《地基处理》3省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

灌浆法1/19灌浆法实质是用气压、液压或电化学原理，把一些能固化浆液注入天然和人为裂缝或孔隙，以改进各种介质物理力学特征。

1.定义概述2/19

2.目标一、防渗：降低渗透性、降低渗流量、提升抗渗能力、降低孔隙压力；二、堵漏：封填孔洞，堵截流水；三、加固：提升岩土力学性能，恢复砼结构及圬工建筑物整体性；四、纠正建筑物倾斜：使发生不均匀沉降建筑物恢复原位或减小其倾斜度。是材料强度不能充分发挥结构,比如大致积混凝土,内部混凝土强度远没得到充分发挥,也就是说材料实际应力很小,远没到达材料设计强度.基本结构是指除钢筋砼、预应力砼、钢结构以外，由纯混凝土或砖石砌体材料建筑

3.处理对象一、坝基：砂基、砂砾石地基、喀斯特溶洞及断层软弱夹层等；二、楼基：普通地基及振动基础等，包含对已经有建筑物修补；三、道路基础：公路、铁道和飞机场路道等；四、地下建筑：输水隧洞、矿井巷道、地下铁道和地下厂房等；五、其它：预填骨料灌浆、后拉锚杆灌浆及灌注桩后灌浆等。3/19

