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[科普中國]-毆密灌漿法

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概述

毆密灌漿法就是通過較高壓力將漿狀的漿液灌(壓)入巖土層等內(nèi)部以達到密實目的的灌漿。

具體講,毆密灌漿法是利用較高的壓力灌入濃度較大的水泥漿或化學漿液,灌漿開始時漿液總是先充填較大的空隙,然后在較大的壓力下滲入土體孔隙。隨著土層孔隙水壓力升高擠壓土體,直至出現(xiàn)剪切裂縫,產(chǎn)生劈裂,漿液隨之充填裂縫,形成漿脈,使得土體內(nèi)形成新的網(wǎng)狀骨架結構。漿脈在形成過程中由于占據(jù)了土體中一部分空間,加上土層內(nèi)孔隙被漿液所滲透,從而將土體擠密,構成了新的漿脈復合地基,改善了土體的強度和防滲性能,同時也改變了土體物理力學性質(zhì),提高了軟土地基的承載力。

在灌漿管端部附近形成漿泡,當漿泡的直徑較小時,灌漿壓力基本沿鉆孔的徑向擴展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大,便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面抬動。

毆密灌漿常用于中砂地基及粘土地基中,若有適宜的排水條件也可采用。如遇排水困難可能在土體中引起高孔隙水壓力時,這就必須采取很低的灌漿速率。毆密灌漿可用于非飽和的土體,以調(diào)整不均勻沉降進行托換技術以及在大開挖或隧道開挖時對鄰近土進行加固。

毆密灌漿是一種靜壓灌漿技術,采用振動鉆機攜帶特制灌漿頭鉆孔,直接利用鉆桿作為灌漿管分段灌漿。與普通灌漿技術相比,不需要打?qū)Э?、下花管、止?jié){等環(huán)節(jié),大大提高了施工效率,振動造孔為無水鉆進,減少了對土體的擾動。1

構成要素如果說滲透灌漿是原位化學灌漿加固的“起始灌漿”,那么,毆密灌漿則是原位化學灌漿加固的“終結灌漿”。

充填灌漿或回填灌漿、接縫灌漿或接觸灌漿,從幾何學角度看,是屬于自重條件下,漿液“占滿空隙”的一類灌漿;劈裂灌漿或錐探灌漿則是沿裂(空)隙(縫)尖端擴展的“拓寬空隙”的另一類灌漿。而毆密灌漿卻是在“占滿空隙”與“拓寬空隙”灌漿基礎上的綜合功能核心灌漿。

毆密灌漿的主要構成要素有:

(1)灌漿中心性(Centrality),即所有灌漿均圍繞壓密灌漿這個中心“抱團”以加固巖、土、混凝土。

(2)灌漿可達性(Accessibility),即所有灌漿手段通過漿液與被灌載體的內(nèi)部與外部運移聯(lián)系,最后以“擁擠度”來聚集于壓密上。

(3)灌漿信息流(集中)性(Information ablity),即灌漿全程中,在時空四維里氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)分別集中于被灌載體的空隙里進行博弈,往往是氣體被排、液體被滲、固體(顆粒)被擠壓。

(4)灌漿服務中心性(Serviceiutensity)。即壓密灌漿提供基礎灌漿和功能灌漿全面的承先啟后服務,覆蓋載體諸如巖體、土體和混凝土等。1

主要特征(1)核心灌漿作用機理特征。即所有類型的灌漿均圍繞毆密灌漿這個核心進行。無論是何種漿材,在載體非連續(xù)的空隙內(nèi),先是漿液排除空氣占領空間,接著滲透空隙邊緣的母體(巖、土、混凝土體),最后在灌漿壓力與漿液化學作用下作壓密,從而變非連續(xù)體為連續(xù)體。換言之,空隙的充填灌漿、裂隙邊緣的滲透灌漿(濕面粘結),一旦“飽和”宣告結束,最后就是圍繞其毆密灌漿終止全灌漿過程——類似于“包圍垛密”機理。

(2)程序灌漿過程的“超景觀(exceed landscape)”特征。所謂程序灌漿過程的超景觀特征指的是在按灌漿施工設計程序?qū)嵐嘀校晌锢碜兓D向化學變化的景觀異?!W兓涸诘蛪汗嘧⒅校瑵{液在地球自重應力場作用下由高向低、由大孔隙向小孔隙至微縫隙自流;在時間程序上,漿液由稀逐漸沿程變濃至膏狀過渡,其粘滯性也相應由低到高改變;一旦自流終止、漿液濃縮不前時,表明低壓灌注階段結束。此時“程序灌漿過程”進入變低壓(