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地基注浆加固处理 2011年第3期 第37卷总第161期 IIJ童材r/Sichu口,zBuildi～ngAn?89? 2011年6月 地基注浆加固处理 JohnHislam着 杨正国译 (中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610031) 摘要:化学注浆是提高冲积土稳定性和降低其渗透 性最流行的方法.但是在特定的应用实践中采用该方法是 否更有效或是否为一种比较经济的选择,现在还不是很清 楚.然而,可使用简单公式帮助选择灌注参数,并掌握其 内在关系,以及优化与注浆源的尺寸和与就地渗透性相关 的灌注间距和时间.对这些参数的进一步了解,可帮助计 算灌注工程的实际成本,并有利于修改正在实施的方案以 取得最好的效果.近年来,冲积土中的注浆采用了TAM注 浆系统.然而,对相关参数的进一步理解可使注浆传动杆 灌注方法更简单,便宜,此种灌注方法同样适用于其它很 多情况.本文探讨的注浆方案,适用于通常采用两阶段水 泥/化学灌注方案的冲积土. 关键词:地基;冲积土;注浆;加固 中图分类号:U213.1文献标识码:B 文章编号:1672—4011(2011)O3—0089—03 1冲积土一化学注浆 多年来,注浆理论和实践引起了人们的广泛关注,一 系列简化的准则逐步形成,这些准则主要指导如何对灌注 工作进行规划.这种工艺对方法要求太过苛刻,因为它必 须足够灵活以适用于各类不同的土壤条件,甚至符合另行 预设的系列准则.然而,使该工艺合理化并达到其经济性 的总体判定是可行的;还提出了各种理论模型作为合理的 灌注设计基础.图1举例说明了各种灌注模型术语. 洼浆流量Q(Yt/分) 注浆粘度11 土壤孔隙度…/2 {隧 姬 划 H(水高n) k(m/s, 图1所用参数的一般定义 流动距离…D(nl1 等效注浆源半径 R(n (nlIl1) 马格(Maags)(1938)灌注时间(T)与流体相对粘度 (11),地基孔隙度(n),地基渗透性(k),灌注压头(H),注浆 源半径(R)及薄浆行走距离(D)的计算关系如下: T=[11n(D一R)l/[3kHR] Raffle与Greenwood(1961)提出了基于球形流动理论的 表达式,即: T=[nR/kH]x[(q/3){D/R.一1}一(11—1)/2{D/R2一l}] 注:本文译自GROUNDENGINEERINGSEPTEMBER2010 忽略主括号中的第二个公式,该表达式可简化为马格 (Maag)的表达式.马格(Maag)的表达式可简化,如Bell (1982)的所示;由于R小于D,于是R可忽略,因此: T=[qnD.]/[3kHR](1) T的理论结果源于采用了等式(1)的简化形式,显示了 与球面流动理论相比灌注早期的巨大变化.但是,由于灌 注以更可行的径向距离继续进行,差异将越来越小,该简 化等式推导出的时间值较复杂等式略高5%.简化等式为: Q=4wkHR/~(2) 推导出的值比那些通过Raffle和Greenwood等式得出的 值略低5%.鉴于上述理论均假设从某一等同面积注浆源以 理想状态呈球形向四周均匀灌注,采用简化等式获得的数 值之间的细微差异证明,其可以用于推导初步灌注参数. 实际上,渗透性和孔隙度值均由地基条件设定～即使 它们并非总是予以明确界定.流体粘度通过选用注浆系统 予以设定;同时,鉴于浆体为高速流体时通常以冲积注浆 的形式进行灌注,该粘度被认为是恒定不变的.随着灌注 的继续,要求苛刻的人员可能希望获得粘度的某些变化; 但这种复杂程度并不被认为是切实合理的. 灌注时间(T),定义为将给定浆液量以渗透流的形式注 入土壤的最快时间,将在后期和浆液凝结时间一起进行验 算.就注浆杆直径(d)和注浆段高度(H)而言,一般假定注 浆源为～个球形体,其拥有半径(R),其表面积等于圆柱形 注浆源的表面积,即: R=[dh/4] 通常情况下,直径约为45～54mm的杆用作传动注浆 杆,注浆段高度介于300～1000mm之间.运用这一公式 计算后,R值的范围为58—116inn. 就较为简单的注浆作业而言,注浆杆下端设有一个盲 点,可钻至所需的最大深度,而后可逐渐根据各注浆阶段 进行提升.所产生的空隙即为注浆孔隙.尽管对总体灌注 效果影响甚微,仍需在提升注浆杆的过程中保持一定的正 压灌注量以免地基塌陷.可采用整个注浆段长度范围内布 满孔洞的注浆杆以达到压力更大的注浆源.虽然这种方法 可以保证注浆段固定,部分堵塞可能会导致对作业过程中 灌注参数产生误解,涂抹效应可能是其原因之～. 为了消除这种现象,最好采用一种带孑L眼的或滤网式 的注浆段,可以将一段注浆杆包起来.将整个注浆杆打人 预定深度,同时对注浆段采取保护措施,到达预定深度后, 将整段注浆段的包覆物拆去.注浆过程中,随着注浆段向 下延伸,包覆物逐