗侧移等性能,从而增强了结构的整体稳定性。
此外,注浆加固还可以修复已经存在的土体或结构缺陷,如土体沉降、地基下沉、墙体开裂等问题。
然而,注浆加固也存在一些限制和注意事项。
首先,注浆加固的效果受地质条件和注浆材料的影响,需要根据具体情况进行评估。
其次,注浆加固过程中需注意控制注浆压力,避免对周围环境造成不必要的影响。
此外,注浆加固后需要进行监测和评估,以确保加固效果符合设计要求。
总之,注浆加固是一种有效的工程技术,通过在土壤或混凝土中注入浆液或增强材料来增强其力学性能。
其原理主要是通过
注浆材料的填充和增强作用,提高土壤或结构的整体强度和稳定性。
在实际施工中,需要根据具体工程情况选择合适的注浆浆液、合理布置注浆孔,并控制注浆过程的参数,以达到预期的加固效果。
边坡注浆加固方案边坡是指山体或土地表面的斜坡,是自然地形中常见的地貌形态。
由于地质作用、水土流失、人为活动等原因,边坡容易出现破坏、滑坡等问题,对周围环境和人民群众的安全造成威胁。
为了保护边坡的稳定性和安全性,注浆加固方案成为了一种常用而有效的措施。
一、边坡注浆加固的原理边坡注浆加固是通过注入特定的浆液材料到地下岩石中,使其形成坚实的填充体,从而增加边坡的抗剪强度和抗滑稳定性。
注浆加固的原理基于以下几个方面:1. 固结作用:注入的浆液材料与岩石颗粒发生化学反应,使岩石固结成坚硬的物质,增强了边坡的整体稳定性。
2. 增浓作用:注入的浆液填充了岩石中的空隙和裂缝,使岩体的密实度提高,从而增加了边坡的抗剪强度。
3. 滑动面固结作用:通过浆液的注入,形成了一层坚硬的滑动面,有效地防止了边坡的滑动和倾斜。
二、边坡注浆加固的材料选择边坡注浆加固的材料选择至关重要,合适的浆液材料能够更好地发挥加固效果。
一般来说,注浆加固方案可以使用以下几种材料:1. 水泥浆液:水泥浆液是最常见的注浆材料之一,它能够迅速固结,并且具有较高的强度和稳定性。
2. 粉煤灰浆液:粉煤灰浆液是一种环保可持续发展的注浆材料,它不仅能够增强边坡的稳定性,还能够利用废弃物资源,实现资源的再利用。
3. 聚氨酯浆液:聚氨酯浆液具有较好的粘结性和渗透性,它能够填充岩石中的裂缝和孔隙,增加边坡的整体强度。
三、边坡注浆加固的施工方法边坡注浆加固的施工方法有多种,具体的选择需要根据边坡的实际情况来确定。
一般来说,边坡注浆加固可以采用以下几种施工方法:1. 预压注浆法:首先在边坡上设置预压浆管,通过管道往岩体内注入浆液,在岩体固结前施加压力,以增大注浆液的渗透力和填充性能,提高边坡的稳定性。
2. 分段注浆法:将边坡划分为若干个段落,按段进行注浆施工。
通过分段注浆可以有效控制注浆量和注浆压力,保证浆液的均匀分布,提高加固效果。
3. 螺旋切割注浆法:利用螺旋切割机械在边坡中开挖螺旋沟槽,并同时注入浆液。
注浆加固处理方案一、背景随着建筑物使用年限的增长和地基老化等原因,一些建筑物出现了地基沉降和结构安全隐患等问题。
为了解决这些问题,注浆加固成为一种常用的处理方案。
二、注浆加固原理注浆加固是通过将注浆材料注入地基或者结构内部,增加土体的密实度、强度和稳定性,提高建筑物的承载能力和稳定性。
注浆材料可以是水泥浆、聚合物浆料等。
三、注浆加固的步骤1. 确定加固范围:首先需要进行现场勘测和分析,确定需要加固的地基或结构部位。
2. 注浆孔的准备:根据加固范围和设计要求,在需要加固的部位进行钻孔,用于注入注浆材料。
3. 注浆施工:选择合适的注浆材料,通过注浆设备将注浆材料注入到地基或结构内部的注浆孔中。
