巖土加固與治理課程灌漿法專題教學(xué)課件

巖土加固與治理第四章化學(xué)加固法4.1灌漿法巖土加固與治理化學(xué)加固法（ChemicalStabilization）

指利用水泥漿液、粘土漿液或其他化學(xué)漿液，通過灌注壓入、高壓噴射或機(jī)械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法?；瘜W(xué)加固法（ChemicalStabilization）化學(xué)加固高壓噴射法灌漿法深層攪拌法化高壓噴射法灌漿法深層攪拌法主要內(nèi)容二、灌漿材料四、灌漿設(shè)計(jì)

五、灌漿施工六、灌漿質(zhì)量檢查一、概述七、工程實(shí)例三、灌漿機(jī)理主二、灌漿材料四、灌漿設(shè)計(jì)五、灌漿施工六、灌漿質(zhì)量檢查一、4概述灌漿目的適用范圍發(fā)展歷史與研究方向分類定義工程應(yīng)用概灌漿目的適用范圍發(fā)展歷史與研究方向分類定義工程應(yīng)5灌漿法（Grouting），也稱注漿法，它是將一定材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)使其擴(kuò)散、膠凝或固化，以達(dá)到加固地層或防滲堵漏的日的。一、概述定義灌漿法（Grouting），也稱注漿法，它是6一、概述定義一、概述定義71防滲2堵漏3加固4糾偏5補(bǔ)強(qiáng)6對(duì)置入地層中的孔管、錨桿、錨索等進(jìn)行固定和保護(hù)一、概述目的1防滲2堵漏3加固4糾偏5補(bǔ)強(qiáng)8一、概述適用范圍地層

軟土砂土

粉土

粘性土

基巖

一、概述一、概述適用范圍地軟土砂土粉土粘性土基91壩基：

2房基：

3道路基礎(chǔ)：

4地下建筑：

5其他：預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿等砂基、砂礫石壩基、喀斯特溶洞及斷層等一般地基及震動(dòng)基礎(chǔ)，已有建筑物的修補(bǔ)公路、鐵路和飛機(jī)場(chǎng)跑道等輸水隧道、礦井巷道、地下鐵道和廠房一、概述適用范圍工

程1壩基：2房基：3道路基礎(chǔ)：10據(jù)文獻(xiàn)記載，灌漿法的最早采用是在1802年，由法國(guó)的charles·Berlghy（查理士·貝尼爾）所發(fā)明，最先用在Dieppe（第厄普）沖刷閘的修理上。當(dāng)初，他用的是一種木制沖擊筒裝置，用人工錘的方法向地層擠壓漿液。

1856—1858年間，英國(guó)的W.R.Kinippe(基尼普爾）在作了一系列試驗(yàn)后，第一次把水泥用于灌漿。

化學(xué)灌漿是在1920年由德國(guó)的Joosen（尤斯登）首先使用水玻璃和氯化鈣作為灌漿材料開始出現(xiàn)的。此后，一些國(guó)家廣泛開展研制工作，制出了年度較低的鉻木素類、丙烯酰胺類等漿液材料。到60年代中期，化灌材料已達(dá)30多種。一、概述發(fā)展歷史國(guó)外據(jù)文獻(xiàn)記載，灌漿法的最早采用是在1802年11

灌漿法在我國(guó)的大量采用，是在1949年新中國(guó)成立后，經(jīng)過多年來試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用，在水泥、粘土等傳統(tǒng)材料的灌漿技術(shù)上有了很大的發(fā)展和提高。在化灌材料方面改進(jìn)了鉻木素類、水泥—水玻璃類、丙烯酰胺類漿液的配方，另外還研制出聚氨酯類、環(huán)氧樹脂類等新的灌漿材料?，F(xiàn)在，我國(guó)已能進(jìn)行各種類型的灌漿設(shè)計(jì)與施工，在許多方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。一、概述發(fā)展歷史國(guó)內(nèi)灌漿法在我國(guó)的大量采用，是在1949年新中國(guó)成12研究方向

可控灌漿技術(shù)電子監(jiān)控技術(shù)

彈性材料軟土灌漿技術(shù)一、概述發(fā)展歷史研究方向可控灌漿技術(shù)電子監(jiān)控131按灌漿的作用

固結(jié)灌漿帷幕灌漿回填灌漿接觸灌漿2按灌注材料水泥灌漿水泥砂漿灌漿水泥粘土灌漿化學(xué)灌漿一、概述分類1按灌漿的作用固結(jié)灌漿帷幕灌漿回填灌漿接觸灌漿143按灌漿壓力

4按灌注機(jī)理

高壓灌漿：3MPa以上中壓灌漿：0.5—3MPa低壓灌漿：0.5MPa以下滲入性灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿一、概述分類3按灌漿壓力4按灌注機(jī)理高壓灌漿：3MPa以上中15北京信德園大廈地基注漿工程一、概述工程應(yīng)用北京信德園大廈地基注漿工程一、概述工程應(yīng)用16廣花高速公路病害處理（注漿加固）一、概述工程應(yīng)用廣花高速公路病害處理（注漿加固）一、概述工程應(yīng)用17深圳龍崗地區(qū)溶槽及土洞充填灌注工程一、概述工程應(yīng)用深圳龍崗地區(qū)溶槽及土洞充填灌注工程一、概述工程應(yīng)用18沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線3標(biāo)段注漿加固工程一、概述工程應(yīng)用沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線3標(biāo)段注漿加固工程一、概述工程應(yīng)用19寧波嘉和中心基坑止水注漿一、概述工程應(yīng)用寧波嘉和中心基坑止水注漿一、概述工程應(yīng)用20二、灌漿材料材料組成材料分類材料特點(diǎn)材料性質(zhì)二、灌漿材料材料組成材料分類材料特點(diǎn)材料性質(zhì)21主劑

溶劑

附加劑

二、灌漿材料材料組成水泥系列化學(xué)系列混合系列主劑溶劑附加劑二、灌漿材料材料組成水泥系列化學(xué)系列混合22顆粒型漿材溶液型漿材混合型漿材水泥系漿材化學(xué)漿材

二、灌漿材料材料分類上述2者混合

主劑

溶劑

以水為主

附加劑

各類調(diào)節(jié)劑

顆粒型漿材溶液型漿材混合型漿材水泥系漿材化學(xué)漿材二、灌漿材23水泥系漿材水泥

常用普通硅酸鹽水泥粘土提高水泥漿液的穩(wěn)定性，防止沉淀和析水粉煤灰

節(jié)約水泥、降低成本和消化三廢材料二、灌漿材料材料分類水泥系漿材水泥常用普通硅酸鹽水泥粘土提高水泥漿液的穩(wěn)定性24化學(xué)漿材常用的化學(xué)漿材水玻璃類漿材

丙烯酰胺漿材

環(huán)氧樹脂漿材

丙烯酸鹽漿材

木質(zhì)素類漿材二、灌漿材料材料分類化學(xué)漿材常用的化學(xué)漿材水玻璃類漿材丙烯酰胺漿材環(huán)氧樹脂25附加劑常用附加劑有加速水泥水化作用2減水劑

