1、灌 漿 法Grouting地基處理地基處理Ground Improvement 化學加固法在地基加固中，除了用擠密、置換、排水固在地基加固中，除了用擠密、置換、排水固結、加筋、錨固等物理方法來改善土的性質結、加筋、錨固等物理方法來改善土的性質和土中的應力狀態外，也可以使用化學和物和土中的應力狀態外，也可以使用化學和物理化學方法。理化學方法。化學加固法（化學加固法（Chemical Stabilization）即是指）即是指利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學漿液通利用水泥漿液、粘土漿液或其它化學漿液通過灌注壓入、機械攪拌或高壓噴射，使漿液過灌注壓入、機械攪拌或高壓噴射，使漿液與土顆粒膠結起來，以改

2、善地基土的物理和與土顆粒膠結起來，以改善地基土的物理和力學性質的地基處理方法。力學性質的地基處理方法。化學加固法1802年，法國工程師年，法國工程師Charles Beriguy在在Dieppe采用了粘土和水硬石灰漿灌注方法修采用了粘土和水硬石灰漿灌注方法修復了一座受沖刷的水閘，標志著灌漿法的創立。復了一座受沖刷的水閘，標志著灌漿法的創立。此后，這種方法成為地基土加固中的一種廣泛此后，這種方法成為地基土加固中的一種廣泛使用的方法。但是，由于灌漿法的費用高，所使用的方法。但是，由于灌漿法的費用高，所以只限予加固小范圍的土體，而且用于其它地以只限予加固小范圍的土體，而且用于其它地基加固方法不能解決

3、的一些特殊工程問題，如基加固方法不能解決的一些特殊工程問題，如托換工程中可以使用灌漿法。托換工程中可以使用灌漿法。化學加固法化學加固除了靜壓灌漿法外，還出現了混化學加固除了靜壓灌漿法外，還出現了混合攪拌法，包括高壓噴射注漿法和水泥土合攪拌法，包括高壓噴射注漿法和水泥土攪拌法。雖然靜壓灌漿工藝發展較早，應攪拌法。雖然靜壓灌漿工藝發展較早，應用范圍也最為廣泛，但對滲透系數較小的用范圍也最為廣泛，但對滲透系數較小的細砂、粘土等，僅靠靜壓力難以使漿液注細砂、粘土等，僅靠靜壓力難以使漿液注入土體的細小孔隙中，需要使用特殊的材入土體的細小孔隙中，需要使用特殊的材料和技術。料和技術。高壓噴射注漿法是利用高壓

4、噴射水切削地基土，高壓噴射注漿法是利用高壓噴射水切削地基土，通過注漿管噴出漿液，就地將土和漿液進行攪通過注漿管噴出漿液，就地將土和漿液進行攪拌混合，形成水泥土的加固體。它適用于松散拌混合，形成水泥土的加固體。它適用于松散土層，不受可灌性的限制，但在顆粒太大，礫土層，不受可灌性的限制，但在顆粒太大，礫石含量過多以及含纖維質的土層中采用該方法石含量過多以及含纖維質的土層中采用該方法則效果較差。水泥土攪拌法是用特制的攪拌機則效果較差。水泥土攪拌法是用特制的攪拌機械，在地基深處不斷旋轉，同時將水泥或石灰械，在地基深處不斷旋轉，同時將水泥或石灰等材料的漿體或粉體噴入，與軟土就地強制攪等材料的漿體或粉體噴

5、入，與軟土就地強制攪拌混合，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和拌混合，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和足夠強度的地基土，這種方法適用于處理軟粘足夠強度的地基土，這種方法適用于處理軟粘土地基。土地基。本章內將分別介紹灌漿法、水泥土攪拌法和高本章內將分別介紹灌漿法、水泥土攪拌法和高壓噴射注漿法。壓噴射注漿法。1 1 灌漿法灌漿法灌灌漿漿法法（Grouting）是是指指利利用用液液壓壓、氣氣壓壓或或電電化化學學原原理理，通通過過注注漿漿管管把把漿漿液液均均勻勻地地注注入入地地層層中中，漿漿液液通通過過填填充充、滲滲透透和和擠擠密密等等方方式式，趕趕走走土土體體顆顆粒粒間間或或巖巖石石裂裂隙隙中中的的水

6、水、氣氣后后占占據據其其位位置置，硬硬化化后后形形成成一一個個結結構構新新、強強度度大大、防水性能高和化學穩定性良好的結石體。防水性能高和化學穩定性良好的結石體。灌漿法的應用范圍灌漿法的應用范圍n（1 1）地鐵的灌漿加固。用來減少施工時地面的）地鐵的灌漿加固。用來減少施工時地面的變形，限制地下水的流動和控制施工現場土體變形，限制地下水的流動和控制施工現場土體的位移和變形等。的位移和變形等。n（2 2）壩基砂礫石灌漿。可作為壩基的有效防滲）壩基砂礫石灌漿。可作為壩基的有效防滲措施。措施。n（3 3）對鉆孔灌注樁的兩側和底部進行灌漿。以）對鉆孔灌注樁的兩側和底部進行灌漿。以提高樁與土之間的表面摩阻