注浆的压力、流量和速度需要根据具体情况进行调整和监控。
4. 后期处理:完成注浆后,需要对地基或结构进行一定的养护和处理,确保注浆材料充分固化和发挥作用。
四、注浆加固的优势1. 提高承载能力:通过增加地基或结构的密实度和强度,注浆加固可以提高建筑物的承载能力,延长使用寿命。
2. 增强结构稳定性:注浆加固可以提高建筑物的整体稳定性,减少地基沉降和结构的变形。
3. 经济高效:相比其他加固方法,注浆加固施工周期较短,成本较低,适用于对建筑物进行局部加固。
五、注浆加固注意事项1. 设计合理:注浆加固方案应根据具体情况进行设计,考虑地质条件、建筑物结构特点等因素,确保加固效果。
2. 施工规范:注浆施工应按照相关规范和要求进行,确保注浆材料注入到位,充分发挥作用。
3. 监测调整:注浆施工过程中,应根据实际情况进行监测和调整,确保注浆的质量和效果。
六、总结注浆加固是一种常用的解决地基沉降和结构安全隐患的处理方案。
通过合理的设计和规范的施工,注浆加固可以提高建筑物的承载能力和稳定性,延长使用寿命,具有经济高效的特点。
在实施注浆加固时,需要注意设计合理、施工规范和监测调整等因素,以确保加固效果。
地基加固注浆方案地基加固是指通过注浆技术来提升土壤的承载能力,从而增加建筑物的稳定性和安全性。
在建筑施工中,地基加固注浆方案通常被广泛应用。
本文将介绍地基加固注浆方案的原理、步骤和应用。
一、地基加固注浆的原理地基加固注浆主要是通过注入特定的材料(如水泥浆)到土壤中,使土壤颗粒间形成坚固的固结体。
这样可以增加土壤的密实度和强度,提升地基的承载能力,从而有效地减少地基沉降和地震引起的变形。
二、地基加固注浆的步骤1. 前期准备:在进行地基加固注浆之前,需要对施工现场进行勘察和测量,确定地基的情况和需要加固的位置。
同时,还需要对注浆材料进行测试和选择合适的注浆机械设备。
2. 施工方案设计:根据地基的具体情况和工程要求,设计合理的地基加固注浆方案。
方案中需要包括注浆孔的位置、直径和深度等参数,以及注浆材料的种类、浓度和注入的顺序等。
3. 注浆孔的开挖:按照设计方案,在地基需要加固的位置进行注浆孔的开挖。
孔的直径和深度应根据具体情况确定,通常为30-50cm的直径、深度在3-10m之间。
4. 注浆材料准备:选择合适的注浆材料,如水泥浆,按照一定比例进行拌合。
在拌合过程中要确保材料的均匀性和流动性,以保证注浆效果。
5. 注浆施工:使用注浆机械设备将准备好的注浆材料注入到地基的注浆孔中。
注浆过程中需要控制注浆材料的流量和注浆压力,以确保注浆均匀和稳定。
6. 后期处理:注浆完成后,需要对注浆孔进行封堵,以防止材料外溢,同时对施工现场进行清理和恢复工作,保证安全和美观。
三、地基加固注浆的应用地基加固注浆技术在建筑工程中具有广泛的应用。
主要适用于以下情况:1. 土壤松软、承载能力低的地区,如沼泽地、湿地等;2. 地震频发的地区,需要提高建筑物的抗震性能;3. 单位面积负荷大的建筑物,如高层建筑、桥梁等;4. 基础下沉、开裂等地基问题的修复。
地基加固注浆技术可以有效提升地基的稳定性和承载能力,大大增加建筑物的安全系数。
地基注浆加固方案一、地基注浆加固的原理:地基注浆是指将浆液(由水泥、砂浆等材料混合而成)注入地基中,填充土壤缺陷、提高地基的承载能力。
地基注浆加固的原理主要包括以下几个方面:1.填充土壤缺陷:地基注浆可以填充地基中的空隙和缺陷,减小土壤的孔隙比、提高土壤的密实度,从而增加地基的稳定性。