1速凝劑改善漿體的流動(dòng)性和分散性3緩凝劑降低漿液的反應(yīng)速率水玻璃、三乙醇胺

木質(zhì)素磺酸鈣

磷酸鹽

二、灌漿材料材料分類附加劑常用附加劑有加速水泥水化作用2減水劑1速凝26顆粒型漿材1顆粒細(xì)

2穩(wěn)定性好

3粘結(jié)性強(qiáng)

4結(jié)石的強(qiáng)度高，并具有良好的耐久性

二、灌漿材料材料特點(diǎn)顆粒型漿材1顆粒細(xì)2穩(wěn)定性好3粘結(jié)性強(qiáng)4結(jié)石的27溶液型漿材1粘度低，流動(dòng)性好，能順利地灌入細(xì)微裂隙2聚合的時(shí)間能根據(jù)實(shí)際的需要準(zhǔn)確地控制

3凝膠體具有一定的密實(shí)性、抗?jié)B性和抗擠力

4抗溶蝕性強(qiáng)，耐久性好，不易老化

5漿液易于配置，操作簡(jiǎn)便

6無(wú)毒性或毒性甚微

二、灌漿材料材料特點(diǎn)溶液型漿材1粘度低，流動(dòng)性好，能順利地灌入細(xì)微裂隙2聚28二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比流變性凝結(jié)性其他性質(zhì)二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比流變性凝結(jié)性其他性質(zhì)29&D15、D10—地層粒料顆粒分析曲線上占15%、10%的對(duì)應(yīng)直徑

G85、G95—灌漿材料顆粒分析曲線上占85%、95%的對(duì)應(yīng)直徑

二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比可灌比愈大，接受顆粒漿材的可灌性愈好。一般認(rèn)為當(dāng)M≥10時(shí)，可以灌注水泥粘土漿；當(dāng)M≥15時(shí)，可以灌注水泥漿?；瘜W(xué)漿液不存在可灌比&D15、D10—地層粒料顆粒分析曲線上占15%、10%的對(duì)30兩個(gè)階段可泵期

凝結(jié)

初凝

終凝

流動(dòng)度儀測(cè)試

維卡儀測(cè)試

二、灌漿材料材料性質(zhì)凝結(jié)性可泵期：從加入拌漿起到流動(dòng)度為150mm時(shí)止所需的時(shí)間（錐桶刻度圓盤）初凝時(shí)間：由加水起至試針沉入水泥漿中距底板0.5~1mm時(shí)所需時(shí)間。終凝時(shí)間：加水起至試針沉入水泥漿中不超過1.0mm時(shí)所需時(shí)間。兩個(gè)階段可泵期凝結(jié)初凝終凝流動(dòng)度儀測(cè)試維卡儀測(cè)試31

漿液的流變特性是指漿液在外力驅(qū)使作用下發(fā)生流動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出來的特性。牛頓流體賓漢塑性流體

二、灌漿材料材料性質(zhì)流變性漿液的流變特性是指漿液在外力驅(qū)使作用下發(fā)生流32二、灌漿材料材料性質(zhì)其他性質(zhì)5漿液結(jié)石體強(qiáng)度6漿液結(jié)石體滲透性7漿液結(jié)石體收縮性和耐久性1漿液的分散度（懸?。?漿液的析水性（析出水）3漿液的熱學(xué)性（比表面積）4漿液的收縮性（干燥）二、灌漿材料材料性質(zhì)其他性質(zhì)5漿液結(jié)石體強(qiáng)度6漿液結(jié)33三、灌漿機(jī)理滲入灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿三、灌漿機(jī)理滲入灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿34三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散柱形擴(kuò)散袖套管法三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散柱形擴(kuò)散袖套管法35注漿管底端注漿球形擴(kuò)散

被灌砂土是均質(zhì)和各向同性的2漿液為牛頓體漿液從注漿管底端注入地基土內(nèi)4漿液在地層中呈球形擴(kuò)散三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散注漿管底端注漿球形擴(kuò)散被灌砂土是均質(zhì)和各向2漿液為牛36漿液柱狀擴(kuò)散

三、灌漿機(jī)理滲入灌漿柱形擴(kuò)散漿液柱狀擴(kuò)散三、灌漿機(jī)理滲入灌漿柱形擴(kuò)散37袖閥管結(jié)構(gòu)及其注漿示意圖

三、灌漿機(jī)理滲入灌漿袖套管注漿袖閥管結(jié)構(gòu)及其注漿示意圖三、灌漿機(jī)理滲入灌漿袖套管注漿38三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基砂、砂礫石粘性土三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基砂、砂礫石粘性土39發(fā)生垂直劈裂的條件

K—側(cè)壓力系數(shù)ST—巖石的抗拉強(qiáng)度μ—泊松比k—滲透系數(shù)n—孔隙率N—綜合地表示k和n的參數(shù)發(fā)生水平劈裂的條件

h—灌漿段深度三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基發(fā)生垂直劈裂的條件K—側(cè)壓力系數(shù)ST—巖石的抗拉強(qiáng)度μ—40灌漿壓力Pe達(dá)到下式時(shí)，就會(huì)發(fā)生破壞：

K—主應(yīng)力比

三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿砂、砂礫石灌漿壓力Pe達(dá)到下式時(shí)，就會(huì)發(fā)生破壞：K—主應(yīng)力比三、灌41

在粘性土地層中，水力劈裂豎引起土體固結(jié)，產(chǎn)生擠出等現(xiàn)象。在只有固結(jié)作用的條件下，注入漿液的體積V和單位土體所需的漿液量Q可由下式計(jì)算：mv—土的壓縮系數(shù)

三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿粘性土在粘性土地層中，水力劈裂豎引起土體固結(jié)，產(chǎn)生42

通過鉆孔向土中灌入極濃的漿液，使注漿點(diǎn)附近土體壓密，在注漿管端部附近形成“漿泡”。壓密灌漿原理示意圖三、灌漿機(jī)理壓密灌漿通過鉆孔向土中灌入極濃的漿液，使注漿點(diǎn)附近土43

當(dāng)?shù)鼗恋臐B透系數(shù)k<10-4cm/s，只靠一般的靜壓力難以使?jié){液注入土的孔隙中，這時(shí)就需要采用電滲作用使?jié){液進(jìn)入土中。

假定在土中打入兩個(gè)半徑為A的灌漿管，孔距為D，在兩灌漿管之間通以直流電，則漿液擴(kuò)散至R處所需的時(shí)間可用式確定:V—作用電壓ke—電滲系數(shù)三、灌漿機(jī)理電動(dòng)化學(xué)灌漿當(dāng)?shù)鼗恋臐B透系數(shù)k<10-4cm/s，只靠44主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的一般程序及原則設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)主設(shè)計(jì)的一般程序及原則設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)45地基灌漿設(shè)計(jì)一般遵循以下程序工程調(diào)查

方案選擇

灌漿試驗(yàn)

設(shè)計(jì)和計(jì)算

補(bǔ)充和修改設(shè)計(jì)

四、灌漿設(shè)計(jì)一般程序一般原則

地基灌漿設(shè)計(jì)一般遵循以下程序工程調(diào)查方案選擇灌漿試驗(yàn)設(shè)461工程類別及主要特點(diǎn)

