土木工程灌漿技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)施要點(diǎn)探究

徐文東

（武漢天華華中建筑設(shè)計(jì)有限公司，武漢430000）

1 引言

灌漿技術(shù)是土木工程施工中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量對(duì)整體土木工程的影響非常大。實(shí)際施工中，施工人員必須結(jié)合實(shí)際工程選擇適當(dāng)?shù)墓酀{材料和施工工藝，不斷提高灌漿質(zhì)量，為順利完成施工創(chuàng)造良好基礎(chǔ)。

2 土木工程灌漿主要方法

針對(duì)不同的地質(zhì)情況，灌漿方式也有所差別。通過(guò)對(duì)我國(guó)土木工程中的灌漿技術(shù)進(jìn)行分析可知，滲透灌漿法和壓密灌漿法、劈裂灌漿法等是最常用的灌漿方法。表1 對(duì)這3 種灌漿方法做了較為詳細(xì)的介紹和比較。

表1 不同灌漿方法的施工技術(shù)和適用范圍比較

2.1 滲透灌漿

隨著滲透灌漿的發(fā)展，逐漸形成了滲透灌漿理論，球形擴(kuò)散理論、柱形擴(kuò)散理論、袖套管法等理論[1]，圖1 表示柱形擴(kuò)散和球形擴(kuò)散。

圖1 漿液擴(kuò)散示意圖

2.1.1 球形擴(kuò)散

最早的球形擴(kuò)散公式為馬格公式即式（1），并假設(shè)了公式的使用條件：（1）灌入漿源采用點(diǎn)源；（2）在砂土層中擴(kuò)散，均質(zhì)各向同性的無(wú)黏性土；（3）球形擴(kuò)散方式；（4）漿液是牛頓流體。

式中，t為注入時(shí)間，s；n為孔隙率；K為滲透系數(shù)，cm/s；h為水頭，cm；r0為灌入孔半徑，cm；a為灌漿黏度和水黏度之比。

2.1.2 柱形擴(kuò)散

柱形擴(kuò)散理論的假設(shè)與球形擴(kuò)散理論基本相同。柱形擴(kuò)散的研究起點(diǎn)是接地管道（過(guò)濾段）的一部分，泥漿為柱形擴(kuò)散。

式中，t為所需要的注入時(shí)間，s；n為孔隙率；K為滲透系數(shù)，cm/s；h為灌漿水頭，cm；R為灌入有效半徑，m；r0為灌入孔半徑，cm；a為灌漿黏度和水黏度之比。

2.2 壓密灌漿

壓密灌漿的目的是壓縮和替換底層。土壤的壓縮性不是通過(guò)土壤的變形來(lái)降低的，而是泥漿注入后形成了漿泡使其降低。該灌漿技術(shù)適合在排水良好的黏土和砂土地基中使用。如果坍落度在25～75mm，隨著填土壓力的緩慢上升，漿泡的體積也隨之增大，有時(shí)周?chē)耐帘粔簩?shí)后形成一個(gè)不增大的力來(lái)抬升鄰近土層。漿泡的形狀和質(zhì)量與底層的分布均勻性、灌漿的設(shè)計(jì)參數(shù)和底層的巖土參數(shù)密切相關(guān)。在理想條件下，漿泡的形態(tài)為球形或柱形，穩(wěn)定漿泡的直徑可達(dá)1m 以上，底層明顯壓在廢氣泡外圈膨脹0.3～2.0m[2]。

3 土木工程灌漿技術(shù)的應(yīng)用

作為地基處理技術(shù)的一個(gè)分支，灌漿技術(shù)與其他技術(shù)相比，施工工期短，使用的的機(jī)械設(shè)備操作方便，需要的施工人員也少，技術(shù)成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，且發(fā)展迅速、實(shí)用性強(qiáng)、效益高、施工方便，適合于新老項(xiàng)目的重建和修復(fù)，也是建筑行業(yè)常用的一種地基處理技術(shù)。