7、力和樁端土體的力提高樁與土之間的表面摩阻力和樁端土體的力學強度。學強度。n（4 4）后拉錨桿灌漿。在深基坑開挖工程中，）后拉錨桿灌漿。在深基坑開挖工程中，用灌漿法進行錨固段施工。用灌漿法進行錨固段施工。n（5 5）豎井灌漿。用以處理流砂和不穩定地層。）豎井灌漿。用以處理流砂和不穩定地層。n（6 6）隧洞塌方灌漿加固。）隧洞塌方灌漿加固。n（7 7）建筑物的糾偏加固。）建筑物的糾偏加固。n（8 8）加固橋索支座。）加固橋索支座。n（9 9）混凝土結構裂縫處理、蓄水池及壓力管）混凝土結構裂縫處理、蓄水池及壓力管道堵漏等。道堵漏等。2 2 加固機理加固機理1.漿液材料漿液材料灌灌漿漿漿漿液液是是由由

8、主主劑劑（原原材材料料）、溶溶劑劑（水水或或其其它它溶溶劑劑）以以及及各各種種外外加加劑劑混混合合而而形形成成的的漿漿液液。但但通通常常所所提提的的漿漿液液材材料料，是是指指漿漿液液中中所所用用的的主主劑劑。外外加加劑劑可可根根據據其其在在漿漿液液中中所所起起的的作作用用，分分為為固固化化劑劑、催催化化劑劑、速速凝凝劑劑、緩緩凝凝劑劑和和懸懸浮浮劑劑等。等。n1.漿液材料分類漿液材料分類n按漿液所處狀態可分為：真溶液、懸浮按漿液所處狀態可分為：真溶液、懸浮液、乳化液；液、乳化液；n按工藝性質可分為：單漿液和雙漿液；按工藝性質可分為：單漿液和雙漿液；n按主劑性質可分為：無機系和有機系等。按主劑性

9、質可分為：無機系和有機系等。一、粒狀漿材一、粒狀漿材n粒狀漿材是指由水泥、粘土、瀝青以及它們的粒狀漿材是指由水泥、粘土、瀝青以及它們的混合物制成的漿液。常混合物制成的漿液。常用的粒狀漿材是純水泥用的粒狀漿材是純水泥漿、水泥粘土漿和水泥砂漿，以上漿液又稱水漿、水泥粘土漿和水泥砂漿，以上漿液又稱水泥基漿液，并可摻入各種外加劑，以改善漿液泥基漿液，并可摻入各種外加劑，以改善漿液的性質。的性質。n 水泥基漿液是以水泥漿為主的漿液。采水泥基漿液是以水泥漿為主的漿液。采用水泥灌漿可使土體形成高強度的固結體，用水泥灌漿可使土體形成高強度的固結體，應用最廣的是普通硅酸鹽水泥，在地下水無應用最廣的是普通硅酸鹽水

10、泥，在地下水無侵蝕性條件下經常使用。這種漿液是一種懸侵蝕性條件下經常使用。這種漿液是一種懸濁液，取材容易，配方簡單、價格便宜、不濁液，取材容易，配方簡單、價格便宜、不污染環境。我國蘇州虎丘塔就是采用水泥漿污染環境。我國蘇州虎丘塔就是采用水泥漿液對塔基進行托換加固的。液對塔基進行托換加固的。n灌注較大空隙和裂隙時，常常在水泥漿液中灌注較大空隙和裂隙時，常常在水泥漿液中摻砂（水泥砂漿），以節約水泥，并更好地摻砂（水泥砂漿），以節約水泥，并更好地充填空隙。當漿液中加入一定數量的粘土充填空隙。當漿液中加入一定數量的粘土（作外加劑）后，由于粘土本身是高分散性（作外加劑）后，由于粘土本身是高分散性的，所以

11、可提高漿液的穩定性，防止漿液沉的，所以可提高漿液的穩定性，防止漿液沉淀和析水。淀和析水。二、化學漿材 n化學漿液是一種真溶液，其優點是可以進入水化學漿液是一種真溶液，其優點是可以進入水泥漿液不能灌注的小孔隙，粘度和凝固時間可泥漿液不能灌注的小孔隙，粘度和凝固時間可以在很大范圍內調整，可用于堵漏、加固等領以在很大范圍內調整，可用于堵漏、加固等領域。化學漿液已經在國內外得到了廣泛應用，域。化學漿液已經在國內外得到了廣泛應用，解決了不少工程難題，在理論和實踐上都有很解決了不少工程難題，在理論和實踐上都有很大的進步。大的進步。n化學漿液的品種很多，包括環氧樹酯類、聚氨化學漿液的品種很多，包括環氧樹酯類

12、、聚氨酯類、丙烯酰胺類、甲基丙烯酸脂類、硅酸鹽酯類、丙烯酰胺類、甲基丙烯酸脂類、硅酸鹽類等類等.各種漿液材料適用范圍各種漿液材料適用范圍 n2 2）將夜性質）將夜性質n灌漿材料的主要性質有：分散度、沉淀析水灌漿材料的主要性質有：分散度、沉淀析水性、凝結性、熱學性、收縮性、結石強度、性、凝結性、熱學性、收縮性、結石強度、滲透性和耐久性。滲透性和耐久性。灌漿理論灌漿理論n 從灌漿工程的目的來看，可以分為用于提從灌漿工程的目的來看，可以分為用于提高受灌巖體或土體的強度和變形模量的固結灌高受灌巖體或土體的強度和變形模量的固結灌漿；用以提高防滲性能的防滲帷幕灌漿；用于漿；用以提高防滲性能的防滲帷幕灌漿；

