灌漿施工技術(shù)和方法在土木工程中的應(yīng)用

王張平

摘要：灌漿施工技術(shù)和灌漿方法是土木工程的新型施工技術(shù)和方法。主要分析了土木工程灌漿材料的分類及其特點(diǎn)，進(jìn)而探討了土木工程的灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)和主要的灌漿方法。

關(guān)鍵詞：土木；灌漿；技術(shù)；工程

中圖分類號：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095－6835（2014）09－0077－02

由于工程灌漿材料的類型多且復(fù)雜，在工程灌漿施工中需要嚴(yán)格按照灌漿施工技術(shù)要求進(jìn)行，要求灌注的漿液滿足以下幾個(gè)特點(diǎn)：①灌注的漿液具有較好的流動(dòng)性、較強(qiáng)的可注性和初始時(shí)較低的黏性；②可以自由調(diào)整和控制凝膠時(shí)間；③其體積具有較好的穩(wěn)定性，可以在常溫環(huán)境中長時(shí)間存放，且不會(huì)受到周圍環(huán)境的影響而發(fā)生體積變形；④采用的原材料必須是無毒性、無污染、不危害人體健康的非易燃易爆的材料；⑤灌注的漿液不能具有腐蝕性，以確保管道、灌漿設(shè)備和混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全使用性能；⑥要求漿液固化后，不能出現(xiàn)伸縮變形等質(zhì)量問題，確保固化后的漿液與巖體、混凝土材料之間具有較強(qiáng)的黏結(jié)力，確保工程主體機(jī)構(gòu)的穩(wěn)固性，同時(shí)還要求結(jié)石體具有較強(qiáng)的抗壓變形能力、高強(qiáng)度和較好的防滲性能、防腐性能、防老化性能；⑦為了有效控制工程造價(jià)和施工成本，去漿液灌注采用的原材料要具備來源豐富、價(jià)格適宜、性能優(yōu)質(zhì)等特性，從而確保工程灌漿施工質(zhì)量和施工工期。

1土木工程灌漿材料

隨著工程施工技術(shù)的進(jìn)步，土木工程灌漿材料已成為許多大型工程的重要建筑材料。目前，常用的土木工程灌漿材料包括無機(jī)類和有機(jī)類兩大類，其中無機(jī)類的灌漿材料有單液水泥漿、水泥、水泥黏土類和黏土類等，而有機(jī)類的灌漿材料有丙烯酰胺類、聚乙烯醇類等，應(yīng)用最為廣泛的灌漿材料是黏土類灌漿材料、水泥基灌漿材料和化學(xué)灌漿材料三種。

1.1黏土類灌漿材料

黏土類灌漿材料主要選用亞黏土或黏土，這種黏土類的灌漿材料具有遇水崩解、吸水膨脹、一定穩(wěn)定性和足夠的黏結(jié)力等特性；同時(shí)，黏土類灌漿材料的配制較簡單，只需要將涂料經(jīng)過浸泡、攪拌、篩濾凈化和攪拌，即可形成。為了提高灌漿材料的性能和灌漿效果，需要摻入一定量的水泥，嚴(yán)格控制水泥的用量是至關(guān)重要的。

1.2水泥基灌漿材料

水泥基灌漿材料也是土木工程施工中的重要灌漿材料，這種灌漿材料是在硅酸鹽水泥熟料和適量的二水石膏等原材料磨碎之后，再加以諸如膨脹劑、減水劑和速凝劑等性能的調(diào)節(jié)劑作為輔助材料，從而形成的一種混合漿液水泥。由于該灌漿材料水泥粒徑小，極大地滿足了土木工程中對灌漿材料質(zhì)量和技術(shù)的要求，有效避免了水泥灌漿中出現(xiàn)細(xì)微裂痕的現(xiàn)象，提高了漿液的質(zhì)量和強(qiáng)度。另外，水泥漿液具有較好的穩(wěn)定性，改善了漿液的流動(dòng)性，使硬化后的結(jié)石具有較小的膨脹性等優(yōu)點(diǎn)。因而，不僅可以將水泥基灌漿材料應(yīng)用到地腳螺栓錨固、設(shè)備基礎(chǔ)或鋼結(jié)構(gòu)柱腳底板的灌漿施工中，而且還可以應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固改造和后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)孔道的灌漿施工中。應(yīng)用水泥基灌漿材料，其原材料節(jié)能環(huán)保、成本較低，不僅可以防止出現(xiàn)滲漏質(zhì)量問題，增強(qiáng)工程地基的穩(wěn)固性，不會(huì)對環(huán)境造成危害，還可以降低工程造價(jià)和施工成本，有利于增加工程投資效益和建設(shè)效益。

1.3化學(xué)灌漿材料

在土木工程中應(yīng)用較為廣泛的灌漿材料還包括化學(xué)灌漿材料，這種灌漿材料主要是工業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)材料，其形成的漿液具有透明度高、不分層、不沉淀、防滲性能高、體積收縮變形較小和耐久性高等優(yōu)點(diǎn)。但是，這種化學(xué)材料在某程度上有一定的毒性，存在危害環(huán)境等缺陷，不利于工程施工的質(zhì)量。因此，這種化學(xué)漿材主要適用于較小的修改工程中。

2土木工程灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)

在工程灌漿施工中，灌漿參數(shù)是直接影響工程灌漿施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是工程灌漿施工技術(shù)和灌漿方法效果的重要因素，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面中。

