岩土加固工程中的注浆工艺探讨

2019-01-21 00:40:46
中国资源综合利用 2019年6期
关键词:浆液岩土注浆

赵 剑

(深圳百勤建设工程有限公司,广东 深圳 518000)

岩土加固是工程建设过程中的重要环节,其主要指的就是对工程中一些软弱或不稳定的岩层进行加固处理,以提升岩层的承载力,保证后续工程施工建设的整体质量。近年来,随着工程建设规模和类型的增多,岩土加固工程也成为现阶段工程建设的一项重点。对于岩土加固工程而言,现阶段有很多的加固工艺,但是最常用的是注浆工艺。

1 岩土加固工程与注浆工艺

1.1 岩土加固工程含义和方法

岩土加固工程,泛指的就是对工程建设中存在的软弱或者不稳定岩层的加固处理。其主要目的为通过应用相关加固技术,实现对劣质岩土的处理,以提升其承载力水平,最终实现整个建筑工程质量的全面提升[1]。随着现代建筑技术的不断发展,越来越多的技术被应用到岩土加固工程中,最具代表性的技术为:锚固技术、注浆技术、土钉墙技术、喷射混凝土技术、预应力锚索技术和超前支护技术等。其中,注浆技术是现阶段岩土工程施工过程中最常用的一种工艺。

1.2 注浆工艺含义和应用优势

注浆工艺是指利用压力,将可以固化的浆液通过钻孔的方式注入岩土孔隙中,改善其力学性能。注浆工艺可以应用到工程建设中,其主要具有以下优势:使用范围广、加固效果好、施工操作简单等[2]。随着近年来工程建设规模扩大,注浆工艺也被广泛应用建筑工程加固中。

2 注浆工艺应用于岩土加固工程的积极意义

2.1 有效解决隐蔽脆弱岩土加固问题

将注浆工艺应用到岩土加固工程中,具有非常积极的意义。首先,注浆工艺可以有效解决隐蔽脆弱岩土加固问题。通常,岩土作为自然地理环境中较为重要的组成部分,其本身具有显著的隐蔽性,加之受现代勘察设备和技术的制约,在工程勘察阶段,极易漏掉甚至是无法对岩土缺陷进行勘察,如果在未全面勘察出岩土缺陷的情况下进行施工,极易影响后续的建设质量。而将注浆工艺应用到实际的岩土工程加固过程中,合理应用流动浆液,不仅可以有效避免大面积开挖对岩土造成的损坏,还可以保证岩土内部隐蔽区域的浆液岩与岩土充分黏结,提升岩土工程的稳定性[3]。

2.2 适合用于复杂岩土工程地形的加固

岩土工程具有复杂性,工程施工难度较大。通常,施工单位会采取很多手段来提升岩土工程的牢固性,以降低岩土工程施工的复杂性。其间,注浆工艺具有非常显著的优势。简单来说,注浆工艺对施工环境要求不是特别高,应用范围比较广,还可以将浆液作用于每一层岩土工程面上,这样就可以显著提升岩土工程施工的稳定性,有效保证工程质量。

2.3 降低自然因素的影响,提升建筑质量

岩土工程具有较强的自然地理环境属性,与周围环境联系密切,因此其施工不可避免地会存在很多自然影响因素。为了降低周围环境对岩土工程的影响,岩土加固工程可以应用注浆工艺,通常,注浆工艺通过钻孔将浆液置入岩土层中,这不仅可以有效降低对周围岩土工程的影响,还可以保证工程加固效果,有效提升建筑质量[4]。

3 注浆工艺在岩土加固工程中的应用

3.1 注浆机械设备

注浆机械设备是开展注浆施工的重要基础,其主要由钻进机械设备、注浆泵、传输管以及浆液喷嘴组成。通常,注浆工艺往往会应用一些辅助设备,如地质分析设备、物探设备以及搅拌机等。在实际的应用过程中,施工单位应根据具体的岩土工程类型、注浆目的以及注浆方式,合理选择注浆机械设备,以保证注浆工艺的高效应用。

钻进机械设备是注浆机械设备的重要组成部分,通常,在应用注浆工艺时,岩土加固工程可以根据实际情况进行选择。比如,地面工程可以使用上百米或者上千米的大型钻机,地下工程可以使用百米以下的小型钻机。需要注意的是,如果注浆工艺为“工作面注浆”,则不宜采用上述两种设备,宜采用电钻和风镐来进行钻进施工[5]。

注浆压力泵也是注浆工艺中较为重要的一项设备,可以保证注浆工艺的应用效果。注浆压力泵一直都是制约注浆工艺发展的一项难题,但是随着现代科学技术的不断发展,新一代超高压注浆泵已经研发并投入使用,很好地解决了注浆压力小、注浆效率低这一问题。不仅如此,经过多年的实践与探索,与超高压注浆泵相匹配的高压传输管、浆液喷嘴以及钻进机械也得到更新换代,这样可以有效保证注浆效率和质量。

3.2 注浆材料和制备

注浆材料指的就是注浆浆液,在岩土加固工程施工中,目前常用的注浆浆液有两种,一种为普通浆液材料,一种为化学浆液材料。普通浆液材料主要指的是水泥浆、黏土泥浆、砂浆等;化学浆液材料指的是高分子浆液材料。

普通浆液材料更多地应用于一些岩土加固要求较低、岩土砂粒粒径较大的岩土加固工程中,通常选择相应的普通材料,应用搅拌机完成材料制备,其间应对其稠度、强度等进行有效控制,保证后续注浆工作顺利开展。

化学浆液出现和应用的时间相对较短,初期,其主要应用于塔克斯系统,随着相关技术的日益成熟,其应用范围愈发广泛,木素系统、丙酰胺系统、脲醛系统、甲凝系统等都已经可以应用化学浆液[6]。化学浆液更适用于工程地形中砂粒粒径较小的岩土加固工程,其普遍具有时间可控性和可注性强、材料黏度低、凝固强度高等优势。

3.3 注浆具体施工工艺

在确定好注浆设备和注浆浆液后,人们需要合理选择注浆工艺。现阶段,岩土工程注浆工艺主要有三种,即劈裂灌浆法、高压喷射注浆法以及复合注浆法。

劈裂灌浆法,它是现阶段岩土加固工程中应用频率最高的一项注浆施工工艺,其主要原理就是通过对专业化设备的应用,在岩土层面注入浆液,实现对岩土孔隙的填充,其间施工人员需要确定土层空隙厚度和注入浆液厚度,同时做好设备准备工作,最后完成相应的劈裂灌浆操作。

高压喷射注浆法,应用时需要做好注浆管、高压设备以及前期预试验等准备工作,然后进行灌浆施工。需要注意的是,灌浆期间一定要对浆液压力进行控制,如果出现溢出现象,应立即停止注浆操作[7]。

复合注浆法,是指将高压旋喷技术和静压技术相结合,完成注浆施工,应用时要先使用高压旋喷注浆法进行注浆,待桩体形成后,再使用静压注浆技术,最终将浆液注入岩土层中,完成岩土加固。除此之外,应根据岩土工程项目的不同来选择合适的注浆施工工艺,保证注浆质量。

4 结论

当前,人们可以将注浆工艺应用到岩土工程加固中,以有效提升岩土工程的稳定性。应用时,施工单位应重点从注浆机械设备、注浆材料及其制备、注浆具体施工工艺三个方面入手,准确把握注浆工艺,从而有效提升岩土加固工程的整体质量。

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