13、用于填充襯砌結構與巖石或混凝土間空隙的回填灌填充襯砌結構與巖石或混凝土間空隙的回填灌漿；介于固結與防滲灌漿之間。用于改善壩體漿；介于固結與防滲灌漿之間。用于改善壩體與壩基接觸面條件的鋪蓋灌漿。所采用的灌漿與壩基接觸面條件的鋪蓋灌漿。所采用的灌漿技術和工藝不同，其所依據的理論和機理也各技術和工藝不同，其所依據的理論和機理也各不相同。不相同。n在地基處理中，灌漿工藝所依據的機理在地基處理中，灌漿工藝所依據的機理主要可歸納以下四種主要可歸納以下四種 n滲透灌漿、劈裂灌漿、擠密灌漿、電動滲透灌漿、劈裂灌漿、擠密灌漿、電動化學灌漿化學灌漿 滲透灌漿滲透灌漿n滲透灌漿（滲透灌漿（Permeation Gr

14、outing）是指）是指在壓力作用下，使漿液充填于土孔隙和巖石在壓力作用下，使漿液充填于土孔隙和巖石裂隙中，排擠出孔隙中存在的自由水和氣體，裂隙中，排擠出孔隙中存在的自由水和氣體，而基本上不改變原狀土的結構，所用灌漿壓而基本上不改變原狀土的結構，所用灌漿壓力相對較小。大量的灌漿實踐是屬于這一類力相對較小。大量的灌漿實踐是屬于這一類型的。這種灌漿只適用于中砂以上的型的。這種灌漿只適用于中砂以上的砂性土砂性土和和有裂隙的巖石有裂隙的巖石。滲透灌漿劈裂注漿劈裂注漿n劈裂注漿（劈裂注漿（Fracturing Grouting）是指在相）是指在相對較高的灌漿壓力下，漿液克服了地層的初始對較高的灌漿壓力下

15、，漿液克服了地層的初始應力和抗拉強度，引起巖石和土體結構的破壞應力和抗拉強度，引起巖石和土體結構的破壞和擾動，引起地層的和擾動，引起地層的水力劈裂水力劈裂現象，使地層中現象，使地層中原有的裂隙或孔隙張開，形成新的裂隙和孔隙，原有的裂隙或孔隙張開，形成新的裂隙和孔隙，使原來不可灌的地層能順利進漿，并增加漿液使原來不可灌的地層能順利進漿，并增加漿液的擴散距離，在灌漿壓力消失后，地層的回彈的擴散距離，在灌漿壓力消失后，地層的回彈又進而壓縮漿體，使充填更為密實，并使結石又進而壓縮漿體，使充填更為密實，并使結石處于一定的預壓應力狀態。這是一種特殊的灌處于一定的預壓應力狀態。這是一種特殊的灌漿機理和技術，

16、能有效地用于處理一些特殊問漿機理和技術，能有效地用于處理一些特殊問題。題。擠密灌漿擠密灌漿n擠密灌漿（擠密灌漿（Compaction Grouting）是指通過鉆孔向）是指通過鉆孔向土中灌入極濃的漿液，使注漿點附近土體壓密，在注土中灌入極濃的漿液，使注漿點附近土體壓密，在注漿管端部附近形成漿管端部附近形成“漿泡漿泡”。電動化學灌漿電動化學灌漿n當地基土的滲透系數當地基土的滲透系數k cm/sk1.21.2的條件，加固的深度應大于的條件，加固的深度應大于 （即滑動面以下），（即滑動面以下），加固的寬度應大于加固的寬度應大于2 2 。圖圖7 7 坑壁穩定分析圖坑壁穩定分析圖 （2）基坑邊坡及基底注

17、漿加固）基坑邊坡及基底注漿加固 加固基坑底板加固基坑底板 據據BBBroms的計算，對基底軟粘土進行的計算，對基底軟粘土進行了了 3 m 厚的注漿加固，能使墻體的水平位移及地表厚的注漿加固，能使墻體的水平位移及地表沉降減少約沉降減少約 50，支撐軸力減少約，支撐軸力減少約 40，基底隆，基底隆起減少約起減少約 35。他還作了加固他還作了加固 6 m 厚的比較，發現加固厚的比較，發現加固6m厚厚的各項指標僅比加固的各項指標僅比加固3m厚的減少了厚的減少了1020。因。因此，他認為：加固此，他認為：加固3m厚是經濟合理的。厚是經濟合理的。n 但根據上海工程實踐情況，加固但根據上海工程實踐情況，加固

18、 3 m 厚，厚，地表沉降量與開挖深度之比為地表沉降量與開挖深度之比為0.54，加固，加固 910 m 厚，沉降量與開挖深度之比僅為厚，沉降量與開挖深度之比僅為0.10.2。因此，軟粘土在很軟弱時，加固厚。因此，軟粘土在很軟弱時，加固厚度的增加，其效果是明顯的。度的增加，其效果是明顯的。（3）隧洞及地下工程注漿加固）隧洞及地下工程注漿加固n1）土質隧洞的注漿加固）土質隧洞的注漿加固 隧道開挖后，拱頂部的松動范圍隧道開挖后，拱頂部的松動范圍拱頂松動土壓力拱頂松動土壓力 注漿后，松動范圍注漿后，松動范圍內的內的 值增加，松動值增加，松動壓力壓力 減小。減小。圖圖8 8 土質隧洞松動區注漿范圍土質隧

