对灌浆方法的讨论

减小字体 增大字体 作者:吴建军 曾鹏九  来源:本站整理  发布时间:2009-09-04 00:00:56

  前言:
  
  灌浆为地基处理的一种方法,广泛用于各种建筑地基的处理,发展非常迅速,人们在不断的探索新理论、新材料、新方法、新工艺,进行各种探讨是促发展。如果能引发各种不同的意见,则人的认识会得以提高。
  1灌浆方式的选择
  1976年以前基岩帷幕灌浆比较强调采用循环式,1994年以后,才逐渐放开,规范改写可说明。.DL/T5148-2001第 6.4.2灌浆规范中规定:“帷幕灌浆宜采用循环式,也可采用纯压式”。 “浅孔固结灌浆可采用纯压式”,而不是“优先”或“应当”采用纯压式。在SL62-94 P10规范中也作出了类似的规定,重申了“帷幕灌浆应优先采用循环式”。因此,对灌浆方式应有清楚的认识。要根据各种情况来决定采用什么方式灌浆。
  1.1循环式灌浆
  循环式灌浆是指浆液始终保持着循环,要求泵排量大于岩石吸浆量,进入孔段的浆液,一部分进入裂隙而扩散,余下的浆液返回地面,可重复使用。所有灌浆段内的浆液始终保持循环流动状态,随着灌浆时间的延续,吸浆量的递减,浆液的流速会越来越大,可减少孔段内水泥颗粒的沉淀,也不容易发生“固管”事故,有利于提高灌浆质量与效率 。所以在“水工建筑物水泥灌浆施工技术规范”(SL62-94,或者是DL/T5148-2001)中,都明确指出帷幕灌浆应优先采用循环式。
  1.2纯压式灌浆
  纯压式灌浆是浆液向孔内的岩石裂隙中扩散,人为控制不让浆液返回,即所谓“只进不出”。随着灌浆时间的延续,较长时间的灌注后,吸浆量逐渐减少,灌浆段内的浆液流速逐渐降低,此时浆液中的水泥颗粒易于沉淀,有可能堵塞到裂隙口,影响灌浆质量,而且容易引发“固管”事故。所以,这种灌浆方式只适于大裂隙,大渗透量的地层,同时也不适于深孔灌浆。
  
  2不同灌浆方法的特征
  
  为适用千变万化的地质情况,出现了多种灌浆方法,不同的灌浆方法要适用于不同的地质条件。不同方法各有利弊,如果所选方法不当,也可能事倍功半,无法取得好的经济效益。在选择灌浆方法的同时,还应注意选择合理的灌浆方式。
  2.1自上而下灌浆法
  自上而下灌浆法主要用于岩石破碎的基岩,节理裂隙发育,成孔时冲洗液漏失严重,以至钻进过程不返水,而且经常出现掉块,引发卡钻事故,钻孔孔壁很不稳定。或者是全孔分布有易劈裂岩体,或者是松散的覆盖层,这样的地层用自上而下的灌浆方法,可以使地层自上而下的被水泥浆固结,易于栓塞对试段封闭的有效性,不必担心浆液绕塞渗漏,影响质量或引发“固管”事故。
  根据孔壁的稳定情况,可选用待凝或不待凝进行灌浆,以前的规范规定是必须待凝。由于灌浆工程为群孔施工,孔距相粼很近,均在混凝土面板上施工,或者是在轻轨上安装钻机,搬家方便快捷,费时很少,加之施工分序进行。所以,待凝并不担搁太多时间。1983年这个待凝作了修改,“采用自上而下分段灌浆时,孔口无涌水的孔段,在灌浆结束后,一般可不待凝,但在断层破碎带等地质条件复杂或在孔口有涌水的地段,则宜待凝,其待凝时间应根据工程具体情况确定”(SL62-94水工建筑物水泥灌浆施工技术规范P10)。
  在上段已经灌注的情况下,加大灌浆压力不会带来事故蔽患,而且可以得到好的灌浆质量。
  由于分段灌浆,对水泥灌入量计算较准确,压水试验成果也较准确,有利于成果的分析研究。
  自上而下的分段灌浆方法栓塞是逐段下入的,多采用循环式灌浆。所以,只能采用双管式灌浆栓塞(如图1),孔径必须适当增大,增大孔径提高了成本,影响了工期。
  耗浆量特别大时,可考虑采用纯压式自上而下灌浆,采用单管顶压式灌浆塞(如图2),操作简单,只需用送浆管(即钻杆)向下加压,就可使胶囊胀出,隔离开灌浆孔段,从三通向孔内灌浆。但在灌浆段隔离无效时,需提出孔口,更换顶管长度,才可重新进行试段隔离。不过上段已经灌注浆液封凝,出现隔封失效的情况一般很少。
  
  2.2自下而上灌浆法
  自下而上灌浆法是在成孔后,由钻孔底部逐段上移进行灌浆,适用以下情况:岩石比较完整,裂隙不发育,地质情况比较简单。成孔过程比较顺利,没有出现或者很少出现掉块卡钻、夹钻等事故。钻孔上部有易劈裂岩体等,宜采用此方法。此方法的优点是:工序简化,工效较高。但此方法也经常会遇到一些问题,如:由于终孔后才自下而上灌浆,钻进延续时间较长,整个钻孔的裂隙容易受到岩粉的堵塞,给灌浆效果造成影响,孔段愈上影响愈大。如果加大灌浆压力,则容易发生浆液绕塞渗漏,增加“固管”事故的机率,如果不提高灌浆压力,则裂隙有可能冲不开,可能影响灌浆质量。
  岩石比较完整时,一般吃浆量较小,采用纯压式灌浆的话,孔内浆液流动速度很慢,极容易发生“固管”。所以,应多采用循环式灌浆。
  采用自下而上循环式灌浆就必须用双管栓塞,同时孔径要适当加大,要留出栓塞以上灌浆管与孔壁之间的间隙,以便监测栓塞密封的可靠性,浆液一旦泄漏上返,所带来的后果远比自上而下栓塞返浆的后果严重,将会影响到整个孔的灌浆质量,灌浆段会因灌浆压力的卸漏,使浆液的扩散半径达不到设计的范围,孔与孔之间形不成帷幕。上部待灌段,会因为返回浆液的流经,而将裂隙口堵塞,同样会影响到灌浆帷幕的形成,这都是严重的灌浆质量问题。

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