3.1 在地基漏水中的應(yīng)用

灌漿法最初是為了減少水的滲流而對(duì)巖石裂隙及缺陷進(jìn)行灌漿處理。經(jīng)過(guò)不斷的使用發(fā)展，人們開(kāi)始對(duì)砂土、粉土、黏性土以及人工填土等地基進(jìn)行灌漿處理，以達(dá)到防滲堵漏、提高地基土的強(qiáng)度和變形模量以及控制地層沉降等目的。

土粒骨架間存在孔隙，孔隙之間相互連通。在能夠保持土層原有土體構(gòu)造的較小壓力下，灌入漿液擠出土體中的空氣和水，充填巖土體中的孔隙，黏結(jié)巖土中的顆粒形成整體。從而使?jié){液充填裂（空）隙,起到固結(jié)、粘合、防滲的作用，從而提高基巖或建筑物的承載強(qiáng)度、抗變形能力和改善傳遞應(yīng)力條件，改善地基滲流條件和減少滲漏量。

3.2 灌漿技術(shù)在巖溶地區(qū)的應(yīng)用

灌漿施工技術(shù)在巖溶地區(qū)主要有以下幾種應(yīng)用：（1）高壓旋噴灌漿技術(shù)：利用鉆機(jī)深入到地下，通過(guò)高壓泵輸送水泥到地下，從而實(shí)現(xiàn)灌漿作業(yè)。這種技術(shù)非常適用于巖溶地區(qū)，可以顯著提升地基穩(wěn)定性及強(qiáng)度。（2）高壓灌漿技術(shù)：不用沖水直接灌漿。這種技術(shù)可以提升地基抗劈裂能力，增強(qiáng)其穩(wěn)固性。（3）淺層灌漿技術(shù)：通過(guò)現(xiàn)代化作業(yè)手段將巖溶中回填物挖掘出來(lái)用水泥進(jìn)行填充，然后進(jìn)行灌漿，這種技術(shù)可以減輕施工作業(yè)對(duì)巖溶層的沖擊，也可提升地基穩(wěn)固性。

4 實(shí)施要點(diǎn)

4.1 灌漿壓力要求

在土木工程施工中灌漿技術(shù)的種類(lèi)非常多，并且不同種類(lèi)的灌漿方法的應(yīng)用效果也不盡相同。但是一般來(lái)說(shuō)，灌漿技術(shù)的基本原理比較相似。進(jìn)行灌漿時(shí)，灌漿壓力是影響灌漿效果非常重要的因素，其是泥漿擴(kuò)散最主要的動(dòng)力，灌漿壓力受到多種因素的影響，比如，地層條件、灌漿材料以及灌漿方法等。一般情況下，深層地層的灌漿壓力會(huì)比淺層地層的灌漿壓力大很多，因此，對(duì)土木工程進(jìn)行施工時(shí)，要根據(jù)工程的實(shí)際情況確定灌漿壓力的大小。

4.2 漿液凝固時(shí)間要求

漿液的凝固時(shí)間會(huì)受到其本身化學(xué)成分的影響，對(duì)于不同的土木工程項(xiàng)目，在進(jìn)行灌漿施工時(shí)所需要的漿液凝固時(shí)間也會(huì)有所差異。通常來(lái)說(shuō)，漿液凝固的時(shí)間最低可能只要幾秒鐘，慢的可能需要幾個(gè)小時(shí)。在此區(qū)間內(nèi)都是正常的。在實(shí)際工程中，需要提高漿液的流動(dòng)性以及可注入型，同時(shí)在合理的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)漿液的凝固。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，灌漿施工的質(zhì)量對(duì)工程整體施工質(zhì)量影響非常大。為了確保施工質(zhì)量的提高，需要對(duì)灌漿技術(shù)進(jìn)行合理利用。現(xiàn)階段，建設(shè)單位應(yīng)結(jié)合對(duì)施工的不同要求，進(jìn)一步創(chuàng)新灌漿技術(shù)，以達(dá)到最佳的灌漿效果，這是不斷推動(dòng)我國(guó)施工技術(shù)全面發(fā)展的必經(jīng)之路。