灌漿基礎知識和計算公式

1、灌漿基礎知識和計算公式一、灌漿的含義：簡單的說，灌漿就是將具有膠凝性的漿液或化學溶液，按照規(guī)定的配比或濃度，借用機械（或灌漿自重）對之施加壓力，通過鉆孔或其他設施，壓送到需要灌漿的部位中的一種施工技術。二、灌漿的實質：充填這些節(jié)理裂隙、孔隙、空隙、孔洞和裂縫之處，形成結石，從而起到固結、粘合、防滲，提高承載強度和抗變形能力以及傳遞應力等作用。三、灌漿分類：按照大壩壩基巖類構成，可分為巖石灌漿和砂礫石層灌漿。按照灌漿的作用，可分為固結灌漿、帷幕灌漿、回填灌漿和接觸灌漿。按照灌注材料，可分為水泥灌漿、水泥砂漿灌漿、水泥粘土灌漿以及化學灌漿等。按照灌漿壓力，可分為高壓灌漿（3MPa以上）、中壓灌漿（

2、0.53MPa）、低壓灌漿（0.5MPa以下），后兩類也可稱為常規(guī)壓力灌漿。按照灌漿機理，可分為滲入性灌漿和張裂式灌漿。四、灌漿材料：水泥（磨細水泥、超細水泥）、砂、粉煤灰、粘土和膨潤土、水外加劑（速凝劑、減水劑、穩(wěn)定劑）五、水泥漿液：配置水泥漿時，多依照質量比例配制，也有按照體積比例配制的。我國各灌漿工程都采用質量比，帷幕灌漿使用范圍一般多為水：水泥=5：10.5：1，固結灌漿多為2：10.5：1。1、水泥漿的配制：將水泥和水依照規(guī)定的比例直接拌和，這種情況最為簡單。先將計量好的水放入攪拌筒內，再將水泥按所規(guī)定的質量秤好后，放入筒中直接攪拌即可。例如欲配制各種濃度的水泥漿100L，其所用的水

3、泥和水量可見下【表1】。配制水泥漿100L【表1】注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm計在灌漿過程中，常需要將攪拌桶內的水泥漿變濃。如原水泥漿100L,加水泥質量可見下【表2】。在原100L水泥漿中加水泥使水泥漿變濃【表2】注：加水泥單位為kg注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm3計在灌漿過程中，常需要將攪拌桶內的水泥漿變稀。如原水泥漿100L,加水體積可見下【表3】。在原100L水泥漿中加水使水泥漿變稀【表3】注：加水單位為L注：水的密度以1kg/L或Ig/cm3計水泥的密度以3kg/L或3g/cm3計水灰比為0.9：1時,密度為1.554；水灰比為0.7：1時,為1.662當采用集中制

4、漿時，原漿的水灰比多采用0.6：1或0.5：1。將這種漿液輸送到灌漿施工地點。在拌制所需濃度的水泥漿時，需要放入一定量的原漿，再加入一定量的水，其加入量可見【表4】。配制水泥漿需要的原漿和加入水量(配制水泥漿按100L計，原漿濃度水：水泥=0.6：1)【表4】2、漿液配料用量計算：例舉5個簡單的計算示例，供參考(設水泥密度為3g/cm3,即3kg/L)(1)試求水灰比為2：1的水泥漿的密度。取100kg水泥，200kg水拌合成水泥漿，其體積V=100m3+200m1=233.3L。答：水泥漿的密度=300kgm233.3L=1.286kg/L。(2) 水泥漿的密度為1.5g/cm3，求其水灰比

5、。設取100L的水泥漿，則其重量為150kg。列方程式：設水泥重量為C(kg)，水的重量為W(kg)，Wm1+Cm3=100(W+C片100=1.5解方程得W=75kg，C=75kg。答：水泥漿的水灰比為75：75，即1：1。(3) 集中供漿，原漿水灰比為0.5：1，今欲配制水灰比為2：1的水泥漿100L，求需要加入原漿多少升，再加多少升水。分為4個程序解：1）先求出1L的水灰比為0.5：1的原漿中，水泥和水各為多少？0.5L水和1kg水泥拌和后原漿體積V=0.5m1+1m3=0.833L。于是1L原漿中，水泥應為1m0.833x1=1.2kg，水為10.833x0.5=0.6Lo2）再求出配

6、制100L的水灰比為2：1的水泥漿，需要水和水泥各為多少？列方程式：W:C=2:1Wm1+Cm3=100解方程得出W=86L,C=43kg3）配制100L水灰比為2：1的水泥漿需用原漿V1=43m（1.2x100）x100=43m1.2=35.8L。4）配制100L水灰比為2：1的水泥漿尚需加入水量W1=86-35.8x0.6=64.5Lo（4）今欲將80升水灰比為5：1的稀水泥漿配制成水灰比為2：1較濃的水泥漿，需加入多少水泥？設80L水灰比為5：1的水泥漿中水泥重量為Ckg。80L水灰比為5：1的水泥漿中水的重量為WkgoX為應加入的水泥量。列方程式：W:C=5:1（稀漿的配比關系）W-1

