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灌浆材料的选择与使用注意事项

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:如除水玻璃外,大都有不同程度的毒性,如使用不当,易造成环境污染;另外,化学材料一般都存在老化问题,需长期观察和检验。表1-1 几种灌浆材料的主要特点和适用范围在上述材料中,堤防防渗加固多采用水泥浆和水泥粘土浆;对于水泥浆或水泥粘土浆难于灌入的细砂层和粉砂层,可采用水玻璃浆液;一些非均质粉砂土可采用水泥和水玻璃浆液分别灌注的方法,达到复合加固防渗的目的。

灌浆材料的选择与使用注意事项

灌浆材料有水泥浆、粘土浆、水泥粘土浆、水泥砂浆、水泥粘土砂浆、化学材料浆等。选用何种材料进行灌浆,应根据灌浆的目的、地质情况和其他技术经济条件而定。

(一)水泥浆

水泥浆是由水泥和水拌制而成(水泥颗粒悬浮其中)的浆液,为了改进浆液性能,有时在浆液中加入少量的添加剂,如速凝剂减水剂、稳定剂及其他外加剂。水泥浆胶凝性好、固结强度高、抗渗性能好,水泥灌浆工艺设备简单,操作方便。但水泥浆凝固慢,抗侵蚀性能差,又受到水泥粒径的限制。所以水泥浆只适用于缝隙(孔隙)比较大(大于0.15~0.2mm),地下水流速比较小(小于80~200m/d),侵蚀性不严重的岩层、混凝土、浆砌石,以及粗砂、砂砾石地基的灌浆。

水泥浆所采用的水泥品种,应根据灌浆目的和环境水的侵蚀作用由设计确定,一般采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐大坝水泥。当有耐酸或其他要求时,可用抗酸水泥或其他类特种水泥。水泥标号:回填灌浆不低于325号,帷幕和固结灌浆不低于425号,坝体接触灌浆不低于525号。

(二)粘土浆

粘土浆是由粘土和水拌制成的泥浆。它具有取材方便、成本低、颗粒细、可以灌入微细缝隙、浆液稳定性好、抗地下水侵蚀能力强等优点。但它的固结性能较差,固结强度低,抵抗渗压和冲蚀能力低。因此一般只适用于低水头渠堤、土坝的裂缝处理灌浆和防渗加固灌浆。

选择灌浆用的粘土,一般应满足以下要求:

(1)塑性指数大于17。

(2)粘粒(粒径小于0.005mm)含量不小于40%~50%。

(3)粉粒(粒径0.005~0.05mm)含量不大于45%~50%。

(4)砂粒(粒径0.05~0.25mm)含量不大于5%。

(三)混合浆

1.水泥粘土浆

水泥粘土浆是由水泥和粘土混合而成的浆液。它比单纯的水泥浆成本低,流动性好,又较单纯的粘土浆胶结性能好,固结速度快,在水下也可凝固,固结后强度高,所以适用范围也得到了推广。目前,堤坝的粗砂、砂砾石地基的防渗加固,几乎都是采用水泥粘土浆灌注。

2.水泥砂浆

水泥砂浆具有流动度较小,不易流失,固结强度高,粘结力强,耐久性和抗渗性好等优点。常用于地下水流速较大的岩溶、岩石破碎带的灌浆,以及建筑物地基、堤身、堤基孔隙较大部位的防渗加固。(www.xing528.com)

3.水泥粘土砂浆

水泥粘土砂浆具有较好的抗渗性、稳定性和一定的固结强度。三种材料在浆液中各有其主要作用。水泥起固结强度作用,粘土促进浆液的稳定,砂则主要用来充填空洞裂缝。所以它是静水头较大情况下大孔隙地层充填灌浆的理想浆液。

(四)化学材料浆

化学浆液所用的原材料,总的来说有两大类:一类是无机化合物,主要有水玻璃类及某些无机盐类;另一类是有机化合物,有木质素类、丙烯酰胺类、环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类和聚氨酯类等。这些化学材料都各有特性,可针对不同的工程、部位和目的要求进行选择,以解决水泥或粘土灌浆难以解决的问题。化学浆液有以下优点:

(1)粘度很低,有的和水接近,可灌性好,凡是水能流入的细小裂缝和粉细砂层,一般化学浆液也能灌入。

(2)固化时间可以根据地层的孔隙率、渗透性、浆液粘度、灌浆压力和要求的浆液扩散范围等因素进行调节。并且其粘度的增长有明显的突变过程,对于处理集中渗漏甚为有效。

(3)由化学浆液形成的胶凝体,其渗透系数很低,一般可达10-6~10-8cm/s,甚至更小,抗渗性能强,防渗效果好,同时还具有较好的稳定性和耐久性。

(4)固结体的抗压和抗拉强度一般都较高(只有丙凝、铬木素的抗压强度较低),特别是与被灌体有较好的粘结强度。

化学浆液除有上述优点外,也还存在一些问题。如除水玻璃外,大都有不同程度的毒性,如使用不当,易造成环境污染;另外,化学材料一般都存在老化问题,需长期观察和检验。

各类化学材料的详细特性、作用及适用范围请参阅有关资料文献

(五)灌浆材料的选择

表1-1为几种常用灌浆材料的主要特点和适用范围。

表1-1 几种灌浆材料的主要特点和适用范围

在上述材料中,堤防防渗加固多采用水泥浆和水泥粘土浆;对于水泥浆或水泥粘土浆难于灌入的细砂层和粉砂层,可采用水玻璃浆液;一些非均质粉砂土可采用水泥和水玻璃浆液分别灌注的方法,达到复合加固防渗的目的。

复合灌浆是先用水泥灌浆,使水泥浆液先行填充地基土体中的孔洞和裂隙,经48h的沉淀固化后进行清孔,并再灌注水玻璃浆液(如酸性水玻璃浆液)。这样既可充分发挥水泥浆液强度高的特点,又可以充分利用水玻璃浆液可灌性强的优点。

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