灌浆施工技术

内容提要1、绪论2、名词和术语3、处治方案的确定4、主要参数5、质量检验与验收1、绪论简单地说灌浆就是将具有胶凝性的浆液或化学溶液，按照规定的配比或浓度，借用机械（或灌浆自重），通过钻孔或其它设施灌入岩土孔隙或建构筑物的裂隙中使其物理力学性能改善的一种方法，建筑系统亦称注浆。随着灌浆技术的广泛应用，灌浆材料及施工技术得到了较大的发展。灌浆材料从最早的石灰和黏土、水泥，发展到水泥—水玻璃浆液、各种化学浆液。如：高强度的水玻璃类浆液、中性和酸性水玻璃浆液、非石油来源的多种高分子浆液、丙烯酰胺预聚体180浆材。灌浆的方法最初采用比较经济、简便的填压式灌浆法，后来又出现了循环式灌浆法、双管灌浆法、花管套壳料灌浆法及电渗灌浆法等许多工艺技术，大幅度改善了灌浆效果：从脉状灌浆、渗透灌浆发展到应用多种材料的复合灌浆法，从无向压灌发展到通电、抽水、压气和喷射等多种诱导灌浆法。1.1灌浆的概念1、绪论灌浆实例演示：1、绪论1.2.1灌浆的特点①隐蔽性，灌入的浆液充填情况无法直观评定，施工质量也难于直观判断。②未知因素较多，难于用数学方法或数学公式准确地计算。③动荷载对浆液固结的影响，公路灌浆施工一般情况下是开放式施工的，即在不封闭交通的情况下进行施工作业，因此对浆液的性能要做充分的考虑。1.2灌浆的作用及特点1、绪论1.2.2灌浆的作用1）防渗：降低岩土的渗透性，消除或减少地下水的渗流量，降低工程扬压力或孔隙水压力，提高岩土的抵抗渗透变形能力。2）堵水：截断水流，改善工程施工、运行条件。如井壁等地下工程漏水的封堵。隧道防水堵漏灌浆。3）固结：改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性。4）防止滑坡：提高边坡岩土体的抗滑能力。5）降低地表下沉：降低或均匀化岩土的压缩性，提高其变形模量，改善其不均匀性。6）提高地基承载力：提高岩土的力学强度。7）回填：充填岩土体或结构的孔洞、缝隙，防止塌陷，改善结构的力学条件。8）加固：恢复结构的整体性和力学性能。1、绪论1.2.3灌浆的缺点灌浆的方法和材料的确定，需要根据不同的地质条件和环境，以及承载力情况，确定灌浆材料和灌浆方法。但是，由于地质状况的复杂性，和勘探的有限性，采用单一的灌浆方法，有一定的盲目性，在一定程度上，会造成浪费。更严重的是：在浆液没有充分填充路基孔隙时或者水灰比不恰当的情况下，路基在多余水的侵蚀下，反过来形成新的唧水唧泥。或者是对路基的抬升的过程中，由于灌浆采取的材料或者工艺措施不适应，导致浆液对路基产生“楔钉”效应，使得路面板应力集中，对路面结构产生很大破会。1、绪论（1）耒宜高速公路交错分布4种路面，普通混凝土路面，钢筋混凝土路面，连续配筋路面，沥青路面。为了便于区分，从主要材料上，将前3种统称为水泥混凝土路面。（2）灌浆的种类较多，根据灌浆压力及工艺方法可分为静压灌浆和高压喷射灌浆两大类，针对耒宜高速大修的路面和地基的实际状况，采用静压灌浆方式。（3）高速公路整治灌浆施工，应贯彻“探灌结合，分序施工”的原则。结合地质雷达扫描检测结果，逐步查清需整治的范围和存在的隐患，及时调整或优化整治范围、整治措施和施工工艺，提高路基高速公路灌浆加固的效果。1.3一般规定2、名词和术语2.1静压灌浆：静压灌浆一般压力较低、灌浆压力随着浆体遇到的阻力的增大而升高，浆液灌入后为流动状态。灌浆压力1.5MPa.2.2水泥灌浆：利用灌浆泵，通过钻孔、埋管等方法把水泥浆液压送到高速公路路基内的工程措施。2.3改性乳化沥青/水泥复合灌浆：改性乳化沥青/水泥复合灌浆材料主要由阳离子乳化沥青、水泥、超细矿粉（粉煤灰）、保护助剂（高分子聚合物及高分子表面活性剂）组成。这些原料按一定比例混合，调整合理的水灰比使其达到良好可操作性和可灌性。同时具有较低的温度敏感性、较好的抗裂性和很好的粘接和密封防水性能，且与地基基础弹性模量相匹配，是理想的地基基础防渗灌浆材料。2、名词和术语静压灌浆2、名词和术语水泥浆液2、名词和术语改性乳化沥青/水泥复合材料2、名词和术语2.4充填灌浆：用浆液充填补强或顶升高速公路路基受地表水侵蚀的软弱地区，以达到处治高速公路地面沉降，唧泥、唧水等病害的灌浆方法。2.5压密灌浆：压密灌浆（挤密灌浆）是指通过钻孔向土层中压入浓浆。采用压密灌浆随着土体的压密和浆液的挤入，会在压浆点周围形成灯泡形空间，并因浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力，从而引起地层局部隆起，抬升沉降路基。2.6劈裂灌浆：劈裂灌浆是浆液在孔内随着灌浆压力的增加，先压密周围土体，当压力大到一定程度时，浆液流动使地层产生劈裂，形成脉状或条带状胶结体，并最终形成防水帷幕。