灌浆施工技术和方法在土木工程中的应用

王张平

摘要：灌浆施工技术和灌浆方法是土木工程的新型施工技术和方法。主要分析了土木工程灌浆材料的分类及其特点，进而探讨了土木工程的灌浆施工技术要点和主要的灌浆方法。

关键词：土木；灌浆；技术；工程

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0077－02

由于工程灌浆材料的类型多且复杂，在工程灌浆施工中需要严格按照灌浆施工技术要求进行，要求灌注的浆液满足以下几个特点：①灌注的浆液具有较好的流动性、较强的可注性和初始时较低的黏性；②可以自由调整和控制凝胶时间；③其体积具有较好的稳定性，可以在常温环境中长时间存放，且不会受到周围环境的影响而发生体积变形；④采用的原材料必须是无毒性、无污染、不危害人体健康的非易燃易爆的材料；⑤灌注的浆液不能具有腐蚀性，以确保管道、灌浆设备和混凝土结构的质量和安全使用性能；⑥要求浆液固化后，不能出现伸缩变形等质量问题，确保固化后的浆液与岩体、混凝土材料之间具有较强的黏结力，确保工程主体机构的稳固性，同时还要求结石体具有较强的抗压变形能力、高强度和较好的防渗性能、防腐性能、防老化性能；⑦为了有效控制工程造价和施工成本，去浆液灌注采用的原材料要具备来源丰富、价格适宜、性能优质等特性，从而确保工程灌浆施工质量和施工工期。

1土木工程灌浆材料

随着工程施工技术的进步，土木工程灌浆材料已成为许多大型工程的重要建筑材料。目前，常用的土木工程灌浆材料包括无机类和有机类两大类，其中无机类的灌浆材料有单液水泥浆、水泥、水泥黏土类和黏土类等，而有机类的灌浆材料有丙烯酰胺类、聚乙烯醇类等，应用最为广泛的灌浆材料是黏土类灌浆材料、水泥基灌浆材料和化学灌浆材料三种。

1.1黏土类灌浆材料

黏土类灌浆材料主要选用亚黏土或黏土，这种黏土类的灌浆材料具有遇水崩解、吸水膨胀、一定稳定性和足够的黏结力等特性；同时，黏土类灌浆材料的配制较简单，只需要将涂料经过浸泡、搅拌、筛滤净化和搅拌，即可形成。为了提高灌浆材料的性能和灌浆效果，需要掺入一定量的水泥，严格控制水泥的用量是至关重要的。

1.2水泥基灌浆材料

水泥基灌浆材料也是土木工程施工中的重要灌浆材料，这种灌浆材料是在硅酸盐水泥熟料和适量的二水石膏等原材料磨碎之后，再加以诸如膨胀剂、减水剂和速凝剂等性能的调节剂作为辅助材料，从而形成的一种混合浆液水泥。由于该灌浆材料水泥粒径小，极大地满足了土木工程中对灌浆材料质量和技术的要求，有效避免了水泥灌浆中出现细微裂痕的现象，提高了浆液的质量和强度。另外，水泥浆液具有较好的稳定性，改善了浆液的流动性，使硬化后的结石具有较小的膨胀性等优点。因而，不仅可以将水泥基灌浆材料应用到地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆施工中，而且还可以应用于混凝土结构加固改造和后张预应力混凝土结构孔道的灌浆施工中。应用水泥基灌浆材料，其原材料节能环保、成本较低，不仅可以防止出现渗漏质量问题，增强工程地基的稳固性，不会对环境造成危害，还可以降低工程造价和施工成本，有利于增加工程投资效益和建设效益。

1.3化学灌浆材料

在土木工程中应用较为广泛的灌浆材料还包括化学灌浆材料，这种灌浆材料主要是工业生产的化学材料，其形成的浆液具有透明度高、不分层、不沉淀、防渗性能高、体积收缩变形较小和耐久性高等优点。但是，这种化学材料在某程度上有一定的毒性，存在危害环境等缺陷，不利于工程施工的质量。因此，这种化学浆材主要适用于较小的修改工程中。