7、+C-3=80（根據絕對容積理論）W:（C+x）=2:1（較濃漿的配比關系）解方程得出x=22.5kgo（5）今欲將80升水灰比為3：1的水泥漿配制水灰比為5：1的稀水泥漿，需加入多少水量？設80L水灰比為3：1的水泥漿中水泥重量為Ckg。80L水灰比為3：1的水泥漿中水的重量為WkgoX為應加入的水量，列方程式：W:C=3:1（原水泥漿配比關系）W-1+C-3=80（根據絕對容積的理論）（W+x）:C=5:1（新水泥漿配比關系）解方程式x=48L答：應加入水量48L（加入水后，漿液體積為80+48=128L）。附：1、（a）在純水泥漿中加水使其由稠變稀：加水量（L）=待稀釋的水泥漿量（L）m

8、（稠水灰比+1m水泥密度）x（稀水灰比一稠水灰比）（b）在純水泥漿中加水泥使其由稀變稠：加水泥量（Kg）=待變稠的水泥漿量（L）m（稀水灰比+1m水泥密度）x（稀水灰比一稠水灰比）m稠水灰比2、配制水泥砂漿：要配制水：水泥：砂=X：Y：Z的水泥砂漿V升，需要的水量（Kg）、水泥量（Kg）、砂子量（Kg），其中水、水泥和砂的密度分別為p水、p水泥、p砂。水量（Kg）=Vm（X-p水+丫詡水泥+Z-p砂）xX水泥量（Kg）=Vm（X-p水+Y-p水泥+Z-p砂）xY砂子量（Kg）=Vm（X-p水+Y-p水泥+Z-p砂）xZ3、1）配料密度的確定（配料即漿液中除了水之外的所有物質，比如水泥、粘土、水

9、玻璃等，水與配料的質量比為水固比，水與水泥的質量比為水灰比）設：水泥、外加劑1、外加劑2、外加劑3、外加劑4、外加劑5的密度分別為p水泥、pl、p2、p3、p4、p5,同時：外加劑1：水泥=a：1即外加劑1的質量：水泥的質量=a：1外加劑2：水泥=b：1外加劑3：水泥=c：1外加劑4：水泥=d：1外加劑5：水泥=e：1那么得：配料的密度=（1+a+b+c+d+e）m【（1-p水泥）+（a-p1）+（b-p2）+（c-p3）+（d-p4）+（e-p5）】2）水灰比情況下：累計注灰量=累計流量x漿密度m（水灰比+1+a+b+c+d+e）漿密度=（水灰比+i+a+b+c+d+e）m【水灰比+（1詡水

10、泥）+（ap1）+（bp2）+（cp3）+（dp4）+（ep5）】3）密度儀情況下：累計注灰量=累計流量X漿密度m（水灰比+1+a+b+c+d+e）水灰比=（1+a+b+c+d+e）漿密度x（1-p水泥）+（ap1）+（bp2）+（cp3）+（dp4）+（ep5）】m（漿密度1）4）單位注灰量=累計注灰量m段長5）各配料注入量：注入水泥量=累計注灰量注入添加劑1量=注入水泥量xa注入添加劑2量=注入水泥量xb注入添加劑3量=注入水泥量xc注入添加劑4量=注入水泥量xd注入添加劑5量=注入水泥量xe六、水泥粘土漿液：水泥與粘土的比例，帷幕灌漿施工要求結石強度高一些和凝結時間快一些的工程，粘土摻量

11、可少一些，例如為水泥重量40%、60%；反之，則可多一些，例如水泥：粘土可為1：1，1：2，1：3甚至1：4。對臨時性低水頭的防滲工程，可采用摻粘土量大的配比。水與干料的比例（水固），也就是水：（水泥+粘土），一般多采用3：11：1（重量比）。拌制水泥粘土漿所需要的水泥、粘土原漿和水量，可預先計算好列成表，便于配制漿液時用，參見【表5】。配制水泥粘土漿（水泥：粘土=1：1）所需要的粘土原漿水泥與水量（配制100L）【表5】注：水泥的密度以3kg/L或3g/cm計，粘土的密度以276g/cm計七、自重（漿柱）壓力的計算1 干孔（地下水位位于段底之下）示意圖如下：漿柱壓力=（段底-段頂）-2+段頂

12、+壓力表距地表卜漿比重-100（MPa）注：漿比重=漿密度斗水密度=漿密度的數值例如：漿密度38Kg/L，水密度=1Kg/L（1g/cm3）,那么漿比重=3.8Kg/L十1Kg/L=3.8。2 地下水位位于段頂和段底之間示意圖如下：漿柱壓力=（段底-地下水位）-2x（漿比重-1）+（地下水位-段頂）-2+（段頂+壓力表距地表）x漿比重-100（MPa）3 地下水位位于段頂之上示意圖如下：漿柱壓力=（段底-段頂）-2+（段頂-地下水位）x（漿比重-1）+（地下水位+壓力表距地表）x漿比重-100（MPa）呂容公式（摘自：DL/T5148-2001水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范）4 呂容公式概念壓水試驗成果以透水率q表示，單位為呂容（Lu）。定義為：壓水壓力為1MPa,每米試段長度每分鐘注入水量1L時，稱為1Lu。若壓水壓力小于1MPa，按直線延伸方式換算。5 公式q=Q/L.S式中