2灌漿的目的和基本要求3施工現(xiàn)場(chǎng)的地形和地質(zhì)條件4地下水質(zhì)及水力特性

5周圍環(huán)境及原地下構(gòu)筑物情況

6漿材的產(chǎn)地與價(jià)格

四、灌漿設(shè)計(jì)一般程序工程調(diào)查

1工程類別及主要特點(diǎn)2灌漿的目的和基本要求347

以提高地基強(qiáng)度和變形模量為目的，一般選用水泥系漿材，如果是以防滲堵漏為目的，可采用粘土水泥漿、粘土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝和鉻木素等漿材；選用漿材還應(yīng)考慮其對(duì)人體的危害或?qū)Νh(huán)境的污染問題四、灌漿設(shè)計(jì)一般原則以提高地基強(qiáng)度和變形模量為目的，一般選用如果是以防滲堵48在裂隙巖層中灌漿，一般采用純水泥漿、水泥漿或水泥砂漿中加少量膨潤(rùn)土；在砂礫石地層中或溶洞中采用粘土水泥漿；在砂層中一般只采用化學(xué)灌漿，在黃土采用堿液法或單液硅化法；滲入灌漿一般在砂礫石地層或巖石裂隙中采用；水力劈裂灌漿用于砂層；粘性土層中采用水力劈裂法或電動(dòng)硅化法；糾正建筑物不均勻沉降則采用壓密灌漿法。四、灌漿設(shè)計(jì)一般原則在裂隙巖層中灌漿，一般采用純水泥漿、水泥漿滲入灌漿一般在砂49四、灌漿設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容漿材及配方設(shè)計(jì)漿液影響半徑注漿孔布置灌漿壓力灌漿標(biāo)準(zhǔn)灌漿效果檢查四、灌漿設(shè)計(jì)設(shè)漿材及配方設(shè)計(jì)漿液影響半徑注漿孔布置灌漿壓力灌50所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。1防滲標(biāo)準(zhǔn)砂或砂礫石層中

比較重要工程

k降低至10-4—10-5cm/s以下

臨時(shí)性工程k<10-3cm/s

巖基

單位吸水率

ω=0.01—0.03

2強(qiáng)度和變形問題增加摩擦樁的承載力減少拱壩基礎(chǔ)的不均勻變形減小擋土墻上的土壓力

消除共振條件設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿標(biāo)準(zhǔn)所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。1513施工控制標(biāo)準(zhǔn)有些灌漿工程不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因此必須制訂一個(gè)能保證獲得最佳灌漿效果的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。Q=V?n?mV—設(shè)計(jì)灌漿體積n—土的孔隙率m—無(wú)效注漿量（a）正常情況下注入理論耗漿量Q

由于灌漿是按逐漸加密原則進(jìn)行的，孔段耗漿量應(yīng)隨加密次序的增加而逐漸減少。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿標(biāo)準(zhǔn)（b）按耗漿量降低率進(jìn)行控制3施工控制標(biāo)準(zhǔn)有些灌漿工程不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢52根據(jù)土質(zhì)不同，選擇合適的漿材

土質(zhì)名稱注漿材料粘性土和粉土粉土水泥類注漿材料及水玻璃懸濁型漿液粘土粘質(zhì)粉土砂質(zhì)土砂滲透性溶液型漿液（但在預(yù)處理時(shí)，使用水玻璃懸濁型）粉砂砂礫水玻璃懸濁型漿液（大孔隙）滲透性溶液型漿液（小孔隙）層界面水泥類及水玻璃懸濁型漿液設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方根據(jù)土質(zhì)不同，選擇合適的漿材土質(zhì)名稱注漿材料粘性土和粉土粉53按注漿目的，選擇合適的漿材

項(xiàng)目基本條件改

良

目

的堵水注漿滲透性好粘度低的漿液（作為預(yù)注漿使用懸濁型）加

固

地

基滲透注漿滲透性好有一定強(qiáng)度，即粘度低的溶液型漿液脈狀注漿凝膠時(shí)間短的均質(zhì)凝膠，強(qiáng)度大的懸濁型漿液滲透脈狀注漿并用均質(zhì)凝膠強(qiáng)度大且滲透性好的漿液防止涌水注漿膠時(shí)間不受地下水稀釋而延緩的漿液

瞬時(shí)凝固的漿液（溶液或懸濁型的）（使用雙層管）設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方按注漿目的，選擇合適的漿材項(xiàng)目基本條件改

良

目

的堵水注54按注漿目的，選擇合適的漿材

項(xiàng)目基本條件綜

合

注

漿預(yù)處理注漿凝膠時(shí)問短，均質(zhì)凝膠強(qiáng)度比較大的懸濁型漿液正式注漿和預(yù)處理材料性質(zhì)相似的滲透性好的漿液特殊地基處理注漿對(duì)酸性、堿性地基、泥炭應(yīng)事前進(jìn)行試驗(yàn)校核后選擇注漿材料其它注漿研究環(huán)境保護(hù)（毒性、地下水污染、水質(zhì)污染等）設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方按注漿目的，選擇合適的漿材項(xiàng)目基本條件綜

合

注

漿預(yù)處理55對(duì)滲入性灌漿工藝，漿液必須能滲入土的孔隙，即所用的漿液必須是可灌的，這是一項(xiàng)基本的要求一般情況下漿液應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和流動(dòng)性維持能力，以便在不太高的灌漿壓力下獲得盡可能的擴(kuò)散距離設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方配制合適的漿液性能

對(duì)滲入性灌漿工藝，漿液必須能滲入土的孔隙，一般情況下漿液應(yīng)具56確定方法理論公式計(jì)算灌漿試驗(yàn)

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑見機(jī)理確定方法理論公式計(jì)算灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑見57布孔形式試驗(yàn)孔布置形式有正三角形、矩形或方形灌漿孔檢查孔Ⅰ序孔Ⅱ序孔Ⅲ序孔檢查孔灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑布孔形式試驗(yàn)孔布置形式有正三角形、矩形或方形灌漿孔檢查孔Ⅰ58灌漿孔檢查孔試井Ⅰ序孔Ⅱ序孔檢查孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)布孔形式灌漿孔檢查孔試井Ⅰ序孔Ⅱ序孔檢查孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)59灌漿試驗(yàn)結(jié)束后，通過下述方法對(duì)漿液擴(kuò)散半徑評(píng)價(jià)：1鉆孔壓水或注水，求出灌漿體的滲透性；2鉆孔取樣品，檢查孔隙充漿情況用大口徑鉆井或人工開挖豎井，用肉眼檢查地層沖漿情況，并采取灌漿樣品供室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)半徑的確定灌漿試驗(yàn)結(jié)束后，通過下述方法對(duì)漿液擴(kuò)散半徑評(píng)價(jià)：1鉆孔601在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)時(shí)，要選擇不同特點(diǎn)的地基，最好用不同的方法灌漿，以求得不同條件下漿液的R值。