2.改善土壤性质:注浆过程中的反应产物将与土壤颗粒黏附在一起,形成固结体,从而改善土壤的工程性质,提高地基的承载能力。
3.增加土壤的强度:注浆中的材料可以与土壤中的颗粒结合,形成坚固的结构,从而增加土壤的强度,提高地基的稳定性。
二、地基注浆加固的材料:1.水泥:水泥是注浆加固中最常用的材料,其主要作用是与土壤颗粒黏附在一起,形成固结体。
2.砂浆:砂浆主要用于调节注浆的流动性,控制其黏度和硬化时间。
3.外加剂:外加剂可以改善注浆材料的性能,调节注浆的流变特性,提高注浆体的稳定性。
三、地基注浆加固的施工步骤:1.现场勘测:对地基条件进行详细勘测,确定注浆加固的位置和方式。
2.准备材料:准备好所需的水泥、砂浆、外加剂等材料,按照预定的配比进行调配。
3.钻孔:根据设计要求,在地基中钻孔,孔径和孔深根据地基条件和加固要求确定。
4.清洁孔道:用注浆搅拌机清理孔道,确保孔道无积水、杂物等。
5.注浆:使用注浆泵将注浆材料注入孔道,注浆时应从孔口至孔底连续注浆,确保注浆均匀。
6.压浆:在完成注浆后,用控制压力泵对注浆进行压浆,确保注浆达到设计要求。
7.监测:在施工过程中和施工后进行地基承载能力的监测,确保加固效果符合设计要求。
四、地基注浆加固的注意事项:在进行地基注浆加固时,需要注意以下几个方面:1.定期监测:施工前、施工中和施工后,都需要对地基进行定期监测,以掌握加固效果和及时调整施工方案。
2.施工质量:保证注浆材料的配比准确、注浆均匀,注浆压力和速度要合理,确保施工质量。
3.施工安全:在施工过程中,要注意安全操作,使用合适的防护设备,确保施工人员的安全。
浅谈建筑物地基处理中的注浆加固技术建筑物的地基处理是建筑工程中非常关键的一环,地基处理的好坏直接影响到建筑物的使用安全和使用寿命。
而在地基处理中,注浆加固技术是一种非常常见且有效的方式。
本文将从注浆加固技术的基本原理、施工方法和应用范围等方面进行探讨,希望能够对读者有所帮助。
一、注浆加固技术的基本原理注浆加固技术是通过在地基中注入具有一定强度和稳定性的浆液来改善地基的力学性质,以加固地基和提高地基的承载力。
其基本原理是利用浆液填充地基孔隙,形成一定的浆体层,通过浆液的固化硬化来增强地基的承载能力和稳定性。
注浆加固技术可以提高地基的抗压强度、抗剪强度和抗滑移性能,从而实现对地基的有效加固。
1. 材料准备:注浆加固技术所使用的主要材料包括水泥、石灰、膨胀剂、外加剂等。
在进行注浆施工前,需要对这些材料进行充分的准备和配比,以保证注浆浆液的性能满足设计要求。
2. 钻孔:在地基需要加固的位置进行钻孔,钻孔的直径和深度根据实际情况和设计要求来确定。
钻孔的位置和间距要符合设计要求,以保证注浆浆液能够充分填充整个地基。
3. 注浆施工:在完成钻孔后,可以进行注浆施工。
注浆工程主要分为两个阶段,即注浆和固化。
首先是注浆阶段,将预先调配好的浆液通过泵送设备或手工的方式注入到钻孔中,直至地基孔隙充满浆液。
然后是固化阶段,浆液在钻孔中逐渐固化硬化,形成一定的浆体层,从而实现地基的加固效果。
4. 检测和验收:注浆加固施工完成后,需要进行浆液充实度、承载能力和固化效果的检测和验收。
只有通过严格的检测和验收,才能保证注浆加固的质量和效果。
注浆加固技术可以应用于各类建筑物和地基工程中,包括房屋、桥梁、隧道、地下工程等。
具体来说,注浆加固技术可以用于以下几个方面的地基处理:1. 软基处理:对于软弱地基、松散地基和黏性土等软基地质,可以通过注浆加固技术来加固地基,提高地基的承载能力和稳定性。
