郭晨飛
中鐵城建集團第一工程有限公司 山西太原 030000
注漿技術是通過注漿設備將漿液注入到縫隙、孔洞等需要填補的地方,待漿液凝結硬化后實現填充、加固或堵水的作用。廣泛的實踐應用證明,注漿技術不僅在建筑領域發揮了重要作用,對廚房、地下室等處滲漏修補和隧道、水利堤壩、地鐵等工程中的應用價值也很高。
注漿技術的優點較多,本身的施工工藝較為簡單,容易操作,根據現場情況能夠靈活變換施工設備和材料,對不同部位進行有效處理,滿足不同需求;注漿技術對裂縫填補、巖層加固的顯示意義都十分重大,能夠實現長久的加固效果;通過壓送裝置注入漿液,不僅粘連性強,還不會對原結構造成二次傷害,其效果遠遠優于“穿衣性”的防滲漏方式,有效延長建筑的使用期限;注漿技術能夠有效利用施工材料,避免材料浪費,同時不會產生關聯的施工廢料,避免了對環境的污染,施工過程中噪音小,是一種綠色環保的實用性技術[1]。
由于圖層中土壤的成分構成原因,其分子間具有相互作用的力量,這種力量就是土壤的抗剪力。同時,部分工程的地層當中含有一定縫隙,在各種外界因素的影響下這些縫隙的面積會擴大,降低土壤之間的相互作用力,此時土層整體的抗剪了也會相應減小,不利于地基工程的施工。在這種情況下,通過注漿技術的應用可以有效控制這一問題,促進土層分離情況的改善,在土層中注入泥漿后使沙粒與土壤充分結合在一起,并在受到壓力的作用下提高土層的密實度,是地基結構變得更加穩固,同時具有較好的防滲效果。
在工民建施工過程中應用注漿技術可以借助不同手段向注入泥漿的土層施加壓力,對地層進行加固處理,使建筑基礎結構更加結實耐用。同時,通過水泥混合材料的應用還可以提高散土以及散砂石等材料的利用率,在滿足工程地基施工要求的同時,還能夠實現優化資源配置,控制施工成本的目的,為工程建設工作的順利完成提供更多有利條件。對此,應用注漿技術使漿液注入到樁基的孔洞和縫隙當中,可以促進巖石、沙粒與水泥的充分結合,在水泥漿液的滲透下使其中的縫隙得以填充,提高樁基結構的穩固性,增加受力面積,從而全面提高整個建筑工程的承載力水平[2]。
高壓噴射注漿法于1960年起源于日本,近年來我國引進這項技術后進行了完善,規范了相關操作標準,通過高壓水射流切割技術進行注漿,鉆機對施工部位鉆孔,然后再設備上安裝噴漿咀,經過加壓后噴射形成高壓射流,沖散原結構中的土粒,在離心力和重力的作用下,土粒和漿液混合,凝結固化后實現加固的效果。高壓噴射注漿法對軟土地基的加固效果尤為顯著,在建筑修建前和修建過程的使用效果都比較理想,這種施工方式便于操作,對凝結體的形狀大小控制較為靈活,對上層建筑不會造成任何影響。
靜壓注漿技術又稱壓力灌漿法,應用到了壓力和電化學原理,漿液通過注漿管進入到地層或者縫隙中,將顆粒、水分和空氣趕走,漿液填充并占據空氣和水分的位置,與土粒和縫隙凝結成一個整體,進而實現加固和填補。靜壓注漿法能夠是薄弱的土層實現更好地延展和填充,凝結后實現對土層的加固,從而加強地基的承載力,減少建筑滲漏、裂縫和沉降現象的出現。
復合注漿結合了高壓噴射注漿和靜壓注漿兩種方式的優點,適用于滲透性大的石層、滲透性差的軟土層和地下溶洞多種地層加固。先通過高壓噴射注漿,對施工部位進行破壞,重新結合成混合泥漿,然后通過靜壓注漿法擴散混合的泥漿,確保泥漿充滿整個漏洞,實現全面的加固,對高壓噴射注漿進行有效的補充。復合注漿技術能夠大大提高結構的荷載能力,取得更加良好的加固效果,適用于全部施工過程,施工工藝簡單,便于操作,見效快,已經成為注漿施工中最常用的施工方法。