所謂擴(kuò)散半徑，并非最遠(yuǎn)距離，而是符合設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)散距離。在確定設(shè)計(jì)擴(kuò)散半徑時(shí)，要擇取多數(shù)條件下可以達(dá)到的數(shù)值，而不是平均值。當(dāng)有些地層因滲透性較小而不能倒到設(shè)計(jì)R值時(shí)，可提高灌漿壓力或漿液的流動(dòng)性，必要時(shí)還可在局部地區(qū)增加鉆孔以縮小孔距。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)注意事項(xiàng)1在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)時(shí)，要選擇不同特點(diǎn)的地基，最好所61灌漿體的厚度b取決于l的大小

l為灌漿孔距

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)布孔單排孔灌漿體的厚度b取決于l的大小l為灌漿孔距設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿62多排孔孔排間搭接不緊密搭接過多最優(yōu)搭接奇數(shù)排孔偶數(shù)排孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)布孔多排孔孔排間搭接不緊密搭接過多最優(yōu)搭接奇數(shù)排孔偶數(shù)排63作用

首先是用來克服漿液本身的粘聚力和內(nèi)摩擦力（漿液越稠這兩種力越大）來驅(qū)使它流動(dòng)其次，克服漿液沿管路、鉆孔及裂隙或孔隙壁面的流動(dòng)摩擦力設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力劈裂灌漿壓力見機(jī)理

作用首先是用來克服漿液本身的粘聚力和內(nèi)摩641砂礫石地基灌漿&[Pe]—容許灌漿壓力c—與灌漿期次有關(guān)的系數(shù)。第一期孔c=1，第二期孔c=1.25，第三期孔c=1.5T—地基覆蓋層厚度k—與灌漿方式有關(guān)的手段，自上而下灌漿k=0.8，自下而上k=0.6λ—與地質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，可在0.5—1.5之間選擇，結(jié)構(gòu)疏松，滲透性強(qiáng)的地層取低值，結(jié)構(gòu)緊密滲透性弱的地層取高值β—系數(shù)，在1—3范圍內(nèi)選擇γ—地表面以上覆蓋層的重度設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算1砂礫石地基灌漿&[Pe]—容許灌漿壓力c—與灌漿期次652巖基灌漿歐洲國(guó)家灌漿壓力約相當(dāng)于灌漿段深度P=h

美國(guó)建議在確定灌漿壓力時(shí)可按照下列公式計(jì)算良好的成層巖石對(duì)以上都已灌過漿良好的成層巖石對(duì)于堅(jiān)硬致密的大塊體巖石設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算2巖基灌漿歐洲國(guó)家灌漿壓力約相當(dāng)于灌漿段深度P=h66我國(guó)多采用下式進(jìn)行計(jì)算灌漿壓力P0—基巖表層允許灌漿壓力m—基巖每加深1m可增加的壓力h—灌漿段深度設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算2巖基灌漿我國(guó)多采用下式進(jìn)行計(jì)算灌漿壓力P0—基巖表層允許灌漿壓力67巖石分類巖性P00.1MPam（0.1MPa）灌漿方法灌漿孔次序自上而下自下而上ⅠⅡⅢⅠ裂隙很少，只有細(xì)小裂隙的巖石，結(jié)構(gòu)密實(shí)1.5—321.0—1.211—1.251—1.5Ⅱ略受風(fēng)化的裂隙巖石，沒有大裂隙但其中有層理的沉積巖0.5—1.510.5—0.611—1.251—1.5Ⅲ嚴(yán)重風(fēng)化的裂隙巖石，有水平或接近水平層理的沉積巖。0.25—0.50.50.25—0.311—1.251—1.5P0和m的選用表

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算2巖基灌漿巖石分類巖性P0m（0.1MPa）灌漿方法灌漿孔次序自上而下68灌漿效果與灌漿質(zhì)量的區(qū)別：灌漿效果則指灌漿后能把地層的物理力學(xué)性質(zhì)改善到什么程度灌漿質(zhì)量一般是指灌漿施工是否嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查灌漿效果與灌漿質(zhì)量的區(qū)別：灌漿效果則指灌漿后能把地層的物理力69

對(duì)地基灌漿而言，最重要的效果檢查方法是在灌漿體內(nèi)鉆孔，并通過鉆孔進(jìn)行不同的測(cè)試工作

1測(cè)定地基的流量及滲透系數(shù)

檢查孔的數(shù)目約為總灌漿孔數(shù)的5%—10%

2通過鉆孔，從灌漿體內(nèi)取出原狀樣品，送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行必要的試驗(yàn)研究。3通過鉆孔網(wǎng)觀測(cè)灌漿體上下游的水位和滲流量

4常用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的彈性縱波速度和動(dòng)彈性模量來確定加固灌漿的效果設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查對(duì)地基灌漿而言，最重要的效果檢查方法是在灌漿70設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查71設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)效果檢查721按注漿管設(shè)置方法分類鉆孔法打、壓入法噴注法方法分類五、灌漿施工1按注漿管設(shè)置方法分類鉆孔法打、壓入法噴注法方法分732按漿液混合方法分類注漿管設(shè)置方法凝膠時(shí)間混合方法單層管注漿方法鉆桿注漿法中等雙液?jiǎn)蜗到y(tǒng)過濾管（花管）注漿法雙層管注漿法雙栓塞注漿法套管法長(zhǎng)單液?jiǎn)蜗到y(tǒng)泥漿穩(wěn)定土層法雙過濾雙層管鉆桿法DDS法短雙液雙系統(tǒng)LAG法MT法方法分類五、灌漿施工2按漿液混合方法分類注漿管設(shè)置方法凝膠時(shí)間混合方法單層74鉆孔注漿法常見方法五、灌漿施工鉆孔注漿法常見方法五、灌漿施工75單過濾管注漿法（a）鉆孔；（b）插入過濾管；（c）管內(nèi)外填砂及粘土；（d）第一階段在注漿；（e）第二階段注漿，第一階段砂洗出；（f）反復(fù)（d）、（e）直至注漿完畢；（g）提升過濾管；（h）過濾管孔回填或注漿常見方法五、灌漿施工單過濾管注漿法（a）鉆孔；（b）插入過濾管；（c）管內(nèi)外填76雙層管雙栓塞注漿法（a）鉆孔后插入套管；（b）插入外管，（c）注入封填材料，提升套管；（d）插入帶雙止?jié){塞的注漿管，開始注漿袖閥管法常見方法五、灌漿施工雙層管雙栓塞注漿法（a）鉆孔后插入套管；袖閥管法常見方法77雙層管鉆桿注漿法常見方法五、灌漿施工雙層管鉆桿注漿法常見方法五、灌漿施工78灌漿泵大多采用泥漿泵，目前用得最多的是往復(fù)式泥漿泵（簡(jiǎn)稱往復(fù)泵）3SNS型灌漿泵施工機(jī)械五、灌漿施工灌漿泵大多采用泥漿泵，目前用得最多的是往復(fù)式泥漿泵（簡(jiǎn)稱往復(fù)79灌漿記錄儀GMS2004灌漿系統(tǒng)在四川木座電站使用施工機(jī)械五、灌漿施工灌漿記錄儀GMS2004灌漿系統(tǒng)在四川木座電站使用施工機(jī)械五80JT系列灌漿自動(dòng)記錄儀（北京：中大華瑞）灌漿記錄儀施工機(jī)械五、灌漿施工JT系列灌漿自動(dòng)記錄儀（北京：中大華瑞）灌漿記錄儀施工機(jī)械81灌漿記錄儀系統(tǒng)原理圖LJ系列灌漿壓水測(cè)控系統(tǒng)（中南大學(xué)）施工機(jī)械五、灌漿施工灌漿記錄儀系統(tǒng)原理圖LJ系列灌漿壓水測(cè)控系統(tǒng)（中南大學(xué)）施82灌漿記錄儀電磁流量計(jì)壓力傳感器水灰比管理軟件

