第四章(2)-岩土注浆技术

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– 注浆的实质都是为了减少岩土体的渗透性以及提高岩土体的力学强 度和抗变形能力,因此,注浆都可以归属于防渗注浆和加固注浆的 范畴。防渗注浆和加固注浆的功能总是并存的。
1.4 注浆技术分类
• 按注浆机理:
– (1)充填注浆; – (2)劈裂注浆和脉状注浆; – (3)基岩裂隙注浆; – (4)渗透注浆; – (5)界面注浆、接缝注浆和接触注浆; – (6)混凝土裂缝注浆; – (7)挤密注浆。
– 一般浆液的浓度可用百分比浓度来表示,表达式为
(溶质质量/浆液质量)×100%
– 水泥浆液可用水灰比来反映浆液的浓度,表达式为
* mW / mC
(10-3)
– 水泥浆液的水灰比与密度有以下关系
1 2 /(1 3 * )
(10-4)
– 而水玻璃的浓度可用波美度ºBe′表示
0 Be 145 145 /
• 按注浆压力:
– 静压注浆和高压喷射注浆
1.4 注浆技术分类
• 静压注浆: • (1)充填或裂隙注浆 • (2)渗透注浆 • (3)压密注浆 • (4)劈裂注浆 • 高压喷射注浆:
1.5 注浆技术应用范围
• (1)建筑物地基的加固——提高地基承载力,提高桩基承载力; • (2)土坡稳定性加固——提高土体抗滑能力; • (3)挡土墙后土体的加固——增加土的抗剪能力,减小土压力; • (4)已有建筑混凝土裂缝缺陷的修补——混凝土构筑物补强; • (5)坝基的加固及防渗——提高岩土体密实度,改善其力学性能,减小透
– 丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、聚乙 烯醇类、甲基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类。
2.1 注浆材料概述
• 岩土注浆的实质是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注 入岩土体孔隙或裂隙中,从而使岩土体的物理力学性能 得到改善,也就是说浆液的注入和固化是被加固的岩土 体力学性能改变的基础。
• 因此,浆液材料的类型与特性对岩土体的加固效果起着 关键的作用。
土等材料外,50年代末已形成了环氧树脂、甲基丙烯酸甲脂等注浆 材料,60年代形成了丙烯酰胺注浆材料,70年代末形成了聚氨酯注 浆材料。 • 进入80年代后,根据不同的需要,各种材料在种类、性能上得到了 进一步的发展。
1.2 注浆技术的发展历史
• 我国配套的施工技术、工艺、注浆机具和检测手段相应 地获得了重大的发展。
• 注浆技术是一门古老而又新型的技术,随着化学、材料、机械、电 子、计算机等工业和工程技术的发展及建设工程的大量需求,注浆 技术也必将以更高的速度向前发展。
1.3 注浆技术研究内容与方法
• 1.3.1 注浆目的
• (1)防渗; (2)堵水;(3)固结;(4)防止滑坡; (5)控制地表下沉;(6)提高地基承载力;(7)回填; (8)加固。
2.2 注浆浆液的基本性能参数
(1)浆液的密度与重度
– 浆液的密度指浆液的质量与其体积的比值,即
m /V (10-1)
– 浆液的重度为
g (10-2)
2.2 注浆浆液的基本性能参数
(2)浆液的浓度
– 不同浆液浓度的表示方式是不同的。常用浆液浓度的表示方法有百 分比浓度、水灰比、波美度等。
岩土注浆技术岩土注浆技术?1岩土注浆技术进展与趋势?2岩土注浆加固材料?3岩土注浆加固理论?4岩土注浆加固设计?5岩土注浆加固施工与监测?6高压喷射注浆技术1岩土注浆技术进展与趋势?11注浆技术的概念?12注浆技术的发展历史?13注浆技术研究内容与方法?14注浆技术分类?15注浆技术应用范围11注浆技术的概念?注浆技术是岩土工程学的一个分支属于地基处理的范畴
1.1 注浆技术的概念
• 注浆技术是岩土工程学的一个分支,属于地基处理的范畴。 已由初始经验方法发展为一门具有理论的技术。
• 注浆又称为灌浆,它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,使其物理力学性能得到 改善的一种方法。
• 注浆技术涉及很多学科,而且和液压技术、泵技术、射流 技术、电子技术等息息相关。