2.1灌漿壓力方面

所謂“灌漿壓力”是指灌注形成的漿液在地層中擴(kuò)散的動(dòng)力，灌漿壓力的大小直接影響到灌漿施工的加固效果、防滲性能。因而，在確定工程灌漿施工中灌漿的壓力時(shí)，應(yīng)該先了解和準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場的地形條件、灌漿方法和灌漿材料的特性等方面的信息，再結(jié)合工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，確保灌漿壓力滿足工程灌漿施工質(zhì)量要求。其中，要求化學(xué)灌漿材料的灌漿參數(shù)要低于水泥基灌漿材料的灌漿壓力；要求深部地層的灌漿壓力大于淺部的灌漿壓力；要求滲透系數(shù)較小的地層灌漿壓力要高于滲透系數(shù)較大的地層。這樣科學(xué)、合理的灌漿壓力設(shè)計(jì)方案，有利于保證工程灌漿施工質(zhì)量和工程質(zhì)量。

2.2地層中擴(kuò)散的半徑或者擴(kuò)散距離方面

漿液擴(kuò)散的半徑或者擴(kuò)散的距離直接關(guān)系到工程灌漿施工質(zhì)量和工程整體的施工進(jìn)度。漿液的擴(kuò)散半徑或者擴(kuò)散的距離會(huì)在增加地層滲漏系數(shù)、裂隙開度和漿液灌漿壓力時(shí)擴(kuò)大，隨著漿液的濃度和黏結(jié)度的增加而降低。可見，在工程灌漿施工中，要結(jié)合工程的地形地質(zhì)條件、水文條件等實(shí)際情況，通過工程試驗(yàn)，綜合考慮影響灌漿施工質(zhì)量的因素，運(yùn)用科學(xué)的理論和公式確定漿液的擴(kuò)散半徑或者擴(kuò)散的有效距離。

2.3漿液的凝固時(shí)間方面

在確定漿液的凝固時(shí)間方面，需要遵循一定的要求，由于漿液的凝固時(shí)間直接影響著工程灌漿的施工進(jìn)步。因此，為了滿足工程灌漿施工質(zhì)量要求，需要在漿液中摻入適量的膨脹劑、速凝劑等外加劑，來調(diào)整和合理控制漿液的凝固時(shí)間，一般可以在幾秒至幾小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)和準(zhǔn)確地控制。當(dāng)漿液一旦凝固，就迅速完成灌漿施工，且漿液凝固前后的黏結(jié)度變化很小，確保工程灌漿施工質(zhì)量和施工工期。

3土木工程灌漿方法

目前，在土木工程中采用的灌漿方法很多，一般按照土木工程灌漿施工現(xiàn)場的地形地質(zhì)條件、漿液擴(kuò)散能力和滲透能力，可以將工程灌漿方法分為填充灌漿法、滲透灌漿法、壓密灌漿法和劈裂灌漿法等。灌漿施工中加密的方法包括分段灌漿法和逐漸加密法。下文簡單介紹幾種灌漿方法。

3.1 填充灌漿法填充灌漿法是以填充的方式將液注入介質(zhì)的裂隙或者空隙中，從而實(shí)現(xiàn)加固的處理效果。因而，填充灌漿法不僅適用于具有大裂隙、洞穴的巖土體工程中，還適用于地下工程結(jié)構(gòu)體壁后空洞的灌漿施工中。3.2 滲透灌漿法滲透灌漿法的基本原理是在不改變土層結(jié)構(gòu)和顆粒排列的基礎(chǔ)上，將漿液填充到巖土地層空隙或者裂隙中的一種地層深處灌漿方法。該方法經(jīng)常用于砂礫層灌漿工程。3.3 壓密灌漿法壓密灌漿法是將較高的壓力注入濃度高的漿液中，使?jié){液在灌漿管端部附近形成一種漿泡，然后在灌漿壓力的作用下將漿液擠入地層中，從而可以形成一種呈脈狀或者條狀的膠結(jié)地層。這種灌漿方法可以用于黏性土地基工程中。3.4 劈裂灌漿法劈裂灌漿法是在滲透系數(shù)低、較高壓力的作用下，漿液直接通過地層在地層內(nèi)產(chǎn)生水力劈裂作用，不斷擴(kuò)大地層原有的空隙或者裂隙，從而可以將漿液注入地層中，完成灌漿施工項(xiàng)目。4 結(jié)束語綜上所述，灌漿施工技術(shù)和灌漿方法已經(jīng)成為土木工程的重要施工技術(shù)和方法。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，各種類型的灌漿材料在土木工程中的作用越來越重要，但同時(shí)也需要施工人員和技術(shù)人員加強(qiáng)工程灌漿施工技術(shù)管理。因此，需要我們嚴(yán)格按照灌漿施工技術(shù)要點(diǎn)和各類灌漿方法的特點(diǎn)，不斷創(chuàng)新先進(jìn)的新型灌漿方法，以滿足工程灌漿施工質(zhì)量要求的工程建設(shè)目標(biāo)。參考文獻(xiàn)［1］楊延強(qiáng).土木工程中灌漿施工的技術(shù)與方法［J］.河南科技，2013（10）.［2］付志恒，水中和.土木工程灌漿料的制備與應(yīng)用［J］.河南建材，2011（02）.〔編輯：李玨〕Grouting Techniques and Methods Applied in Civil EngineeringWang ZhangpingAbstract: Grouting grouting method is a new technology and construction techniques and methods of civil engineering. The main analysis of the civil engineering grouting material classification and characteristics, and then discusses the grouting grouting techniques and methods of civil engineering major. Key words: civil engineering; grouting; technology; engineering