主機(jī)施工機(jī)械五、灌漿施工灌漿記錄儀電磁流量計(jì)壓力傳感器水灰比管理軟件主機(jī)施工83灌漿孔施工次序

灌漿次序按逐步加密原則，按計(jì)劃好的灌漿孔網(wǎng)格布置分序逐漸加密灌漿的法則（1）單排1—Ⅰ序孔；2—Ⅱ序孔；3—Ⅲ序孔施工工藝五、灌漿施工灌漿孔施工次序灌漿次序按逐步加密原則，按計(jì)劃好的灌漿孔網(wǎng)格84灌漿孔施工次序（2）梅花形和方格形布孔1—Ⅰ序孔，奇數(shù)排的奇數(shù)孔；2—Ⅱ序孔，偶數(shù)排的偶數(shù)孔；3—Ⅲ序孔，奇數(shù)排的偶數(shù)孔；4—Ⅳ序孔，偶數(shù)排的奇數(shù)孔；5—補(bǔ)加鉆孔的位置施工工藝五、灌漿施工灌漿孔施工次序（2）梅花形和方格形布孔1—Ⅰ序孔，奇數(shù)排85灌漿孔施工次序

施工工藝五、灌漿施工灌漿孔施工次序施工工藝五、灌漿施工86灌漿孔施工次序

施工工藝五、灌漿施工灌漿孔施工次序施工工藝五、灌漿施工87灌漿順序

（1）一次灌漿法（2）分段灌漿法（a）自上而下分段灌漿（b）自下而上分段灌漿（c）孔口封閉自上而下分段灌漿法（3）綜合灌漿法施工工藝五、灌漿施工灌漿順序（1）一次灌漿法（2）分段灌漿法（a）自上而下分段88六、灌漿質(zhì)量檢查對(duì)加固體進(jìn)行開挖，進(jìn)行原型觀測(cè)。檢測(cè)手段利用靜力觸探測(cè)試加固前后土體力學(xué)指標(biāo)的變化，用以了解加固效果。在被灌體內(nèi)鉆孔進(jìn)行聲波速度、動(dòng)彈性摸量、旁壓試驗(yàn)，也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)剪切和變形摸量試驗(yàn)。在灌漿體內(nèi)薄弱部位，如地質(zhì)條件不好，灌漿質(zhì)量有問題，灌漿孔之間搭接部位等處，鉆孔作壓水、注水或抽水試驗(yàn)，測(cè)定地層灌漿前后的滲透性變化，不合格者需補(bǔ)充灌漿。六、灌漿質(zhì)量檢查對(duì)加固體進(jìn)行開挖，進(jìn)行原型觀測(cè)。檢測(cè)手段89巖土加固與治理第四章化學(xué)加固法4.1灌漿法巖土加固與治理化學(xué)加固法（ChemicalStabilization）

指利用水泥漿液、粘土漿液或其他化學(xué)漿液，通過灌注壓入、高壓噴射或機(jī)械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來，以改善地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法?；瘜W(xué)加固法（ChemicalStabilization）化學(xué)加固高壓噴射法灌漿法深層攪拌法化高壓噴射法灌漿法深層攪拌法主要內(nèi)容二、灌漿材料四、灌漿設(shè)計(jì)

五、灌漿施工六、灌漿質(zhì)量檢查一、概述七、工程實(shí)例三、灌漿機(jī)理主二、灌漿材料四、灌漿設(shè)計(jì)五、灌漿施工六、灌漿質(zhì)量檢查一、93概述灌漿目的適用范圍發(fā)展歷史與研究方向分類定義工程應(yīng)用概灌漿目的適用范圍發(fā)展歷史與研究方向分類定義工程應(yīng)94灌漿法（Grouting），也稱注漿法，它是將一定材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi)使其擴(kuò)散、膠凝或固化，以達(dá)到加固地層或防滲堵漏的日的。一、概述定義灌漿法（Grouting），也稱注漿法，它是95一、概述定義一、概述定義961防滲2堵漏3加固4糾偏5補(bǔ)強(qiáng)6對(duì)置入地層中的孔管、錨桿、錨索等進(jìn)行固定和保護(hù)一、概述目的1防滲2堵漏3加固4糾偏5補(bǔ)強(qiáng)97一、概述適用范圍地層

軟土砂土

粉土

粘性土

基巖

一、概述一、概述適用范圍地軟土砂土粉土粘性土基981壩基：

2房基：

3道路基礎(chǔ)：

4地下建筑：

5其他：預(yù)填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿等砂基、砂礫石壩基、喀斯特溶洞及斷層等一般地基及震動(dòng)基礎(chǔ)，已有建筑物的修補(bǔ)公路、鐵路和飛機(jī)場(chǎng)跑道等輸水隧道、礦井巷道、地下鐵道和廠房一、概述適用范圍工

程1壩基：2房基：3道路基礎(chǔ)：99據(jù)文獻(xiàn)記載，灌漿法的最早采用是在1802年，由法國(guó)的charles·Berlghy（查理士·貝尼爾）所發(fā)明，最先用在Dieppe（第厄普）沖刷閘的修理上。當(dāng)初，他用的是一種木制沖擊筒裝置，用人工錘的方法向地層擠壓漿液。

1856—1858年間，英國(guó)的W.R.Kinippe(基尼普爾）在作了一系列試驗(yàn)后，第一次把水泥用于灌漿。

化學(xué)灌漿是在1920年由德國(guó)的Joosen（尤斯登）首先使用水玻璃和氯化鈣作為灌漿材料開始出現(xiàn)的。此后，一些國(guó)家廣泛開展研制工作，制出了年度較低的鉻木素類、丙烯酰胺類等漿液材料。到60年代中期，化灌材料已達(dá)30多種。一、概述發(fā)展歷史國(guó)外據(jù)文獻(xiàn)記載，灌漿法的最早采用是在1802年100

灌漿法在我國(guó)的大量采用，是在1949年新中國(guó)成立后，經(jīng)過多年來試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用，在水泥、粘土等傳統(tǒng)材料的灌漿技術(shù)上有了很大的發(fā)展和提高。在化灌材料方面改進(jìn)了鉻木素類、水泥—水玻璃類、丙烯酰胺類漿液的配方，另外還研制出聚氨酯類、環(huán)氧樹脂類等新的灌漿材料。現(xiàn)在，我國(guó)已能進(jìn)行各種類型的灌漿設(shè)計(jì)與施工，在許多方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。一、概述發(fā)展歷史國(guó)內(nèi)灌漿法在我國(guó)的大量采用，是在1949年新中國(guó)成101研究方向

可控灌漿技術(shù)電子監(jiān)控技術(shù)