水性,增强抗渗能力; • (6)地下构筑物的止水及加固——增强土体的抗剪能力,减小透水性; • (7)井巷工程中的加固及止水——改善巷道围岩的物理力学性质; • (8)裂隙岩体的止水和破碎岩体的补强——提高岩体整体性; • (9)动力基础的抗震加固——提高地基土抗震能力。
2 岩土注浆加固材料
2 岩土注浆加固材料
岩土注浆技术
岩土注浆技术
• 1 岩土注浆技术进展与趋势 • 2 岩土注浆加固材料 • 3 岩土注浆加固理论 • 4 岩土注浆加固设计 • 5 岩土注浆加固施工与监测 • 6 高压喷射注浆技术
1 岩土注浆技术进展与趋势
• 1.1 注浆技术的概念 • 1.2 注浆技术的发展历史 • 1.3 注浆技术研究内容与方法 • 1.4 注浆技术分类 • 1.5 注浆技术应用范围
• 此外,减小挡土墙上土压力,防止岩土的冲刷,消除砂 土液化,纠正建筑物偏斜等都可采用注浆法。
• 注意:一般注浆目的不是单一的。
1.3 注浆技术研究内容与方法
• 1.3.2 注浆技术研究内容
– (1)注浆对象的可注性; – (2)注浆浆液及其特性; – (3)浆液在岩土层内流变特性及流动规律; – (4)注浆设备及工艺; – (5)注浆效果的检测方法。
– 有机系注浆材料包括丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯 类、聚乙烯醇类、甲基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类等。
• 日常使用中,一般又将浆液分为水泥浆材和化学浆材。
2.1 注浆材料概述
• 水泥浆材结石体强度高,造价低廉,材料来源丰富,浆液 配制方便,操作简单,是使用量最大的浆材。但由于普通 水泥颗粒较大,这种浆液一般只能注入到直径或宽度大于 0.2 mm的孔隙或裂隙中,因此,使用上受到一定的限制。
2.2 注浆浆液的基本性能参数
• 浆液的性质对注浆工程来说是非常重要的。只有选择性 能合适的浆液才能达到实际注浆的目的,如果浆液选择 不当,使浆液难以注入或浆液流失、强度很低,则达不 到注浆的目的,因此,有必要了解浆液的性质:
– (1)浆液的密度与重度 – (2)浆液的浓度 – (3)浆液的pH值 – (4)浆液的粘度 – (5)浆液的凝胶时间 – (6)浆液的注入能力与渗透性 – (8)浸出液分析 – (9)浆液固结体的性质
1.3 注浆技术研究内容与方法
• 1.3.3 注浆技术研究方法
• (1)工程地质和水文地质方法 • (2)土工试验和压水试验 • (3)室内模拟试验和现场试验 • (4)化学试验方法 • (5)理论计算和工程类比 • (6)钻孔检查法和物探方法
1.4 注浆技术分类
• 按浆液种类:水泥注浆、化学注浆和混合注浆等; • 按工程属性:坝基注浆、隧洞注浆和基坑注浆等; • 按注浆对象:岩石注浆、砂砾注浆和粘土注浆等; • 按注浆功能:防渗注浆、加固注浆和基础托换注浆等。
(10-5)
– 测定浆液密度时,最好在该浆液的所有成分混合后,形成凝胶之前 测定完毕。若凝胶时间太短,可对甲、乙液分别测定,然后按其在 配方中用量多少来计算密度。由于浆液配方的改变,有些浆液密度 可能会有一个变化范围,这时需测出最大和最小值。
2.2 注浆浆液的基本性能参数
(3)浆液的pH值 – 浆液的酸碱度用pH值表示。浆液的pH值等于浆液中氢离子浓度(摩 尔浓度)的负对数值,即 pH=-lgH+ – 为测定pH值所使用的试剂称为pH值指示剂,指示剂在pH值超过一定 值范围时发生变色。而为测定pH值使用的试纸称pH试纸,在纸上染 有指示剂的颜色。
– 形成配套注浆设备:钻孔机具、高压注浆泵、高压耐磨阀门、高 速搅拌机、止浆装置、自动纪录仪、集中制浆系统等。
– 多种宏观和微观的检测手段:从目测样品、压水试验等常规方法, 发展到声波监测、变形检测、电子显微镜等。
– 以高压注浆为代表各种注浆技术:整套注浆技术、水泥浓浆注浆 技术、水泥浆液和化学浆液联合注浆技术等。
• 2.1 注浆材料概述
– 浆液的要求;注浆材料的组成;分类及其特点;使用范围。
• 2.2 注浆浆液的基本性能参数
– 密度;浓度;PH值;粘度;胶凝时间;可注性和渗透性;毒性及 腐蚀性;固结体。
• 2.3 无机系注浆材料
– 单液水泥浆;水泥粘土类浆液;水泥水玻璃类浆液;水玻璃 类;高水速凝材料。
• 2.4 有机系注浆材料
几项要求,因此,在注浆施工时,应根据具体情况选用。
2.1 注浆材料概述