2. 斜坡稳定:对于山体、崖壁等斜坡地质,可以利用注浆加固技术来加固斜坡体,防止坡体滑坡和塌方。
对于建筑地基加固的方法有许多种,其中地基注浆加固较为多见。
注浆加固主要是通过将某些可以固化的浆液,注入到岩土地基的裂缝或是孔隙当中,从而达到改善地基土层物理力学性质的目的。
注浆加固的原理就是向土中注入一种或几种化学溶液,化学反应的生成物会填充土的孔隙或将土的颗粒胶结起来,从而达到改善土性质的目的。
当然这种方法主要用于黄土等非饱和土或渗透性较好的土。
而对于渗透性比较低的饱和的粘性土,注浆的同时,利用注浆管作为阴极,另外再打入一根金属棒作为阳极,通直电流,利用电渗电泳作用,促使化学溶液在土孔隙中移动,可以起到更好的加固效果。
在砂土中,注浆压力多为0.2-0.5MPa;在粘性土中,注浆压力多为0.2-0.3MPa。
采用水泥砂浆浆液时,坍落度宜为25-75mm,注浆压力为1-7MPa。
当采用水泥水玻璃双液快凝浆液时,注浆压力应小于1MPa。
在粘性土地基中,浆液注入率宜为15%-20%。
注浆点上的覆盖土厚度应大于2m。
注浆孔间距可取1.0-2.0m,并应能使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体。
除此之外,在注浆的时候,还需要考虑浆液的初凝时间,初凝时间则依据地基的土质条件以
及注浆目的确定。
如果为砂土地基,其浆液的初凝时间常在5-20分钟。
如果为粘性土地基,其初凝时间则为1-2小时。
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3 注浆作用机理3.1 注浆理论基础3.1.1 浆液的可注性根据尺寸效应定理,进行渗透注浆的前提是满足浆材对空隙的尺寸效应,即假定粒状浆材的颗粒尺寸为d,地层的空隙尺寸为D p,则浆液渗入空隙的前提条件为DR p 1E d式中:R E—净空比。
一种迄今流行的理论认为,当净空比R E≥3 时,用下式作为渗入性注浆设计注浆材料的基础。
DR p 3E d3.1.2砂砾石注浆目前尚无有效方法可以测出D p值,需采用数学方法加以估算,有效孔隙比的计算公式如下:De pE D式中:e E—砂砾石的有效孔隙比;D —砂砾石的颗粒直径。
由于河床砂砾石一般都受过比较充分的摩擦。
试sg验证明,河床砂砾由于颗粒 大小混合而堆积得比较紧密,其有效孔隙比多变化在 0.195~0.215 之间,计算时 取平均值 0.2,于是上式可以简化为:D p 0.2D因此,评价砂砾石可注性的简化公式为:N Dr dD 15 D 8 515该式被国内外广泛采用。
3.1.3 裂隙岩石注浆 在岩层中钻孔取样虽然比在砂砾石层中容易,但想从岩芯中得到有关空隙尺寸的准确资料目前仍很困难。
以下为根据一般水文地质资料估算空隙尺寸的近似 方法,可供注浆时参考。
设一宽度为的平面裂隙被半径为r 0 的钻孔垂直地穿过并用压力 p 进行压 水,则该裂隙的吸水量可按下式进行计算:p3q 16lg(R / r 0 )式中:q 1 —裂隙吸水量, L / min ; —裂隙宽度,mm ;—水的粘度,厘泊;R —水的扩散距离,m ; p —压水压力,MPa ; r 0 —钻孔半径,cm ; 可注比值N r 的估算公式Mtchell J.K.给出以下可注比值N r 的估算公式(见下表) 影响渗入注浆可注性的主要因素还有浆液的粘度。
粘度越大,流动阻力也越大,能灌注的影响半径也越小,或需要用较高的压力以克服其流动阻力。