彈性材料軟土灌漿技術(shù)一、概述發(fā)展歷史研究方向可控灌漿技術(shù)電子監(jiān)控1021按灌漿的作用

固結(jié)灌漿帷幕灌漿回填灌漿接觸灌漿2按灌注材料水泥灌漿水泥砂漿灌漿水泥粘土灌漿化學(xué)灌漿一、概述分類1按灌漿的作用固結(jié)灌漿帷幕灌漿回填灌漿接觸灌漿1033按灌漿壓力

4按灌注機(jī)理

高壓灌漿：3MPa以上中壓灌漿：0.5—3MPa低壓灌漿：0.5MPa以下滲入性灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿一、概述分類3按灌漿壓力4按灌注機(jī)理高壓灌漿：3MPa以上中104北京信德園大廈地基注漿工程一、概述工程應(yīng)用北京信德園大廈地基注漿工程一、概述工程應(yīng)用105廣花高速公路病害處理（注漿加固）一、概述工程應(yīng)用廣花高速公路病害處理（注漿加固）一、概述工程應(yīng)用106深圳龍崗地區(qū)溶槽及土洞充填灌注工程一、概述工程應(yīng)用深圳龍崗地區(qū)溶槽及土洞充填灌注工程一、概述工程應(yīng)用107沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線3標(biāo)段注漿加固工程一、概述工程應(yīng)用沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線3標(biāo)段注漿加固工程一、概述工程應(yīng)用108寧波嘉和中心基坑止水注漿一、概述工程應(yīng)用寧波嘉和中心基坑止水注漿一、概述工程應(yīng)用109二、灌漿材料材料組成材料分類材料特點(diǎn)材料性質(zhì)二、灌漿材料材料組成材料分類材料特點(diǎn)材料性質(zhì)110主劑

溶劑

附加劑

二、灌漿材料材料組成水泥系列化學(xué)系列混合系列主劑溶劑附加劑二、灌漿材料材料組成水泥系列化學(xué)系列混合111顆粒型漿材溶液型漿材混合型漿材水泥系漿材化學(xué)漿材

二、灌漿材料材料分類上述2者混合

主劑

溶劑

以水為主

附加劑

各類調(diào)節(jié)劑

顆粒型漿材溶液型漿材混合型漿材水泥系漿材化學(xué)漿材二、灌漿材112水泥系漿材水泥

常用普通硅酸鹽水泥粘土提高水泥漿液的穩(wěn)定性，防止沉淀和析水粉煤灰

節(jié)約水泥、降低成本和消化三廢材料二、灌漿材料材料分類水泥系漿材水泥常用普通硅酸鹽水泥粘土提高水泥漿液的穩(wěn)定性113化學(xué)漿材常用的化學(xué)漿材水玻璃類漿材

丙烯酰胺漿材

環(huán)氧樹脂漿材

丙烯酸鹽漿材

木質(zhì)素類漿材二、灌漿材料材料分類化學(xué)漿材常用的化學(xué)漿材水玻璃類漿材丙烯酰胺漿材環(huán)氧樹脂114附加劑常用附加劑有加速水泥水化作用2減水劑

1速凝劑改善漿體的流動(dòng)性和分散性3緩凝劑降低漿液的反應(yīng)速率水玻璃、三乙醇胺

木質(zhì)素磺酸鈣

磷酸鹽

二、灌漿材料材料分類附加劑常用附加劑有加速水泥水化作用2減水劑1速凝115顆粒型漿材1顆粒細(xì)

2穩(wěn)定性好

3粘結(jié)性強(qiáng)

4結(jié)石的強(qiáng)度高，并具有良好的耐久性

二、灌漿材料材料特點(diǎn)顆粒型漿材1顆粒細(xì)2穩(wěn)定性好3粘結(jié)性強(qiáng)4結(jié)石的116溶液型漿材1粘度低，流動(dòng)性好，能順利地灌入細(xì)微裂隙2聚合的時(shí)間能根據(jù)實(shí)際的需要準(zhǔn)確地控制

3凝膠體具有一定的密實(shí)性、抗?jié)B性和抗擠力

4抗溶蝕性強(qiáng)，耐久性好，不易老化

5漿液易于配置，操作簡(jiǎn)便

6無(wú)毒性或毒性甚微

二、灌漿材料材料特點(diǎn)溶液型漿材1粘度低，流動(dòng)性好，能順利地灌入細(xì)微裂隙2聚117二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比流變性凝結(jié)性其他性質(zhì)二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比流變性凝結(jié)性其他性質(zhì)118&D15、D10—地層粒料顆粒分析曲線上占15%、10%的對(duì)應(yīng)直徑

G85、G95—灌漿材料顆粒分析曲線上占85%、95%的對(duì)應(yīng)直徑

二、灌漿材料材料性質(zhì)可灌比可灌比愈大，接受顆粒漿材的可灌性愈好。一般認(rèn)為當(dāng)M≥10時(shí)，可以灌注水泥粘土漿；當(dāng)M≥15時(shí)，可以灌注水泥漿。化學(xué)漿液不存在可灌比&D15、D10—地層粒料顆粒分析曲線上占15%、10%的對(duì)119兩個(gè)階段可泵期

凝結(jié)

初凝

終凝

流動(dòng)度儀測(cè)試

維卡儀測(cè)試

二、灌漿材料材料性質(zhì)凝結(jié)性可泵期：從加入拌漿起到流動(dòng)度為150mm時(shí)止所需的時(shí)間（錐桶刻度圓盤）初凝時(shí)間：由加水起至試針沉入水泥漿中距底板0.5~1mm時(shí)所需時(shí)間。終凝時(shí)間：加水起至試針沉入水泥漿中不超過1.0mm時(shí)所需時(shí)間。兩個(gè)階段可泵期凝結(jié)初凝終凝流動(dòng)度儀測(cè)試維卡儀測(cè)試120

漿液的流變特性是指漿液在外力驅(qū)使作用下發(fā)生流動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出來的特性。牛頓流體賓漢塑性流體

二、灌漿材料材料性質(zhì)流變性漿液的流變特性是指漿液在外力驅(qū)使作用下發(fā)生流121二、灌漿材料材料性質(zhì)其他性質(zhì)5漿液結(jié)石體強(qiáng)度6漿液結(jié)石體滲透性7漿液結(jié)石體收縮性和耐久性1漿液的分散度（懸?。?漿液的析水性（析出水）3漿液的熱學(xué)性（比表面積）4漿液的收縮性（干燥）二、灌漿材料材料性質(zhì)其他性質(zhì)5漿液結(jié)石體強(qiáng)度6漿液結(jié)122三、灌漿機(jī)理滲入灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿三、灌漿機(jī)理滲入灌漿劈裂灌漿壓密灌漿電動(dòng)化學(xué)灌漿123三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散柱形擴(kuò)散袖套管法三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散柱形擴(kuò)散袖套管法124注漿管底端注漿球形擴(kuò)散

被灌砂土是均質(zhì)和各向同性的2漿液為牛頓體漿液從注漿管底端注入地基土內(nèi)4漿液在地層中呈球形擴(kuò)散三、灌漿機(jī)理滲入灌漿球形擴(kuò)散注漿管底端注漿球形擴(kuò)散被灌砂土是均質(zhì)和各向2漿液為牛125漿液柱狀擴(kuò)散