19、洞松動區注漿范圍 （3 3）隧洞及地下工程注漿加固）隧洞及地下工程注漿加固2 2）環形隧洞注漿）環形隧洞注漿加固加固 均勻土質隧道超前注漿均勻土質隧道超前注漿 應力表達式為應力表達式為其中其中圖圖-9 隧道應力圖隧道應力圖 注漿寬度為注漿寬度為（3）隧洞及地下工程注漿加固）隧洞及地下工程注漿加固 裂隙巖體圍巖的注漿厚度裂隙巖體圍巖的注漿厚度n可根據圍巖松動圈厚度確定。圍巖松動圈可根據圍巖松動圈厚度確定。圍巖松動圈厚度可通過多點位移計或聲波測試儀等測厚度可通過多點位移計或聲波測試儀等測得。也可根據圍巖的物理力學性質，按有得。也可根據圍巖的物理力學性質，按有關公式進行圍巖松動圈厚度的計算，如修關公

20、式進行圍巖松動圈厚度的計算，如修正的芬納公式等。正的芬納公式等。n在松動圈內注漿，可形成外殼支護層，它具在松動圈內注漿，可形成外殼支護層，它具有較大的承載能力，支護層與巖體共同作用。有較大的承載能力，支護層與巖體共同作用。加固圈的半徑可使加固巖石環的承載力滿足加固圈的半徑可使加固巖石環的承載力滿足或大于作用于加固殼的壓力，即：或大于作用于加固殼的壓力，即：n水電部門統計，圍巖固結注漿深度在水電部門統計，圍巖固結注漿深度在 0.52.0 倍隧洞半徑間變化，建議按倍隧洞半徑間變化，建議按 1.3 倍隧洞半徑計倍隧洞半徑計算。前蘇聯在巷道注漿加固中，加固帶的厚算。前蘇聯在巷道注漿加固中，加固帶的厚度

21、取度取 35 m，我國煤炭部門巷道注漿加固厚，我國煤炭部門巷道注漿加固厚度約為度約為 23 m。日本青函隧道則采用了如下。日本青函隧道則采用了如下的經驗數據：一般地質條件，壓漿半徑是隧的經驗數據：一般地質條件，壓漿半徑是隧洞半徑的洞半徑的 24 倍，地質條件不好時，壓漿半倍，地質條件不好時，壓漿半徑是隧洞半徑的徑是隧洞半徑的 36 倍，地質條件特別壞時，倍，地質條件特別壞時，壓漿半徑是隧洞半徑的壓漿半徑是隧洞半徑的 8 倍。倍。（4）豎井加固）豎井加固n地面預注漿與圓形隧洞相同，注漿厚度為地面預注漿與圓形隧洞相同，注漿厚度為3.3.2 注漿量的計算注漿量的計算n 計算注漿量時應考慮：注漿類型、

22、巖土的計算注漿量時應考慮：注漿類型、巖土的孔隙率和裂隙率、漿液充填程度等因素。孔隙率和裂隙率、漿液充填程度等因素。n 滲透注漿的好壞取決于滲透半徑內體積土滲透注漿的好壞取決于滲透半徑內體積土的孔隙充填程度，充填率越高，注漿的效果越的孔隙充填程度，充填率越高，注漿的效果越好。好。n 劈裂注漿的注漿量與注漿范圍內漿脈的多劈裂注漿的注漿量與注漿范圍內漿脈的多少有關，漿脈越多，注漿量也越多，注漿效果少有關，漿脈越多，注漿量也越多，注漿效果也越好。但漿液不可能無限制地注，應該有個也越好。但漿液不可能無限制地注，應該有個最佳的注漿量。最佳的注漿量。n擠密注漿的漿量和漿泡的直徑有關。擠密范擠密注漿的漿量和漿

23、泡的直徑有關。擠密范圍越大，要求的漿泡直徑也越大。在不產生圍越大，要求的漿泡直徑也越大。在不產生劈裂的條件下，漿泡直徑是很有限的，漿量劈裂的條件下，漿泡直徑是很有限的，漿量也有限。也有限。n裂隙巖體注漿的注漿量與吸水率有關。裂隙巖體注漿的注漿量與吸水率有關。n下面分別討論滲透注漿、劈裂注漿、裂隙巖體下面分別討論滲透注漿、劈裂注漿、裂隙巖體的注漿量計算方法。的注漿量計算方法。（1）滲透注漿的注漿量計算）滲透注漿的注漿量計算n常用的滲透注漿的常用的滲透注漿的漿量計算公式漿量計算公式為為n常見的滲透注漿地層有砂層和砂礫層，常見的滲透注漿地層有砂層和砂礫層，各地層的灌注充填率見表各地層的灌注充填率見表

24、5。土質類型土質類型N 值值孔隙率孔隙率 n（%）（%）（%）松散砂質土松散砂質土0 0101050505050808025254040中等密實砂中等密實砂質土質土1010303040405050707020203030密實砂質土密實砂質土3030以上以上30305050656515152020濕陷性黃土濕陷性黃土303060605050808015154848表表5 5 不同土層的灌注充填率不同土層的灌注充填率（2）劈裂注漿的注漿量計算）劈裂注漿的注漿量計算n 對于脈狀劈裂注漿，只考慮孔隙率為主體的對于脈狀劈裂注漿，只考慮孔隙率為主體的注漿率是不能確定注漿量的。下面從三個方面來求注漿率是不能

