CN100443669C - 水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法。水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法是采用水泥浆液的液压渗透扩散固结机理与灌浆附加推剪挤压作用的固态的剪挤置换压密压实机理相结合的方式对地基进行处理的方法，在加固地基上属流体力学的灌浆加固和固体力学的压密压实相结合的工程力学的应用。水泥灌浆附加推剪挤压技术适用于加固断层及滑坡体、加固公路和铁路的桥墩及修复路基、加固各类重大建筑物的地基基础及隧道地铁等。

Description

水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法

技术领域

发本明涉及一种地基处理施工方法。其依据的原理是利用浆液凝胶体在灌浆压力作用下会产生滑移扩散作用，会对周围产生附加推剪挤压力，从而使被处理的地基更加密实。

背景技术

水泥灌浆回填和加固地基被广泛应用，是最普遍和常规的加固地基的施工方法之一。“控制性水泥灌浆工艺”专利解决了水泥灌浆的串冒水泥浆、不易抬高灌浆压力和易产生压裂抬动等长期存在而未被解决的技术难题，促进了水泥灌浆技术的发展。水泥灌浆附加推剪挤压技术在应用控制性水泥灌浆工艺专利基础上，充分发挥水泥灌浆的回填和固结效果后，仍以灌浆方式使用双液灌浆装置并通过孔内射浆管将速凝的水泥浆液用高灌浆压力(≥3.0Mpa)把水泥浆液凝胶体强压入地层内，灌浆压力通过浆液凝胶体的滑移推压扩散作用对地层产生有方向性的附加推剪挤压作用力，不但达到再压密、压实加固地基的效果，而且对断层及软弱带内的推剪挤压作用力超一定值后，断层泥会在推剪挤压作用力下向推剪挤压作用力方向产生剪挤滑移而被水泥浆凝胶体置换推挤掉，或被水泥浆凝胶体挤嵌到断层块石体和岩缝内，从而大幅提高断层软弱带的粘结力C值、摩擦系数f值和地层变模E值。

发明内容

本发明是利用水泥浆液的液压渗透固结机理和附加推剪挤压法的固态的剪挤置换压密压实机理相结合，即流体力学的灌浆加固和固体力学的压密压实相结合的工程力学的应用。其产生的效果是通过高压灌入速凝水泥浆液，产生大的附加推剪挤压作用力：其一、压密压实周围地层；其二、挤剪置换断层泥及软弱夹层或将断层泥等软弱物挤嵌到岩石块体和岩缝内，大幅提高地层变模E值、断层软弱带的粘结力C值和摩擦系数f值。

水泥灌浆附加推剪挤压法将每孔段的水泥灌浆分成两阶段进行：第一阶段：首先、安装好孔内设施，水泥灌浆按水泥灌浆技术要求进行施工后满足：a.灌浆压力≥指定值(Mpa)；b.灌浆进浆率≤指定值(升/分)，充分发挥水泥灌浆的回填和固结效果后，转入灌浆附加推剪挤压力施工的第二阶段。

第二阶段：灌浆附加推剪挤压施工，a.浆液配比变成1∶1以上浓浆，需用普通硅酸盐水泥；b.使用双液灌浆装置，采用填压式灌浆，其中一泵专门灌注外加剂化学控制液，控制灌入的水泥浆液的凝胶时间为15～50秒，压灌入速凝的水泥浆液；c.控制正常的灌浆压力≥3.0Mpa或更大值；d.P(灌浆压力)≥3.0Mpa或更大值后，进浆率达零再稳定10-20分钟结束灌浆。

第一阶段属常规水泥灌浆，水泥浆液通过渗透和挤压流动扩散，达到回填和固结地层。浆液扩散时具有液压力特性，对周围产生渗透浮托力。即第一阶段属水泥浆液回填和固结加固地基。

第二阶段灌浆附加推剪挤压，水泥浆凝胶体在高灌浆压力作用下，以灌浆孔为中心形成灌浆附加推剪压力场，呈固体形态向外产生挤压滑移扩散，对周围产生挤压推剪力：其一、挤压推剪力对地基产生压密压实作用。其二、不产生液压渗透力，消除了液压渗透力的上抬和张性破坏影响，能大幅提高灌浆使用压力。其三、作用于凝胶体的灌浆压力越大，则凝胶体向外产生的推剪挤压力就越大。推剪挤压力超一定值后，必然会产生：1)会挤动已灌入的水泥浆液，加强已灌入的水泥浆液的回填固结效果。2)会推剪挤压断层泥及软弱夹层，使断层泥被浆液凝胶体剪挤掉而置换，断层软弱物会被挤嵌到断层破碎岩块间或破碎岩缝内，会极大的提高断层的受力性能，提高断层的C值、f值和E值。3)在地基内会产生压缩变形和固结排水，产生压密压实效果。如果控制灌浆压力产生的附加推剪压力值远超过建筑物的附加荷载值，又控制灌浆的进浆率都达零后结束，使被处理地层没有回弹空间。在承受建筑物的附加荷载时，地基就不会再产生沉降压缩变形。第二阶段属固态置换压密压实式加固地层。

从上可知，水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法是采用水泥浆液的液压渗透扩散固结机理与灌浆附加推剪挤压作用的固态的剪挤置换压密压实机理相结合的方式进行地基处理的方法，在加固地基上属流体力学的灌浆加固和固体力学的压密压实相结合的工程力学的应用。故水泥灌浆附加推剪挤压技术适用于加固断层及滑坡体、加固公路和铁路的桥墩及修复路基、加固各类重大建筑物的地基基础及隧道地铁等。

具体实施方式：

施工步骤：1、钻孔安装好孔内双液进浆装置和孔内射浆管；

2、实施水泥灌浆，满足：a.灌浆压力≥指定值(Mpa)；b.水泥浆进浆率≤指定值(升/分)；

3、水泥灌浆完成后经过10-20分钟，用双液灌浆装置灌速凝的水泥浆液，要求：a.1∶1以上的普通硅酸盐水泥浓浆，用高速搅拌机制浆；b.加灌水玻璃等化学外加剂控制水泥浆的凝胶时间为15-50秒；c.控制最大水泥浆进浆率≤40升/分；

4、灌入速凝水泥浆的灌浆压力值≥3.0Mpa，灌浆过程中要保持在升压过程中，如果条件许可，灌浆过程中的升压值应越大越好；

5、灌浆压力已达要求的最大值，水泥浆的进浆率已达零后再稳定10-20分钟结束灌浆。

Claims (4)

1、一种水泥灌浆附加推剪挤压的地基处理方法，包括如下步骤：钻孔安装好孔内双液进浆装置和孔内射浆管；实施水泥灌浆，满足：灌浆压力≥指定值、水泥浆进浆率≤指定值；其特征在于：水泥灌浆完成经过一段时间后，灌注速凝的水泥浆液，灌浆过程要保持在升压过程中，灌浆压力达到要求的最大值，水泥浆的进浆率达到零后再稳定一段时间后结束灌浆。

2、如权利要求1所述的地基处理方法，其特征在于，水泥灌浆完成经过10-20分钟后，使用双液灌浆装置灌注速凝水泥浆液。

3、如权利要求1或2所述的地基处理方法，其特征在于，水泥浆液使用1∶1以上的普通硅酸盐水泥浓浆，用高速搅拌机制浆，水泥浆液的凝胶时间为15-50秒。

4、如权利要求3所述的地基处理方法，其特征在于，灌注速凝的水泥浆液时，水泥浆液的进浆率≤40升/分，灌入速凝水泥浆液的灌浆压力值≥3.0Mpa。