可注比N r 的估算公式N r (D15 )s N r (D10 )s N r/(D95 )g 持续可注性持续可注性持续可注性(D、(D粒直径;15 s10 s(D85 )g 、(D95 )g —根据将材颗粒分析试验求得的粒径级配曲线中85%和95%的颗粒直径;—岩层裂隙的宽度。
3.1.4 浆液在岩层中的运动形式和规律浆液在岩土层的运动和凝胶规律是根据地层性质及其导浆结构、浆液类型及流线特性、注浆方式和参数选取而决定的,一般浆液运动形式和规律分两大类。
(1)孔隙性岩土层渗透注浆孔隙性岩土层是由许多相互连通的网状孔隙而形成的导浆系统。
当浆液材料与孔隙通路相适应,在注浆压力不大的条件下,浆液以渗透方式注入孔隙。
这时,浆液的运动形式是渗透—扩散—胶凝,最后将松散的固体颗粒胶结成整体。
这种注浆,浆液流动符合液体渗流定律,浆液是以注浆孔为中心向外扩散。
在注浆过程中,注浆压力克服浆液流动的粘滞阻力和自身的凝胶阻力,随着浆液扩散距离的延长和注浆时间的延续,阻力增加,注浆压力逐渐升高,直到浆液的扩散范围达到设计要求时,即可停止注浆。
注浆压力和扩散半径、浆液粘度、松散岩土的颗粒直径和形状、级配等因素有关。
(2)裂隙岩层渗透注浆由几组裂隙相互切割连成网状裂隙而形成的导浆系统,根据浆液性质不同,运动可分为:①溶液类和胶体类浆液的运动规律这种浆液的流动规律符合渗透定律,浆液的流动、扩散和凝胶规律与前述相似。
②悬浊浆液的运动规律从整体上看它仍服从渗流定律,但从微观上看,悬浊浆液在裂隙中的流动可以认为是固体颗粒的水力运输。
浆液逐渐凝固硬化成结合体,由于结石率小于1,故岩层内仍有一定间隙,因此,加大注浆压力,这会使原有裂隙有所扩大,注浆后扩大的裂隙回缩,能使裂隙完全封闭。
而且由裂隙回弹产生的压力是大面积的法向正应力,它能在厚度仅为1mm 左右的浆层中造成巨大的压力梯度,对浆液的排水固结特别有效。
萨巴得提出,在平均注浆压力p a 作用于裂隙面为半无限弹性介质的岩体上,注浆孔荷载作用中心位置的岩石弹性变形,可依下式计算:4 1 2p a RE在注浆方向上的裂隙边缘变形量为:8 1 2p a R rE式中:0 —荷载中心位置裂隙变形,m; E —岩石弹性模量,MPa;—岩石泊松比;R —径向注浆距离,m;p a —平均注浆压力,MPa。
③管道型注浆1)孔隙性岩层人工压裂管道型注浆孔隙性岩层内,由于浆液材料与孔隙通路不相适应或采用了高压注浆,浆液不能以渗透方式逐渐注入到孔隙中去,而是继续在注浆压力作用下,当压力升高到一定高度,便在地层的薄弱部位形成压裂脉状管道导浆系统。
浆液的运动过程是压裂—流动—凝胶,如此反复多次,直到形成树枝状或脉状切割的胶凝带而不再被压裂为止。
与此同时,松散地层被压密,渗透系数减小,地层透水能力降低。
因此,地层强度有所提高,可起到阻水、防渗、截流、固结的作用。
注浆压力起着压裂地层,扩大浆液通道及克服流动阻力的作用。
在实施过程中其变化规律是:压力开始上升,地层压裂后压力下降,同时浆液扩散距离受胶凝时间和浆液粘度的影响;浆液凝胶后再加大注浆压力,浆液凝胶后的地层再压裂,形成新的通道;如此反复多次,压力一次比一次升高,直到地层压密达到设计要求的渗透系数和扩散半径决定于浆液凝胶时间,所以,注浆参数是根据经验和试验决定的。
2)岩溶层管道型注浆浆液在裂隙中的运动是按管道流方式进行,其特点是流动—扩散—凝胶。
注浆压力是用来克服浆液与岩壁间的摩擦阻力、粘结力和局部(弯曲、变径)阻力以及静水压力。
管道流动阻力比渗流要小,因此,浆液扩散范围较远。