25、確定注漿量的。下面從三個方面來求注漿量。注漿量。1）從土的含水率來求注漿量）從土的含水率來求注漿量 對于軟塑性土，注漿時漿脈可以使土體發生壓對于軟塑性土，注漿時漿脈可以使土體發生壓縮脫水，使天然含水量降低到塑限以下，土體變為縮脫水，使天然含水量降低到塑限以下，土體變為硬塑狀，加之脈狀漿體成網狀分布于土體，使土體硬塑狀，加之脈狀漿體成網狀分布于土體，使土體穩定性增加，這種注漿通常稱為軟土固結注漿。注穩定性增加，這種注漿通常稱為軟土固結注漿。注漿量表示為漿量表示為2 2）從土被壓縮的難易程度來求注漿量）從土被壓縮的難易程度來求注漿量漿脈的插入可認為土顆粒間孔隙縮小，漿脈的插入可認為土顆粒間孔隙縮小

26、，孔隙縮小的體積即為漿脈的總體積，這孔隙縮小的體積即為漿脈的總體積，這樣可按照土的壓縮指數來求注漿量樣可按照土的壓縮指數來求注漿量 3）經驗法）經驗法 仍按滲透注漿公式仍按滲透注漿公式 ，對于粘性土，對于粘性土 值見表值見表6。表表6 6 粘性土粘性土值值N 值值孔隙率孔隙率 n（%）（%）（%）粘粘性性土土松松散散0 04 4606075753030404018183030中中等等4 48 8505060602020303010101818 工程實踐經驗，注漿量約為土體體積的工程實踐經驗，注漿量約為土體體積的 10或更大些。比較合理的辦法是在現場通或更大些。比較合理的辦法是在現場通過觀測到的

27、注漿壓力的變化來決定注漿量。過觀測到的注漿壓力的變化來決定注漿量。（3）裂隙巖體注漿量計算）裂隙巖體注漿量計算 1）注水泥漿液的起始水灰比）注水泥漿液的起始水灰比 霍爾斯比霍爾斯比(1982)建議根據裂隙的建議根據裂隙的平均寬度平均寬度選擇初始水灰比為：裂縫平均寬度選擇初始水灰比為：裂縫平均寬度 1.0，水灰比，水灰比 1:1。還可根據相同壓力條件。還可根據相同壓力條件下的鉆孔壓水試驗資料，按照表下的鉆孔壓水試驗資料，按照表7選擇漿液的起選擇漿液的起始濃度。始濃度。單位鉆孔吸水單位鉆孔吸水量量（L/min.m）漿液的起始濃度漿液的起始濃度水泥漿（水：灰）水泥漿（水：灰）水玻璃：水泥漿水玻璃：水

28、泥漿（體積比）（體積比）1.51.53:13:1-3.03.02;12;15.05.02 21.5:11.5:17.07.01.51.51.25:11.25:18.08.01.2:11.2:10.6:10.6:19.09.01:11:10.85:10.85:111.011.00.85:10.85:11:11:113.013.00.75:10.75:115150.6:10.6:1表表7 7 注漿漿液的起始濃度注漿漿液的起始濃度（3）裂隙巖體注漿量計算）裂隙巖體注漿量計算 2）注灰量的估計）注灰量的估計 水泥漿的注漿量與水灰比有很大的關系，水泥漿的注漿量與水灰比有很大的關系，故常將注漿量折算成注灰

29、量或單位注灰量故常將注漿量折算成注灰量或單位注灰量（每米段長的耗灰量），這樣注漿量就與水（每米段長的耗灰量），這樣注漿量就與水灰比無關。灰比無關。迪爾提出單位耗漿量的分級，并指出任迪爾提出單位耗漿量的分級，并指出任何小于何小于 10 kg/m 的耗漿量完全是浪費時間的耗漿量完全是浪費時間和金錢。和金錢。單位耗漿量單位耗漿量 （kg/m）分分 級級400非常高非常高400200高高200100中等高中等高10050中等中等5025中等低中等低2512.5低低12.5非常低非常低表表8 8 單位耗漿量的分級單位耗漿量的分級3.3.3 注漿壓力注漿壓力n注漿壓力控制的好壞是注漿成敗的關鍵。注漿壓力控

30、制的好壞是注漿成敗的關鍵。n在不考慮邊界條件下，提高注漿壓力，滲透在不考慮邊界條件下，提高注漿壓力，滲透注漿可以把土層顆粒孔隙中空氣和水等全部注漿可以把土層顆粒孔隙中空氣和水等全部排走。排走。n劈裂注漿脈壓提高后，土顆粒更加密實和固劈裂注漿脈壓提高后，土顆粒更加密實和固結。但是壓力超過邊界條件允許的范圍，就結。但是壓力超過邊界條件允許的范圍，就會引起地面、基礎、結構物的變形和破壞。會引起地面、基礎、結構物的變形和破壞。n壓力應控制在邊界條件允許的最大注漿壓力壓力應控制在邊界條件允許的最大注漿壓力內。內。n下面討論最大容許注漿壓力的確定。下面討論最大容許注漿壓力的確定。（1）滲透注漿）滲透注漿