3、处治方案的确定3.1主要病害水泥混凝土路面桥头搭板沉降唧泥唧水板底脱空沥青路面沉降3、处治方案的确定唧水现象3、处治方案的确定唧泥现象3、处治方案的确定沉降致使路面板体开裂3、处治方案的确定板底脱空导致断裂3、处治方案的确定3.2灌浆材料的确定桥头搭板沉降板底脱空唧水唧泥唧水唧泥沉降水泥灌浆改性乳化沥青/水泥复合材料灌浆3.2灌浆材料的确定3.2.1本工程试验所用的改性乳化沥青/水泥复合灌浆材料由湖南腾达岩土工程技术有限公司生产的腾达牌专利产品YHF-GW（绿色环保型乳化沥青灌浆料稳定剂，专利号200710035074，以下简称稳定剂）及腾达牌YHF-ZL（环保型无机粉体材料与聚合物改性乳化沥青灌浆料，专利号ZL2007100357358，以下简称复合灌浆料）提供.3.2.2改性乳化沥青/水泥复合材料灌浆，乳化沥青采用阳离子型乳化沥青，其品质必须符合SH/T0624-1995规定之标准。3、处治方案的确定3、处治方案的确定3.3板底脱空的判定目前检测板底脱空的主要方法有路面雷达和FWD检测两种方法。路面雷达原理简单但是测试准确性低于FWD。FWD检测准确性高，但费用较高。一般采取路面雷达和FWD相结合的方式进行。具体检测手段请参见《耒宜大修灌浆施工技术指南》3、处治方案的确定3.4灌浆工艺的确定3.4.1唧水唧泥采用充填、渗透、挤密等静压灌浆的施工工艺3.4.2板底脱空处理混凝土板底脱空，一般采用板底充填灌浆。充填灌浆法是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力学性能改善的一种方法。水泥砼面板充填灌浆是通过注浆管，施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基（垫）层中，以充填、渗透、挤密等方式，赶走板底、基层裂隙中的积水、泥浆、空气后占据其位置，经人工控制一段时间后，浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体，形成一个良好的“结石体”。灌浆改善了板底原有受力状态，恢复板体与地基的连续性。达到加固基础，治理病害的目的。3、处治方案的确定3.4灌浆工艺的确定3.4.3沉降根据场地地质条件勘察，必要时应通过地面钻孔勘察，以获取沉降区域的地层参数，为灌浆顶升纠偏施工提供相应的资料。在经勘察获得资料的基础上，通过进行充填注浆、压密顶升注浆和补充注浆对路面板顶升。3.4.4桥台搭板沉降桥台“跳车”及沉降较大路段顶升纠偏：在经勘察获得资料的基础上，对搭板或沉降大的路面板顶升将采取如下措施：A．充填灌浆：通过对路面板较深位置（约3~12.4m）注入固化材料，一方面能使相应地层中疏松土体予以充填密实加固，提高路面地基承载能力；另一方面注入的固化材料与土体板结而具有一定的强度使下一阶段顶升提供“着力点”。B．压密顶升灌浆：在充填灌浆达到一定强度后，即可实施对路面的顶升作业。顶升采用压密灌浆原理，在面板下一定深度内注入具有特殊性能的浆液，以使土体挤密压缩并产生上抬力，通过对上覆土层或建（构）筑物抬升从而实现纠偏目的。4、主要参数4.1水灰比（1）水泥灌浆：以纯水泥浆为主的单液灌浆材料，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.35:1～0.5:1。开始灌浆时采用稀浆灌注，当灌入量较大时可根据情况采用浓一级的浆液灌注（2）改性乳化沥青/水泥复合材料灌浆法：唧水配合比如下:水泥：沥青：保护剂=100：20：5—10；水灰比：0.4～0.6唧泥配合比如下:水泥：沥青：保护剂=100：15：3—8；水灰比：0.4～0.64、主要参数4.2灌浆压力（1）采用水泥浆液：灌浆压力一般为0.2～0.8Mpa，终注压力0.3～0.5Mpa。达到下列条件之一者，可终止注浆：①在终注压力下连续灌浆10min，注入率不大于5L/min时。②相邻孔洞或者周边伸缩缝开始冒浆。③在密封条件下达到0.5Mpa。采用水泥材料灌浆，灌浆终止后需养护24小时。（2）采用改性乳化沥青/水泥复合材料：一般灌浆压力控制在0.4-0.8MPa之间灌浆终止后，需及时开放交通。让改性乳化沥青/水泥复合材料加快破乳和水化速度。4、主要参数4.3钻孔深度唧水：40—50cm唧泥：50—90cm板底脱空：40—50cm纠偏顶升：5—6m5、质量检验与验收5.1检验方法在分段(或整段)施工结束后，应采用钻孔取芯及雷达扫描结合进行灌浆质量检查。综合分析后对灌浆施工质量进行全面评价。操作细则参见《高速公路路基灌浆施工质量检测实施细则》（试行）。5.2试验检测(1)水泥灌浆固结试块7d龄期抗压强度不低于20MPa(2)改性乳化沥青/水泥复合材料灌浆固结试块28d龄期唧水：抗压2—3MPa,抗折1MPa唧泥：抗压3—5MPa,抗折1.5MPa5、质量检验与验收5.3检查项目参看下表：5、质量检验与验收5.3检查项目参看下表：