三、灌漿機(jī)理滲入灌漿柱形擴(kuò)散漿液柱狀擴(kuò)散三、灌漿機(jī)理滲入灌漿柱形擴(kuò)散126袖閥管結(jié)構(gòu)及其注漿示意圖

三、灌漿機(jī)理滲入灌漿袖套管注漿袖閥管結(jié)構(gòu)及其注漿示意圖三、灌漿機(jī)理滲入灌漿袖套管注漿127三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基砂、砂礫石粘性土三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基砂、砂礫石粘性土128發(fā)生垂直劈裂的條件

K—側(cè)壓力系數(shù)ST—巖石的抗拉強(qiáng)度μ—泊松比k—滲透系數(shù)n—孔隙率N—綜合地表示k和n的參數(shù)發(fā)生水平劈裂的條件

h—灌漿段深度三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿巖基發(fā)生垂直劈裂的條件K—側(cè)壓力系數(shù)ST—巖石的抗拉強(qiáng)度μ—129灌漿壓力Pe達(dá)到下式時(shí)，就會(huì)發(fā)生破壞：

K—主應(yīng)力比

三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿砂、砂礫石灌漿壓力Pe達(dá)到下式時(shí)，就會(huì)發(fā)生破壞：K—主應(yīng)力比三、灌130

在粘性土地層中，水力劈裂豎引起土體固結(jié)，產(chǎn)生擠出等現(xiàn)象。在只有固結(jié)作用的條件下，注入漿液的體積V和單位土體所需的漿液量Q可由下式計(jì)算：mv—土的壓縮系數(shù)

三、灌漿機(jī)理劈裂灌漿粘性土在粘性土地層中，水力劈裂豎引起土體固結(jié)，產(chǎn)生131

通過鉆孔向土中灌入極濃的漿液，使注漿點(diǎn)附近土體壓密，在注漿管端部附近形成“漿泡”。壓密灌漿原理示意圖三、灌漿機(jī)理壓密灌漿通過鉆孔向土中灌入極濃的漿液，使注漿點(diǎn)附近土132

當(dāng)?shù)鼗恋臐B透系數(shù)k<10-4cm/s，只靠一般的靜壓力難以使?jié){液注入土的孔隙中，這時(shí)就需要采用電滲作用使?jié){液進(jìn)入土中。

假定在土中打入兩個(gè)半徑為A的灌漿管，孔距為D，在兩灌漿管之間通以直流電，則漿液擴(kuò)散至R處所需的時(shí)間可用式確定:V—作用電壓ke—電滲系數(shù)三、灌漿機(jī)理電動(dòng)化學(xué)灌漿當(dāng)?shù)鼗恋臐B透系數(shù)k<10-4cm/s，只靠133主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的一般程序及原則設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)主設(shè)計(jì)的一般程序及原則設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)134地基灌漿設(shè)計(jì)一般遵循以下程序工程調(diào)查

方案選擇

灌漿試驗(yàn)

設(shè)計(jì)和計(jì)算

補(bǔ)充和修改設(shè)計(jì)

四、灌漿設(shè)計(jì)一般程序一般原則

地基灌漿設(shè)計(jì)一般遵循以下程序工程調(diào)查方案選擇灌漿試驗(yàn)設(shè)1351工程類別及主要特點(diǎn)

2灌漿的目的和基本要求3施工現(xiàn)場(chǎng)的地形和地質(zhì)條件4地下水質(zhì)及水力特性

5周圍環(huán)境及原地下構(gòu)筑物情況

6漿材的產(chǎn)地與價(jià)格

四、灌漿設(shè)計(jì)一般程序工程調(diào)查

1工程類別及主要特點(diǎn)2灌漿的目的和基本要求3136

以提高地基強(qiáng)度和變形模量為目的，一般選用水泥系漿材，如果是以防滲堵漏為目的，可采用粘土水泥漿、粘土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝和鉻木素等漿材；選用漿材還應(yīng)考慮其對(duì)人體的危害或?qū)Νh(huán)境的污染問題四、灌漿設(shè)計(jì)一般原則以提高地基強(qiáng)度和變形模量為目的，一般選用如果是以防滲堵137在裂隙巖層中灌漿，一般采用純水泥漿、水泥漿或水泥砂漿中加少量膨潤(rùn)土；在砂礫石地層中或溶洞中采用粘土水泥漿；在砂層中一般只采用化學(xué)灌漿，在黃土采用堿液法或單液硅化法；滲入灌漿一般在砂礫石地層或巖石裂隙中采用；水力劈裂灌漿用于砂層；粘性土層中采用水力劈裂法或電動(dòng)硅化法；糾正建筑物不均勻沉降則采用壓密灌漿法。四、灌漿設(shè)計(jì)一般原則在裂隙巖層中灌漿，一般采用純水泥漿、水泥漿滲入灌漿一般在砂138四、灌漿設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容漿材及配方設(shè)計(jì)漿液影響半徑注漿孔布置灌漿壓力灌漿標(biāo)準(zhǔn)灌漿效果檢查四、灌漿設(shè)計(jì)設(shè)漿材及配方設(shè)計(jì)漿液影響半徑注漿孔布置灌漿壓力灌139所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。1防滲標(biāo)準(zhǔn)砂或砂礫石層中

比較重要工程

k降低至10-4—10-5cm/s以下

臨時(shí)性工程k<10-3cm/s

巖基

單位吸水率

ω=0.01—0.03

2強(qiáng)度和變形問題增加摩擦樁的承載力減少拱壩基礎(chǔ)的不均勻變形減小擋土墻上的土壓力

消除共振條件設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿標(biāo)準(zhǔn)所謂灌漿標(biāo)準(zhǔn)，是指設(shè)計(jì)者要求灌漿后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。11403施工控制標(biāo)準(zhǔn)有些灌漿工程不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因此必須制訂一個(gè)能保證獲得最佳灌漿效果的施工控制標(biāo)準(zhǔn)。Q=V?n?mV—設(shè)計(jì)灌漿體積n—土的孔隙率m—無(wú)效注漿量（a）正常情況下注入理論耗漿量Q

由于灌漿是按逐漸加密原則進(jìn)行的，孔段耗漿量應(yīng)隨加密次序的增加而逐漸減少。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿標(biāo)準(zhǔn)（b）按耗漿量降低率進(jìn)行控制3施工控制標(biāo)準(zhǔn)有些灌漿工程不能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢141根據(jù)土質(zhì)不同，選擇合適的漿材

土質(zhì)名稱注漿材料粘性土和粉土粉土水泥類注漿材料及水玻璃懸濁型漿液粘土粘質(zhì)粉土砂質(zhì)土砂滲透性溶液型漿液（但在預(yù)處理時(shí)，使用水玻璃懸濁型）粉砂砂礫水玻璃懸濁型漿液（大孔隙）滲透性溶液型漿液（小孔隙）層界面水泥類及水玻璃懸濁型漿液設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方根據(jù)土質(zhì)不同，選擇合適的漿材土質(zhì)名稱注漿材料粘性土和粉土粉142按注漿目的，選擇合適的漿材