31、1）根據注漿試驗曲線確定）根據注漿試驗曲線確定 注漿試驗過程中，逐步提高注漿壓力，注漿試驗過程中，逐步提高注漿壓力，可求得注漿壓力與注漿量關系曲線。當壓力可求得注漿壓力與注漿量關系曲線。當壓力 圖圖12-10 注漿壓力和注漿注漿壓力和注漿量的關系量的關系 升至某一數值（升至某一數值（），），注漿量突然增大時，表注漿量突然增大時，表明地層已產生劈裂，明地層已產生劈裂，因因而把這一壓力值定義為而把這一壓力值定義為最大容許注漿壓力。最大容許注漿壓力。（2）劈裂注漿）劈裂注漿最大容許注漿壓力最大容許注漿壓力式中式中:h 為注漿處以上土柱高度，為注漿處以上土柱高度，m；為注漿地基的天然重度，為注漿地基的

32、天然重度，kN/m3；為土的抗拉強度，為土的抗拉強度，kPa。一般軟土地基中注漿壓力在一般軟土地基中注漿壓力在 0.30.5 MPa之間。之間。在隧道內突泥或塌方處劈裂注漿，封閉情況下終壓在隧道內突泥或塌方處劈裂注漿，封閉情況下終壓可以提高。可以提高。（3 3）裂隙巖體注漿）裂隙巖體注漿1 1）考慮注漿段深度、地質條件的經驗曲線）考慮注漿段深度、地質條件的經驗曲線圖圖12-1112-11是最大是最大允許注漿壓力的經驗曲線，曲線未允許注漿壓力的經驗曲線，曲線未考慮允許壓力上限，高壓力將導致地層的水力劈考慮允許壓力上限，高壓力將導致地層的水力劈裂，在帷幕注漿中是不希望發生的。裂，在帷幕注漿中是不希

33、望發生的。圖圖12-1112-11中：中：堅固巖石；堅固巖石；歐洲的經驗法歐洲的經驗法則，則，0.1 0.1 MPaMPa/m/m；中等堅固巖石；中等堅固巖石；軟弱巖石；軟弱巖石；美國的經驗法則，美國的經驗法則，0.022 0.022 MPaMPa/m/m；很不穩定很不穩定的巖石的巖石 2）考慮地質條件、注漿方法以）考慮地質條件、注漿方法以及漿液濃度的經驗公式及漿液濃度的經驗公式圖圖11 11 覆蓋層厚度與覆蓋層厚度與允許注漿允許注漿壓力的經驗曲線壓力的經驗曲線（Houbby,1991Houbby,1991）3.3.4 注漿孔距注漿孔距n漿液的擴散半徑與漿液的流變特性、膠凝時漿液的擴散半徑與漿

34、液的流變特性、膠凝時間、注漿壓力、注漿時間等因素有關。在注間、注漿壓力、注漿時間等因素有關。在注漿范圍和注漿半徑確定后，就可以確定孔間漿范圍和注漿半徑確定后，就可以確定孔間距。確定孔間距時，既要考慮最大限度地發距。確定孔間距時，既要考慮最大限度地發揮每個注漿孔的作用，減小工程造價，又要揮每個注漿孔的作用，減小工程造價，又要考慮孔與孔之間的相互搭接，達到均勻受漿。考慮孔與孔之間的相互搭接，達到均勻受漿。n對于加固注漿，一般采用等距布孔，梅花型布對于加固注漿，一般采用等距布孔，梅花型布置。孔間距一般為置。孔間距一般為 0.8 (0.8 (擴散半徑擴散半徑)，排間距，排間距為孔距的為孔距的 0.87

35、 0.87 倍。在砂性土層滲透注漿孔距倍。在砂性土層滲透注漿孔距取取 0.80.81.2 m1.2 m；在粘性土層，劈裂注漿孔間距；在粘性土層，劈裂注漿孔間距取取 1.01.02.0 m2.0 m。n裂隙巖體的帷幕化學注漿，大都是在已做水泥裂隙巖體的帷幕化學注漿，大都是在已做水泥注漿的基礎，以化學注漿彌補水泥注漿的不足。注漿的基礎，以化學注漿彌補水泥注漿的不足。4 灌漿質量檢驗n灌漿質量檢驗一般指檢驗灌漿施工是否灌漿質量檢驗一般指檢驗灌漿施工是否合乎設計要求和施工規范，如灌漿材料的品合乎設計要求和施工規范，如灌漿材料的品種規格、漿液配比和性能、鉆孔位置和角度、種規格、漿液配比和性能、鉆孔位置和

36、角度、灌漿壓力等，都要求符合規范的要求，否則灌漿壓力等，都要求符合規范的要求，否則應根據具體情況采取適當的補救措施。應根據具體情況采取適當的補救措施。n灌漿效果是指灌漿后可將地基土的物理灌漿效果是指灌漿后可將地基土的物理力學性質提高的程度。灌漿質量高并不等于力學性質提高的程度。灌漿質量高并不等于灌漿效果好。因此，在設計和施工中，除了灌漿效果好。因此，在設計和施工中，除了明確某些質量指標外，還應規定所要達到的明確某些質量指標外，還應規定所要達到的灌漿效果及檢查方法。灌漿效果及檢查方法。質量檢驗n灌漿效果的檢驗，通常在注漿結束后灌漿效果的檢驗，通常在注漿結束后2828天方可天方可進行，檢驗方法如下