高壓與靜壓注漿技術對漿液材料雖然有著多種類型,而漿液性能也有著很大的區別,但作為理想的注漿材料不僅需要滿足漿液流動性好、凝固時間內能夠進行調節、穩定性好、無毒無味、固化后有一定粘結性以及結石率高等特點。漿液的流動性好、粘度較低等特性能夠保證漿液能夠更好的進入到一些較為細小的縫隙中,在漿液進入到縫隙中后在凝固時間短內要求能隨意進行控制與調節,并且因工程環境較為惡劣要求漿液擁有良好的穩定性,才能保證漿液在施工中長時間存放不會發生化學反應。因為在施工過程中漿液會與工作人員進行接觸,因此漿液要求無毒無味,不會對環境與人體產生危害。注漿對設備、混凝土建筑物同樣不能夠產生腐蝕性。高壓與靜壓注漿中使用的漿液在滿足這些要求后,在施工中需要根據實際需求選取一種或多種合適的漿液同時使用,從而達到最佳效果。高壓與靜壓注漿技術中常用漿液主要為水泥粘土漿液、水泥水玻璃漿液、單液水泥漿液等。
復合注漿技術主要將高壓注漿技術與靜壓注漿技術相結合,其主要工作步驟為注漿鉆孔施工、建立注漿孔口位置、采用高壓注漿方法進行注漿、采用靜壓注漿方法進行注漿以及封口幾個步驟。注漿鉆孔施工主要針對在建筑進行加固前,通過地質鉆機對原有建筑物根據其設計注漿深度要求進行鉆孔。一般建筑若為土層或強風化巖層則采用高壓旋鉆機直接進行鉆孔,若建筑為中風化以上巖層則需要先采用地質機對其進行鉆孔,若建筑中存在卵礫石則需要采用地質鉆孔機。在鉆孔結束后,需要建設孔口注漿裝置。孔口注漿裝置需要同時滿足高壓注漿技術與靜壓注漿技術的下鉆需求。孔口注漿裝置在實際應用中,主要采用單接頭或混合器,利用水泥漿或水泥水玻璃漿液對孔口與鉆孔之間的縫隙進行固定。在孔口注漿裝置埋設24-28h后,根據建筑工程實際情況選擇高壓注漿法與靜壓注漿法使用順序,在注漿結束后進行封口。綜上所述,通過符合技術對建筑進行加固后,固結體抗壓強度與其他兩種注漿技術相比,有了明顯改善。
在著手注漿施工前要確保準備工作的全面落實,對工程周邊環境進行仔細勘察,備好注漿機、鉆機以及水泥機等設備,提前安裝并調試。結合工程環境及地質條件等選擇材料及注漿方法,制定施工方案,同時左后施工期間的照明措施。
注漿材料的選擇直接影響基礎工程施工水平,需結合工程要求合理選擇注漿材料。根據工程所在地土層結構的滲透性以及穩定性等情況選擇普通水泥、水玻璃漿液以及有機化學材料,并且按照固定的材料配比將材料充分混合進行灌注。注漿材料中的水泥比例較高,這是由于該材料具有極強的穩定性,成本相對較低,更重要的是能夠較好地滿足施工需求。在水泥材料中適當添加氯化鈣等化學漿液能夠進一步提高材料的使用強度,現階段我國橋梁工程中長采取添加塑料劑與減水劑的方式配置灌注漿液。
漿液材料的配置比例是通過反復樣本試驗得到的,材料配比情況決定了漿液的整體性能,因此,一定要注意嚴格把握材料比例,并將其充分拌和,促進漿液效果的全面發揮。
無論注漿壓力過大或者過小均會對技術應用效果造成不好的影響,如壓力過大,容易對原有結構造成損壞,繼而為整個工程埋下質量與安全隱患。因此,在技術應用過程中需注意對注漿壓力的把握,在對原有結構進行保護的同時促進地層結構穩定性的改善。
工民建基礎工程地質條件較好的情況下,注漿半徑相對較小,相反地,如果基礎工程地質條件較差,那么注漿半徑就會增加。所以,在注漿施工時需結合現場地質條件、材料特點以及注漿壓力對注漿半徑進行準確計算,為工程施工成本的控制提供可依據。
在工民建基礎工程施工過程中,通過注漿技術的應用能夠有效改善土層性質,提高地基結構的穩定性與安全性,為后續施工奠定良好基礎。因此,施工部門應進一步加強技術應用實踐力度,逐步提高技術應用效果,更好地促進我國工民建事業的可持續發展。