注浆加固理论.ppt

注浆过程中变浆时机是根据压力与吸浆率的变化情况而决定。 在吃浆率大于10 L/min以前，若连续注入量已达450 L以上，注浆压力或吸浆率均无明显变化，则变浓一级； 在吸浆率小于10 L/min以后，若连续注入时间已达2 h以上，压力和吸浆率均无变化，也变浓一级； 若变浓浆液后压力明显逐渐升高或吸浆率逐渐减小，则不宜再变浓浆液就用当时的浓度，直至注浆结束； 若变浓后吸浆率骤减或压力骤升，再退回用原来浆液浓度。 水泥浆液在岩体裂隙内的沉积排水机理 裂隙岩体注浆所用的水泥浆液的水灰比多在1～5之间，水泥水化大约需5％～25％水（一般为水泥重量的25％左右），而其余的75％～95％的水则属于多余的。它仅仅为了浆液输送方便，一旦把水泥颗粒载运到预定地点后，多余的水分就应排除。 而这些多余的水分是以怎样的方式排除呢?目前有两种认识，即“固结排水”和“流动沉积”理论。 裂隙岩体的劈裂注浆 裂隙岩体内注浆，注浆压力低、浆液流速小，浆液在裂隙内以渗透和充填为主。 当采用高压注浆时，裂隙岩体的节理和裂隙被不同程度地扩张，使岩层发生上抬现象，即压力扩缝效应。 压力扩缝的实质是由于流体在缝隙内流动给两壁岩体以压缩应力（扩张应力），而引起岩缝宽度进一步扩展。 岩缝的变形主要是弹性变形，扩展的数值可用布辛涅斯克方程估算。 较高的注浆压力使岩体裂隙产生适当的扩张和回弹，裂隙回弹产生大面积的法向应力，对浆液的排水固结特别有效，增实并与岩石结合得更紧，提高注浆质量。 对缺乏足够覆重和围限的松软岩层和沉积层较大压力所引起的劈裂容易导致从表面大量地跑漏浆液，抬动建筑物，而无助于地层的增实。 在大裂隙、透水性和吸浆量很大的地层中，大压力会导致浆液不必要的外流。 因此，在裂隙岩体内注浆，先充填渗透，然后增大压力扩缝，并适度地劈裂注浆，有利于提高注浆效果。 * * 注浆加固理论 注浆理论：借助于流体力学和固体力学的理论，对浆液的单一流动形式进行分析，建立压力、流量、扩散半径、注浆时间之间的关系。 浆液在地层中往往以多种形式运动，且这些运动形式随着地层的变化、浆液的性质和压力变化而相互转化或并存。 如在渗透注浆过程中存在劈裂现象；在劈裂注浆过程中存在渗透流动等，在压密注浆过程中存在劈裂或渗透流动。 尽管浆液在地层中运动形式很复杂，但它在一定条件下总是以某种流动形式为主。 因此，应正确地运用注浆理论，使其以所要求的运动形式为主在地层中流动，达到注浆的目的。 1 岩土介质可注性 2 渗透注浆理论 3 压密注浆理论 4 劈裂注浆理论 5 裂隙岩体注浆理论 1 岩土介质可注性 注浆法适用范围以及对岩土介质的改良结果，不仅取决于注浆材料的性质，也取决于注浆方法和注浆工艺。 注浆方法的选择不仅是注浆设备的选择，还要看试验结果，考虑注浆经验是否丰富，注浆管理的方法是否可行等。 在注浆工程实践中，常常采用联合注浆工艺。 包括不同浆材及不同注浆方法的联合，以适应某些特殊地质条件和专门注浆目的，因而注浆法适用界限变得更加复杂。 在砂砾土层中渗透注浆时，尤其是当浆液浓度较大时，要求浆液中颗粒直径比土孔隙小，粒状浆材中颗粒才能在孔隙或裂隙中流动。 但粒状浆材往往以多粒形式同时进入孔隙或裂隙，这可导致孔隙的堵塞，因此，仅仅满足颗粒尺寸小于孔隙尺寸是不够的。 同时浆液在流动过程中存在着凝结过程，也会造成浆液通道的堵塞。 再则地基土是非均质体，裂隙或孔隙大小不同，粒状浆材的颗粒尺寸不均匀，若想封闭所有孔隙，就要求粒状浆材的颗粒尺寸必须很小，这从技术和经济的角度来看也是困难的。 实验表明，注浆材料能够顺利渗透到土颗粒间的条件是: 渗透注浆理论 注浆材料在外力作用下可渗入到岩土体的裂隙或孔隙中。 一般情况下，注浆压力越大，注入浆液量越多，扩散距离也就越远，加固效果也就越好。 但注浆材料的渗透性好坏与诸多因素有关，如: 岩土孔隙率及孔隙大小、材料可注性、注浆施工方法、地基非均质性、地下水流动、注浆材料的时间特性等。 一般渗透注浆是在不足以破坏地层构造的压力下——即不产生水力劈裂，把浆液注入到粒状土的孔隙中，从而取代或排出其中的空气和水。 渗透注浆要满足可注性条件。浆液一般均匀地扩散到土颗粒间的孔隙内，将土颗粒胶结起来，可增强土体强度和防渗能力。 浆液扩散形状取决于注浆方式: 当由钻杆端孔注浆，注浆孔较深，这时相当于点源，浆液呈球面扩散。 当采用花管式分段注浆，浆液则呈柱面扩散。 牛顿流体在地层中的渗透公式 牛顿流体是典型粘性流体，其流变曲线是通过原点的直线，方程式为: 大多数的化学浆液都属于牛顿流体。 （1）球状扩散理论 Maag公式——假设： 注浆材料在土体中流动是层流，服从达西定律； 地基是均质的半无限体； 在地下水位以下注浆时，地下水无动水压力； 不考虑注浆材料密度与水密度的差别； 在注浆期间，注