37、：進行，檢驗方法如下：n（一）統計計算灌漿量。可利用灌漿過（一）統計計算灌漿量。可利用灌漿過程中的漿液流量和灌漿壓力自動曲線進行分析，程中的漿液流量和灌漿壓力自動曲線進行分析，從而判斷灌漿效果。從而判斷灌漿效果。nn（二）在灌漿體內薄弱部位，如地質條件（二）在灌漿體內薄弱部位，如地質條件不好，灌漿質量有問題，灌漿孔之間的搭接不好，灌漿質量有問題，灌漿孔之間的搭接部位等處，鉆孔作壓水、注水或抽水試驗，部位等處，鉆孔作壓水、注水或抽水試驗，測定地層灌漿前后的滲透性變化，不合格者測定地層灌漿前后的滲透性變化，不合格者需要補充灌漿。檢查孔數約為灌漿孔總數的需要補充灌漿。檢查孔數約為灌漿孔總數的2 25

38、 5。對防滲灌漿而言。這是基本的和直。對防滲灌漿而言。這是基本的和直接的檢查手段。對加固灌漿而言，這是反映接的檢查手段。對加固灌漿而言，這是反映被灌地層的充填密實程度及力學性質改善的被灌地層的充填密實程度及力學性質改善的重要參考指標。重要參考指標。n（三）在被灌體內鉆孔或開挖，取原狀試（三）在被灌體內鉆孔或開挖，取原狀試樣做室內土工試驗，以此對灌漿效果作出確樣做室內土工試驗，以此對灌漿效果作出確切的評價。切的評價。n（四）在被灌體內鉆孔進行聲波速度、動（四）在被灌體內鉆孔進行聲波速度、動彈性摸量、旁壓試驗，也可以進行現場剪切彈性摸量、旁壓試驗，也可以進行現場剪切和變形摸量試驗，并將試驗結果與液

39、漿前作和變形摸量試驗，并將試驗結果與液漿前作對比，以評價加固效果。對比，以評價加固效果。n（五）對加固體進行開挖，進行原型觀測。（五）對加固體進行開挖，進行原型觀測。5 工程實例土壩白蟻漏洞搶護及灌漿止漏n土棲白蟻危害、穿壩的現象長期以來困擾著土棲白蟻危害、穿壩的現象長期以來困擾著水利工程的安全，威脅著人民生命財產的安水利工程的安全，威脅著人民生命財產的安全，是防汛搶險的心腹大患。以往采用埋藥全，是防汛搶險的心腹大患。以往采用埋藥誘殺、挖巢、誘殺、挖巢、“復合土工膜復合土工膜”防治等辦法根防治等辦法根治白蟻隱患效果都不十分明顯。湖北省隨州治白蟻隱患效果都不十分明顯。湖北省隨州市毛兒沖水庫大壩采

40、用劈裂式帷幕灌漿法堵市毛兒沖水庫大壩采用劈裂式帷幕灌漿法堵洞、殺死白蟻的實踐證明該項技術是一種有洞、殺死白蟻的實踐證明該項技術是一種有效措施，較好地解決了堤壩白蟻治理難題。效措施，較好地解決了堤壩白蟻治理難題。n雨后，該庫管理員發現迎水坡樁號雨后，該庫管理員發現迎水坡樁號、高程處塌陷。當時庫、高程處塌陷。當時庫水位較低，在修復中發現坑內有較多白蟻活水位較低，在修復中發現坑內有較多白蟻活動，翻起浮土，用竹棍錐探動，翻起浮土，用竹棍錐探“復合土工膜復合土工膜”底部，泥土已被白蟻掏空，出現跌窩現象。底部，泥土已被白蟻掏空，出現跌窩現象。當時在該處采用農藥拌和毒土筑層夯實。當時在該處采用農藥拌和毒土筑

41、層夯實。n同年月日時庫水位上升至同年月日時庫水位上升至時，樁號、高時，樁號、高程處發生渾水管涌。在程處發生渾水管涌。在緊急關頭，巖子河鄉迅速調集余緊急關頭，巖子河鄉迅速調集余人投入搶險，通過降低水位，搶筑壩堤，人投入搶險，通過降低水位，搶筑壩堤，控制了險情。但是，管涌洞仍發展到直控制了險情。但是，管涌洞仍發展到直徑。徑。n針對上述情況，擬對險情處理實行帷幕灌漿。針對上述情況，擬對險情處理實行帷幕灌漿。帷幕灌漿是不開挖處理土壩滲浸和內部隱患的帷幕灌漿是不開挖處理土壩滲浸和內部隱患的一種措施，利用壓力漿液，通過管道注入洞孔一種措施，利用壓力漿液，通過管道注入洞孔及縫隙中，漿液在壓力作用下析水后密實