項(xiàng)目基本條件改

良

目

的堵水注漿滲透性好粘度低的漿液（作為預(yù)注漿使用懸濁型）加

固

地

基滲透注漿滲透性好有一定強(qiáng)度，即粘度低的溶液型漿液脈狀注漿凝膠時(shí)間短的均質(zhì)凝膠，強(qiáng)度大的懸濁型漿液滲透脈狀注漿并用均質(zhì)凝膠強(qiáng)度大且滲透性好的漿液防止涌水注漿膠時(shí)間不受地下水稀釋而延緩的漿液

瞬時(shí)凝固的漿液（溶液或懸濁型的）（使用雙層管）設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方按注漿目的，選擇合適的漿材項(xiàng)目基本條件改

良

目

的堵水注143按注漿目的，選擇合適的漿材

項(xiàng)目基本條件綜

合

注

漿預(yù)處理注漿凝膠時(shí)問短，均質(zhì)凝膠強(qiáng)度比較大的懸濁型漿液正式注漿和預(yù)處理材料性質(zhì)相似的滲透性好的漿液特殊地基處理注漿對(duì)酸性、堿性地基、泥炭應(yīng)事前進(jìn)行試驗(yàn)校核后選擇注漿材料其它注漿研究環(huán)境保護(hù)（毒性、地下水污染、水質(zhì)污染等）設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方按注漿目的，選擇合適的漿材項(xiàng)目基本條件綜

合

注

漿預(yù)處理144對(duì)滲入性灌漿工藝，漿液必須能滲入土的孔隙，即所用的漿液必須是可灌的，這是一項(xiàng)基本的要求一般情況下漿液應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和流動(dòng)性維持能力，以便在不太高的灌漿壓力下獲得盡可能的擴(kuò)散距離設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)漿材及配方配制合適的漿液性能

對(duì)滲入性灌漿工藝，漿液必須能滲入土的孔隙，一般情況下漿液應(yīng)具145確定方法理論公式計(jì)算灌漿試驗(yàn)

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑見機(jī)理確定方法理論公式計(jì)算灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑見146布孔形式試驗(yàn)孔布置形式有正三角形、矩形或方形灌漿孔檢查孔Ⅰ序孔Ⅱ序孔Ⅲ序孔檢查孔灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑布孔形式試驗(yàn)孔布置形式有正三角形、矩形或方形灌漿孔檢查孔Ⅰ147灌漿孔檢查孔試井Ⅰ序孔Ⅱ序孔檢查孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)布孔形式灌漿孔檢查孔試井Ⅰ序孔Ⅱ序孔檢查孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)148灌漿試驗(yàn)結(jié)束后，通過下述方法對(duì)漿液擴(kuò)散半徑評(píng)價(jià)：1鉆孔壓水或注水，求出灌漿體的滲透性；2鉆孔取樣品，檢查孔隙充漿情況用大口徑鉆井或人工開挖豎井，用肉眼檢查地層沖漿情況，并采取灌漿樣品供室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)半徑的確定灌漿試驗(yàn)結(jié)束后，通過下述方法對(duì)漿液擴(kuò)散半徑評(píng)價(jià)：1鉆孔1491在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)時(shí)，要選擇不同特點(diǎn)的地基，最好用不同的方法灌漿，以求得不同條件下漿液的R值。

所謂擴(kuò)散半徑，并非最遠(yuǎn)距離，而是符合設(shè)計(jì)要求的擴(kuò)散距離。在確定設(shè)計(jì)擴(kuò)散半徑時(shí)，要擇取多數(shù)條件下可以達(dá)到的數(shù)值，而不是平均值。當(dāng)有些地層因滲透性較小而不能倒到設(shè)計(jì)R值時(shí)，可提高灌漿壓力或漿液的流動(dòng)性，必要時(shí)還可在局部地區(qū)增加鉆孔以縮小孔距。設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)影響半徑灌漿試驗(yàn)注意事項(xiàng)1在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)時(shí)，要選擇不同特點(diǎn)的地基，最好所150灌漿體的厚度b取決于l的大小

l為灌漿孔距

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)布孔單排孔灌漿體的厚度b取決于l的大小l為灌漿孔距設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿151多排孔孔排間搭接不緊密搭接過多最優(yōu)搭接奇數(shù)排孔偶數(shù)排孔設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)布孔多排孔孔排間搭接不緊密搭接過多最優(yōu)搭接奇數(shù)排孔偶數(shù)排152作用

首先是用來克服漿液本身的粘聚力和內(nèi)摩擦力（漿液越稠這兩種力越大）來驅(qū)使它流動(dòng)其次，克服漿液沿管路、鉆孔及裂隙或孔隙壁面的流動(dòng)摩擦力設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力劈裂灌漿壓力見機(jī)理

作用首先是用來克服漿液本身的粘聚力和內(nèi)摩1531砂礫石地基灌漿&[Pe]—容許灌漿壓力c—與灌漿期次有關(guān)的系數(shù)。第一期孔c=1，第二期孔c=1.25，第三期孔c=1.5T—地基覆蓋層厚度k—與灌漿方式有關(guān)的手段，自上而下灌漿k=0.8，自下而上k=0.6λ—與地質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，可在0.5—1.5之間選擇，結(jié)構(gòu)疏松，滲透性強(qiáng)的地層取低值，結(jié)構(gòu)緊密滲透性弱的地層取高值β—系數(shù)，在1—3范圍內(nèi)選擇γ—地表面以上覆蓋層的重度設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算1砂礫石地基灌漿&[Pe]—容許灌漿壓力c—與灌漿期次1542巖基灌漿歐洲國(guó)家灌漿壓力約相當(dāng)于灌漿段深度P=h

美國(guó)建議在確定灌漿壓力時(shí)可按照下列公式計(jì)算良好的成層巖石對(duì)以上都已灌過漿良好的成層巖石對(duì)于堅(jiān)硬致密的大塊體巖石設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算2巖基灌漿歐洲國(guó)家灌漿壓力約相當(dāng)于灌漿段深度P=h155我國(guó)多采用下式進(jìn)行計(jì)算灌漿壓力P0—基巖表層允許灌漿壓力m—基巖每加深1m可增加的壓力h—灌漿段深度設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌漿設(shè)計(jì)灌漿壓力計(jì)算2巖基灌漿我國(guó)多采用下式進(jìn)行計(jì)算灌漿壓力P0—基巖表層允許灌漿壓力156巖石分類巖性P00.1MPam（0.1MPa）灌漿方法灌漿孔次序自上而下自下而上ⅠⅡⅢⅠ裂隙很少，只有細(xì)小裂隙的巖石，結(jié)構(gòu)密實(shí)1.5—321.0—1.211—1.251—1.5Ⅱ略受風(fēng)化的裂隙巖石，沒有大裂隙但其中有層理的沉積巖0.5—1.510.5—0.611—1.251—1.5Ⅲ嚴(yán)重風(fēng)化的裂隙巖石，有水平或接近水平層理的沉積巖。0.25—0.50.50.25—0.311—1.251—1.5P0和m的選用表

設(shè)計(jì)計(jì)算四、灌