4.近期发展一、应用领域越来越广，除坝基防渗加固外，在其它土木工程如道桥、矿井、文物、市政、地铁和地下厂房中，灌浆也占有相当主要地位；二、浆材品种越来越多，浆材性能和应用问题研究越来越深入；三、劈裂灌浆技术已取得显著发展，尤其在软土地基中，该技术越来越多用作提升地基承载力和消除建筑物沉降伎俩；四、我国和一些比较发达国家，电子计算机监测系统已较普遍地在灌浆施工中用来搜集和处理诸如灌浆压力、浆液稠度和耗浆量等主要参数，以提升工效和灌浆技术水平。4/19灌浆材料灌浆工程中所用浆液是由主剂、溶剂及各种附加混合剂混合而成，通常所说灌浆材料，是指浆液中所用主剂。灌浆材料颗粒型浆材化学型（溶液）浆材混合型浆材以水泥为主剂，故多称为水泥系浆材由两种或各种化学材料配制由颗粒型浆材与化学浆材按不一样百分比混合而成普通水泥浆易沉淀析水稳定性差、硬化时伴有体积收缩、对细裂隙而言颗粒较粗、大规模灌浆工程则水泥耗量大，故在水泥浆中掺入粘土、砂和粉煤灰等、提升水泥颗粒细度、掺入各种附加剂以改进水泥浆液性能。最大特点是浆液属于真溶液，初始粘度小，可用于灌注细小裂缝或孔隙。缺点是造价高和污染环境，故其推广应用受到限制，尤其是在日本，在1974年发生污染环境福岗事件后，只允许使用水玻璃系浆材。包含聚合物水玻璃浆材、聚合物水泥浆材和水泥水玻璃浆材等，可用于降低浆材成本，或用来满足单一材料无法实现性能，尤其是水泥水玻璃浆材，含有成本低、速凝特点，已被广泛应用。5/19一、水泥系浆材1、基本材料：纯水泥浆、粘土水泥浆、粉煤灰水泥浆（1）水泥：普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、抗硫酸盐水泥（2）粘土：含有吸收水分（蒙脱石）和形成胶凝结构能力，惯用于提升水泥浆稳定性、预防沉淀和析水。（3）粉煤灰：用于节约水泥、降低成本和消化三废材料（废水、废气、废渣），含有较高经济效益和社会意义。（4）水：把固态水泥变成悬浮液，以供灌浆，并对水泥颗粒水解和水化，使化合物形成晶体并相互结合成网状结构，从而把水泥浆逐步形成含有一定力学强度结石。6/19二、浆材主要性质1、材料分散度：普通分散度越高、可灌性就越好，并影响浆液物理力学性能；2、沉淀析水性：沉淀析水性是影响灌浆质量有害原因。在灌浆过程中，颗粒沉淀分层会引发机具管路和地层孔隙堵塞，可能造成灌浆过程过早结束。灌浆结束后，颗粒沉淀分层将使浆液密度在垂直方向上发生改变，使灌浆体均匀性降低；浆液析水将使结石率降低，在灌浆体中形成空隙。浆液水灰比是影响析水性主要原因。3、凝结性：分为两阶段，一是早期阶段，浆液流动性降低到不可泵送程度；二是凝结后浆液随时间而变硬，水泥浆初凝时间为2-4h，粘土水泥浆和粉煤灰水泥浆则更慢。4、收缩性：潮湿养护浆液，不但不会收缩还可能略有膨胀，而干燥养护浆液就可能发生收缩，进而产生微细裂缝，影响灌浆效果。5、浆液粘度：粘度是度量流体粘滞性大小物理量，普通浆液水灰比越大，粘度就越小，材料细度越高，粘度就越大。6、强度和渗透性：影响结石强度原因包含：浆液起始水灰比、结石孔隙率、水泥品种及掺合料等产，其中以浆液浓度最为主要；不论是纯水泥浆还是粘土水泥浆和粉煤灰水泥浆，结石渗透性都很小。7/19三、几个改性浆材（1）超细水泥：惯用水泥因为颗粒较粗，普通只能灌注砾石或直径大于0.2-0.3mm孔隙。为提升水泥可灌性，日本率先用干磨法制成d50为4umMC超细水泥，可灌入K=10-3cm/s中细砂层，后由北京水科院研制出水平相当SK超细水泥，近期由浙大等单位研制出d50为3-4umCX超细水泥；（2）无毒丙凝：丙凝AM-9即使可灌性好，但对神经系统有毒害，对空气和地下水有污染，1980年美国研制出了AC-400浆材，1982年中国水科院研制出了AC-MS浆材，这类浆材毒性仅为AM-91%，但其特征与功效与AM-9类似；（3）酸性水玻璃：国内外从20世纪70年代后期开展了酸性水玻璃研究，这种水玻璃能在中性区域内胶凝，凝胶体没有碱溶出，在潮湿地层中可看成是永久性浆材；（4）改性环氧树脂：环氧树脂浆液粘度大、可灌性小、憎水性强（吸水能力小）与潮湿裂隙粘结能力差，故在其中掺入糠醛、丙酮和水溶性甘油环氧树脂等方法，可形成含有低粘度、高亲水性并能在低温下固化改性环氧树脂；（5）水玻璃水泥浆：由水玻璃溶液与水泥浆混合而成，含有早强、高强、高结石率等特点。8/19在地基处理中，灌浆工艺所依据理论主要可归纳为以下四类：灌浆理论有代表性渗透灌浆理论：球形扩散理论、柱形扩散理论、袖套管法理论渗透灌浆PermeationGrouting在灌浆压力作用下，浆液克服各种阻力渗透孔隙和裂隙，压力越大，吸浆量及浆液扩散距离就越大。这种理论假定在灌浆过程中地层结构不受扰动和破坏，所用灌浆压力相对较小。适合用于中砂以上砂土和有裂隙岩石劈裂灌浆FracturingGrouting在灌浆压力作用下，浆液克服地层初始应力和抗拉强度，引发岩石或土体结构破坏和扰动，使地层中原有孔隙或裂隙扩张或形成新裂缝或孔隙，从而使低透水性地层可灌性和浆液扩散距离增大，所用灌浆压力相对较大。经过钻孔向土层中压入浓浆，伴随土体压密和浆液挤入，将在压浆点周围形成灯泡状空间，并因浆液挤压作用而产生辐射状上抬力，从而引发地层局部隆起，许多工程种用这一原理纠正了地面建筑物不均匀沉降，被称为土内压密。压密灌浆CompactionGrouting电动化学灌浆ElectrochemicalInjection当在粘土中插入金属电极并通以直流电后，就在土中引发电渗、电泳和离子交换作用，促使在通电区域中含水量降低，从而在土内形成渗浆通道，若在通电时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在通道上形成硅胶，并与土颗粒胶结成含有一定力学强度加固体。表面压密：在建筑物底板下土层表面压浆，使土体自上而下固结沉降。9/19表面压密土内压密10/19一、设计内容设计计算1、灌浆标准：经过灌浆要求到达效果和质量指标；2、施工范围：包含灌浆深度、长度和宽度；3、灌浆材料：包含浆材种类和浆液配方；4、浆液影响半径：浆液在设计压力下所能到达有效扩散距离；5、钻孔布置：依据浆液影响半径和灌浆体设计厚度，确定合理孔距、排距、孔数和排数；6、灌浆压力：要求不一样地域和不一样深度允许最大灌浆压力；7、灌浆效果评定：用各种方法和伎俩检测灌浆效果11/19二、方案选择这是设计者首先面正确问题，但其详细内容并无严格要求，普通只把灌浆方法和灌浆材料选择放在首要位置，其选择与以下原因相关：1、灌浆目标（加固or防渗？提升承载力or减小变形？）2、地质条件（地层结构、土类及土性、地下水位、地震级别等）3、工程性质（永久工程or暂时工程？主要建筑or普通建筑？）12/19灌浆方案选择普通遵照下述标准：（1）灌浆目标如为提升地基强度和变形模量，普通可选取以水泥为基本材料水泥浆、水泥砂浆和水泥-水玻璃浆等。（2）灌浆目标如为防渗堵漏时，可采取粘土水泥浆、粘土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物、丙凝、AC-MS、铬木素以及无机试剂为固化剂硅酸盐浆液等。13/19（3）在裂隙岩层中灌浆普通采取纯水泥浆或在水泥砂浆中掺入少许膨润土；在砂砾石层中或在溶洞中采取粘土水泥浆；在砂层中普通只采取化学浆液，在黄土中采取单液硅化法或碱液法。（4）对孔隙较大砂砾石层或裂隙岩层中采取渗透性注浆法，在砂层灌注粒状浆材宜采取水力劈裂法。14/19在国内外工程实践中，常采取联合灌浆工艺，包含不一样浆材及不一样灌浆方法联合以适应一些特殊地质条件和专门灌浆目标需要。15/19

防渗标准越高，表明灌浆后地基渗透性越低，灌浆质量就越好，地下水流速也越低，地基发生管涌破坏可能性就越小，但造价也越高，所以防渗标准不应是绝正确，每个灌浆工程都应依据自己特点，经过技述经济比较确定一个相对合理指标。

强度和变形标准三、灌浆标准施工控制标准16/19四、浆材及配方设计标准17/19四、浆材及配方设计标准18/19灌浆质量普通指灌浆施工是否严格按设计和施工规范进行，如不符，则应依据详细情况采取适当补充办法；灌浆效果是指灌浆后能把地层物理力学性质改进到什么程度。地基灌浆最主要效果检验方法是在灌浆体内钻孔，并经过钻孔进行不一样测试工作：1、灌浆结束后，