42、，以及縫隙中，漿液在壓力作用下析水后密實，以達到恢復壩體整體性和防滲的目的。達到恢復壩體整體性和防滲的目的。藥藥 物物n灌漿殺蟻藥物選擇農用蟲百殺，該產品是一灌漿殺蟻藥物選擇農用蟲百殺，該產品是一種大環內酯抗生素類，性狀為淡黃色或棕褐種大環內酯抗生素類，性狀為淡黃色或棕褐色液體，易溶于水，可配制成任意倍數的均色液體，易溶于水，可配制成任意倍數的均勻乳液。勻乳液。工程措施工程措施孔位布置孔位布置n壩體采用劈裂灌漿技術，沿壩軸線設兩道劈裂壩體采用劈裂灌漿技術，沿壩軸線設兩道劈裂灌漿帷幕，孔位呈梅花形錯位布置，孔距灌漿帷幕，孔位呈梅花形錯位布置，孔距，孔深、基礎，孔深、基礎，終孔高程。終孔高程。漿液

43、配比n選擇水泥、黏土混合液，控制帷幕體滲透系選擇水泥、黏土混合液，控制帷幕體滲透系數在以下。拌數在以下。拌液土料選取粉質黏土或粉質壤土，黏粒含量液土料選取粉質黏土或粉質壤土，黏粒含量為，粉粒含量為為，粉粒含量為，遇水后可迅速崩解分散，吸水膨脹，遇水后可迅速崩解分散，吸水膨脹，具有一定的穩定性和黏結力。漿液稠度：土具有一定的穩定性和黏結力。漿液稠度：土與水泥重量比為水和干料重與水泥重量比為水和干料重量比為量比為之間，漿液比為之間，漿液比為，拌制好的泥漿其容重為，拌制好的泥漿其容重為。漿液用鐵紗網布過濾干凈。漿液用鐵紗網布過濾干凈以免渣物進入壓漿機內發生故障影響出漿效以免渣物進入壓漿機內發生故障影

44、響出漿效果。果。灌漿壓力與灌漿稠度的控制n灌漿壓力與漿液稠度的操作控制是保證工程灌漿壓力與漿液稠度的操作控制是保證工程施工質量的關鍵環節。采用施工質量的關鍵環節。采用型水泥砂漿泵出漿管直徑，由灌漿塔經型水泥砂漿泵出漿管直徑，由灌漿塔經高壓輸送管注入灌漿點。高壓輸送管注入灌漿點。n一是中小型水庫大壩碾壓不密實，其容重較一是中小型水庫大壩碾壓不密實，其容重較小，漿液壓力不宜過高，正常灌漿壓力需均勻，小，漿液壓力不宜過高，正常灌漿壓力需均勻，首先不要過猛，應保持在每秒，隨首先不要過猛，應保持在每秒，隨后逐漸加大，最大灌漿壓力不宜超過每秒后逐漸加大，最大灌漿壓力不宜超過每秒。nn二是對樁號壩基孔洞采取

45、自下二是對樁號壩基孔洞采取自下而上分段灌法，先栓塞定噴基礎，次灌壩體，而上分段灌法，先栓塞定噴基礎，次灌壩體，先用稀泥漿沖刷孔洞、縫壁后，不加壓灌注，先用稀泥漿沖刷孔洞、縫壁后，不加壓灌注，然后逐步加大濃度，加壓至稠度然后逐步加大濃度，加壓至稠度全壓全壓力灌注為止。力灌注為止。nn三是對樁號透水途徑較長的空洞三是對樁號透水途徑較長的空洞先用先用漿液低壓灌注，按單位吸漿量漿液低壓灌注，按單位吸漿量控制操作，根據吃漿進控制操作，根據吃漿進展，逐步變換漿液稠度展，逐步變換漿液稠度全壓力灌注為全壓力灌注為止。止。nn四是對樁號透水性強的孔段，吃漿四是對樁號透水性強的孔段，吃漿量大，低壓濃灌，適時調整漿

46、液稠度。待原管量大，低壓濃灌，適時調整漿液稠度。待原管涌洞及山坡漏水洞均有泥漿溢出，河岸溢漿最涌洞及山坡漏水洞均有泥漿溢出，河岸溢漿最遠點離壩外處，用棉絮填塞冒漿孔或用遠點離壩外處，用棉絮填塞冒漿孔或用黏土料回填夯實后，再進行外堵慢灌。漿液由黏土料回填夯實后，再進行外堵慢灌。漿液由低往高處依次慢灌，使壩體大小縫隙既能灌飽，低往高處依次慢灌，使壩體大小縫隙既能灌飽，又不浪費。又不浪費。n五是對樁號串漿洞，即一孔五是對樁號串漿洞，即一孔灌漿、異孔冒漿的現象，可將串漿孔堵塞后繼灌漿、異孔冒漿的現象，可將串漿孔堵塞后繼續灌漿，若灌漿孔與串漿孔之間劈開裂縫，可續灌漿，若灌漿孔與串漿孔之間劈開裂縫，可夯實裂縫后多次少量重復灌漿。夯實裂縫后多次少量重復灌漿。效果分析n灌漿后的漏水洞挖開檢驗，發現洞內泥漿凝固灌漿后的漏水洞挖開檢驗，發現洞內泥漿凝固體飽滿固結，而且隨洞形土樣粗大凝固體與洞體飽滿固結，而且隨洞形土樣粗大凝固體與洞壁土層膠凝形成整體，不張開，無空隙，無滲壁土層膠凝形成整體，不張開，無空隙，無滲浸。據近幾年觀察，該水庫經受高水位運行檢浸。據近幾年觀察，該水庫經受高水位運行檢驗再未發現滲漏現象，有效地解決了大壩安全驗再未發現滲漏現象，有效地解決了大壩安全問題。問題。