• 注浆工程中所用的材料由主剂(原材料)、溶剂(水或其 它溶剂)及外加剂混合而成。通常所说的注浆材料是指浆 液中的主剂。注浆材料必须是能固化的材料,大体上可分 为无机系和有机系两大类。
– 无机系注浆材料包括单液水泥类、水泥-水玻璃类、粘土类、水玻璃 类、水泥粘土类等;
– 注浆材料从最早的石灰和粘土、水泥,发展到水泥-水玻璃浆液、 各种化学浆液。
– 注浆方法的重要性也逐渐被人们所认识。 – 注浆设备的改进,注浆技术的管理以及注浆效果的测定方法也是
注浆技术发展中的重要方面。
1.2 注浆技术的发展历史
• 我国注浆材料研究发展过程:
• 50年代开始初步掌握注浆技术; • 1953年开始研究应用水玻璃作为注浆材料。 • 随着水利水电工程建设的发展和我国化学工业的形成,除水泥、粘
• 化学浆材可注性好,浆液粘度低,能注入到细微裂隙中, 但一般的化学浆液都具有毒性,价格较贵,且结石体强度 比水泥浆液的结石体强度低。因此,化学浆液的应用范围 也受到一定的限制。
2.1 注浆材料概述
• 针对水泥浆材和化学浆材的缺点,世界各国展开了改善现有注浆材料和 研制新的注浆材料的工作,先后推出一批低毒或无毒、高效能的改进型 浆材。同时水玻璃类浆材的品种达五六十种。至今,国内外各种注浆浆 材品种达百余种以上。我国基本上拥有国外的所有注浆材料,且研制出 一些新的浆液品种,各类浆材的适用范围见表10-1所示。
1.2 注浆技术的发展历史
• 注浆技术的发展历史大致可分为四个阶段:
– 原始粘土浆液阶段(1802-1857年) – 初级水泥注浆阶段(1858-1919年) – 中级化学浆液注浆阶段(1920-1969年) – 现代注浆阶段(1969年以后)
1.2 注浆技术的发展历史
• 随着注浆技术的广泛应用,注浆材料及施工技术得到了 较大的发展。
表10-2 几种常用注浆材料的粘度及测定方法
浆液名称
水泥浆材
单液水泥类 水泥-水玻璃类
水玻璃类
丙稀酰胺类
铬木素类
化学浆材
脲醛树脂类
聚氨酯类
糠醛树脂类
环氧树脂类
粘度 15~140s 15~140s (3~4)×10-3 Pa﹒s 1.2×10-3 Pa﹒s (3~4)×10-3 Pa﹒s (5~6)×10-3 Pa﹒s (十几~几百)×10-3 Pa﹒s <2×10-3 Pa﹒s >6×10-3 Pa﹒s
(4)浆液的粘度 – 粘度是度量流体粘滞性大小的物理量。浆液粘度是指浆液所有成分混 合后的初始粘度。对理想浆液的粘度要求:初期粘度低,一旦凝胶则 粘度急剧增大。浆液粘度的大小直接影响浆液的扩散半径,同时也决 定着注浆压力、流量等参数的确定,从而影响到注浆效果。 – 测定浆液粘度可采用斯托默旋转式粘度计等。水泥浆的粘度通常用时 间秒(s)表示,而一般液体的粘度用帕•秒(Pa•s)表示。几种常用注 浆材料的粘度及测定方法见表10-2。
1.2 注浆技术的发展历史
• 在注浆工程中,以下几个方面需要进一步做出努力,以求注浆技术 的进一步发展: – (1)继续研究开发高效注浆施工设备,特别对高效钻孔机具、 自动监测记录、浆液的集中制备与输送、专用注浆泵和有关的止 浆、制浆、输浆等设备及其自动化进行研究开发,以期达到国际 先进水平。 – (2)研制开发能客观评价注浆效果的检测仪器和方法,并且使 其标准化,以利于工程应用。 – (3)发挥注浆技术的特点和优势,开拓其应用范围和领域。
2.1 注浆材料概述
一般对理想浆液的要求是:
• (1)浆液的初始粘度低、流动性好,可注性强,能渗透到细小的裂隙或 孔隙内。
• (2)凝胶时间可以在几秒~数小时范围内任意调整,并能准确控制。 • (3)稳定性好,在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质,存放
不受温度、湿度变化的影响。 • (4)无毒、无臭,不污染环境,对人体无害,属非易燃和易爆品。 • (5)对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性,并易清洗。 • (6)固化时无收缩,固化后与岩土体和混凝土等有一定的粘结力。 • (7)结石体具有一定的抗压、抗拉强度,抗渗、抗冲刷及耐老化好。 • (8)材料来源丰富,价格便宜。 • (9)配制方便,操作简单。 • 目前,已有浆液不可能同时满足上述全部要ห้องสมุดไป่ตู้。一种浆液只能符合上述
测定方法 常用ZNN型泥浆粘
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