为避免浆液流失,一般采用低压灌注,间歇注浆,并控制凝胶时间。
注浆压力与管道直径、注浆流速、扩散距离、浆液性质以及岩壁粗糙程度和弯道大小、变径情况等因素有关。
可根据管道流压力降公式计算,或反求扩散半径,由扩散半径控制凝胶时间。
3.2 渗透注浆理论渗透型注浆取决于三个基本要素,即浆液流变学特性,渗透流线特性及浆液在地层中的扩散形态。
浆液的流变学特性:du 或dur 0ldy dy该式称为浆液的物理方程。
浆液的流线特性曲线和基本方程如表。
浆液流变特性曲线和方程流线形态 层流 紊流雷诺数 <10 10~100 100~2000 渗流特性 线性 非线性 非线性特性曲线v周基本方程 线性渗流定律 达西定律 V k g J非线性渗透定律哲才公式V k J 1/ 2 g福熙海麦公式VaVbV 2浆液在地层中的实际扩散形态相当复杂,很难使它按照需要实行人工控制。
它主要受地层的矿物组成、软硬程度和其中的空隙形态所制约。
根据注浆机理大 体上可分成脉状扩散和渗透扩散两种。
脉状扩散是浆液沿着地层原有的和因劈裂 形成的裂隙通道扩散扩散,其形式类似于脉管;渗透扩散是浆液沿着地层岩土、 砂颗粒之间的孔隙均匀扩散基本上不改变地层颗粒位置,类似于水在其中渗透。
一般说来,在裂隙岩层中注浆,浆液多呈脉状扩散,只有在溶洞充填物、断 层破碎带和软弱夹层、砂、砾土中才可能会有部分渗透扩散。
浆液的扩散形式,虽然浆液在扩散中其表面是不规则的,但在理论计算仍按均匀扩散考虑。
扩散形 式有柱面、球面、柱面—半球面三种,如下图所示。
l⎪(a)(b) (c)柱面扩散球面扩散柱面-半球面扩散浆液在地层中的扩散形态3.3 压密注浆理论压密注浆是指通过钻孔在土中注入极浓的浆液,随着注浆量的增加,在持续 压力作用下在注浆点使土体压密而形成浆块。
压密注浆的主要特点之一,是它在较软弱的土体中具有较好的效果。
此法最 常用于中砂层,粘土地层中若有适宜的排水条件也可采用。
可发现和加固最软弱 的土体带。
经实践得出:注浆体的扩大会导致土体内出现复杂的径向和切向应力体系。
在紧靠浆块处的土体存在大的破裂、剪切和塑性变形带。
这一带的土体密度由于 挠动而降低。
随着从土体到浆块的增加,土体变形主要为弹性变形,而土体密度 有明显的增加。
3.4 劈裂注浆理论劈裂注浆指在压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩石 土体结构的破坏和挠动,使其沿垂直于小主应力平面上发生劈裂,使地层中原有 的裂隙或孔隙、浆液的可注性和扩散距离都增大,而所有的注浆压力相对较高。
在岩层中,一般假定地层为一各向同性、均匀连续的线性弹性体,因而可用 下述方程表达钻孔井壁处开始发生水力劈裂的条件:*垂直劈裂p 0 1 2KS th 1 N3h 1*水平劈裂p 0 11S th1 N 1h式中:p0 —注浆压力,MPa;h —由岩石重量产生的垂直应力,Pa;—岩石的泊松比;K3 —侧压力系数;S t —岩石的抗拉强度,MPa;N1 —用来扩张孔劈的液体压力比例系数,与地层渗透性和浆液粘度等有关,变化在0~1 之间,对不透水岩石N1 值等于1,透水性较大的岩石N1 值接近零。
在实际注浆过程中却常常发生水力劈裂,其主要标志是注浆时岩层表面出现不同程度的上抬或耗浆量突然增加。
出现低压劈裂的现像是因为岩层存在不同形式的软弱构造。
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