2土木工程灌浆施工技术要点

在工程灌浆施工中，灌浆参数是直接影响工程灌浆施工质量的关键，也是工程灌浆施工技术和灌浆方法效果的重要因素，主要表现在以下几个方面中。

2.1灌浆压力方面

所谓“灌浆压力”是指灌注形成的浆液在地层中扩散的动力，灌浆压力的大小直接影响到灌浆施工的加固效果、防渗性能。因而，在确定工程灌浆施工中灌浆的压力时，应该先了解和准确掌握施工现场的地形条件、灌浆方法和灌浆材料的特性等方面的信息，再结合工程实际情况和设计要求，确保灌浆压力满足工程灌浆施工质量要求。其中，要求化学灌浆材料的灌浆参数要低于水泥基灌浆材料的灌浆压力；要求深部地层的灌浆压力大于浅部的灌浆压力；要求渗透系数较小的地层灌浆压力要高于渗透系数较大的地层。这样科学、合理的灌浆压力设计方案，有利于保证工程灌浆施工质量和工程质量。

2.2地层中扩散的半径或者扩散距离方面

浆液扩散的半径或者扩散的距离直接关系到工程灌浆施工质量和工程整体的施工进度。浆液的扩散半径或者扩散的距离会在增加地层渗漏系数、裂隙开度和浆液灌浆压力时扩大，随着浆液的浓度和黏结度的增加而降低。可见，在工程灌浆施工中，要结合工程的地形地质条件、水文条件等实际情况，通过工程试验，综合考虑影响灌浆施工质量的因素，运用科学的理论和公式确定浆液的扩散半径或者扩散的有效距离。

2.3浆液的凝固时间方面

在确定浆液的凝固时间方面，需要遵循一定的要求，由于浆液的凝固时间直接影响着工程灌浆的施工进步。因此，为了满足工程灌浆施工质量要求，需要在浆液中掺入适量的膨胀剂、速凝剂等外加剂，来调整和合理控制浆液的凝固时间，一般可以在几秒至几小时的范围内进行调节和准确地控制。当浆液一旦凝固，就迅速完成灌浆施工，且浆液凝固前后的黏结度变化很小，确保工程灌浆施工质量和施工工期。

3土木工程灌浆方法

目前，在土木工程中采用的灌浆方法很多，一般按照土木工程灌浆施工现场的地形地质条件、浆液扩散能力和渗透能力，可以将工程灌浆方法分为填充灌浆法、渗透灌浆法、压密灌浆法和劈裂灌浆法等。灌浆施工中加密的方法包括分段灌浆法和逐渐加密法。下文简单介绍几种灌浆方法。

3.1 填充灌浆法填充灌浆法是以填充的方式将液注入介质的裂隙或者空隙中，从而实现加固的处理效果。因而，填充灌浆法不仅适用于具有大裂隙、洞穴的岩土体工程中，还适用于地下工程结构体壁后空洞的灌浆施工中。3.2 渗透灌浆法渗透灌浆法的基本原理是在不改变土层结构和颗粒排列的基础上，将浆液填充到岩土地层空隙或者裂隙中的一种地层深处灌浆方法。该方法经常用于砂砾层灌浆工程。3.3 压密灌浆法压密灌浆法是将较高的压力注入浓度高的浆液中，使浆液在灌浆管端部附近形成一种浆泡，然后在灌浆压力的作用下将浆液挤入地层中，从而可以形成一种呈脉状或者条状的胶结地层。这种灌浆方法可以用于黏性土地基工程中。3.4 劈裂灌浆法劈裂灌浆法是在渗透系数低、较高压力的作用下，浆液直接通过地层在地层内产生水力劈裂作用，不断扩大地层原有的空隙或者裂隙，从而可以将浆液注入地层中，完成灌浆施工项目。4 结束语综上所述，灌浆施工技术和灌浆方法已经成为土木工程的重要施工技术和方法。随着建筑行业的发展，各种类型的灌浆材料在土木工程中的作用越来越重要，但同时也需要施工人员和技术人员加强工程灌浆施工技术管理。因此，需要我们严格按照灌浆施工技术要点和各类灌浆方法的特点，不断创新先进的新型灌浆方法，以满足工程灌浆施工质量要求的工程建设目标。参考文献［1］杨延强.土木工程中灌浆施工的技术与方法［J］.河南科技，2013（10）.［2］付志恒，水中和.土木工程灌浆料的制备与应用［J］.河南建材，2011（02）.〔编辑：李珏〕Grouting Techniques and Methods Applied in Civil EngineeringWang ZhangpingAbstract: Grouting grouting method is a new technology and construction techniques and methods of civil engineering. The main analysis of the civil engineering grouting material classification and characteristics, and then discusses the grouting grouting techniques and methods of civil engineering major. Key words: civil engineering; grouting; technology; engineering