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软岩劈裂固结灌浆的特殊要求

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:从软岩的力学特性来分析,特别从软岩劈裂固结灌浆的观点来看,软岩的可压缩性大、软化系数大和围压对提高抗拉强度影响大等力学特性,在其灌浆过程中,或者在制定灌浆工艺中,一定要予以充分分析和因势利导的应用。软岩劈裂固结灌浆的基本原理是,利用软岩的浆力易劈裂及重复劈裂等性质,用限制灌入浆量达到限制浆液扩散半径的灌浆手段,以提高软岩容重进而达到提高软岩强度的目的。

软岩劈裂固结灌浆的特殊要求

从前面的论述中,可以明显看出,软岩的分布是广泛的,种类也是繁杂的,但它们有一个共性,那就是强度比较低,特别是抗拉强度大都低于1MPa。从软岩的力学特性来分析,特别从软岩劈裂固结灌浆的观点来看,软岩的可压缩性大、软化系数大和围压对提高抗拉强度影响大等力学特性,在其灌浆过程中,或者在制定灌浆工艺中,一定要予以充分分析和因势利导的应用。

在工程实践中,在软岩基础上,在软岩的围岩内,修建大坝和开挖隧洞的机会愈来愈多。为了避免引起建筑物的超限变形,目前多采用昂贵的软岩加固办法,其中有不少设计单位曾利用水泥灌浆来提高软岩的强度和稳定性,但由于对软岩特性研究不多,仍采用与坚硬岩体灌浆的相同工艺,特别是采用无视地质条件的孔口封闭法进行灌浆,因而造成孔口第一灌浆段内大量地、多次地、远距离地发生浆力劈裂,使第一灌浆段以下的所有深度都得不到适量的浆液,因而常常以失败而告终。要想达到灌浆的预期目的,试按以下劈裂固结灌浆设计进行。

(1)目的。为了防止建筑地基过大的沉陷变形,利用软岩易浆力劈裂的特性,通过劈裂固结灌浆手段,增大软基容重,提高变形模量,以增强软岩地基的强度。

(2)灌浆顺序。该类灌浆工艺,严禁用孔口封闭灌浆方法,宜采用自孔口向下,或从孔底向上,每灌一试段后,向上或向下移动栓塞(最好用充气栓或充水塞)一次。

(3)灌浆压力。分为初始浆力劈裂压力、二次、三次和最终灌浆压力。当首次劈裂后(其临界灌浆压为pc),灌入限量浆液后,停灌24h,用每次增压30%的灌浆压力续灌,直至达到合适的地基容重为止。

(4)浆液限量。考虑到浆液的扩散半径可能在1.5m之内,劈裂充填结石按2cm厚度计算,试段应灌入灰量为240kg。

(5)提高软岩容重。浆液的劈裂扩散半径为1.5m,那么在每m试段内,每次劈裂影响的软岩方量为:

式中 V——扰动的软岩方量,m3;(www.xing528.com)

将上述参数代入,可得扰动方量为7.07m3

设软岩的容重由1.9t/m3提高到2.0t/m3,那么在每m试段内,应灌入0.415m3,容重为1.7t/m3 的稳定浆液。按3次劈裂设计,每次劈裂消耗浆液约140L。

(6)试段长度。根据浆液限量和提高软岩容重的设计值计算,试段长度应为1m。

(7)孔排距。一般为3m。每一个灌浆孔完成后,如不超过24h,距该孔小于15m范围内的其他钻孔不得进行灌浆。

(8)灌浆质量检查。在灌浆10~14d之后,钻孔取心检查劈裂结石充填情况以及软岩容重和波速增加的情况。

软岩劈裂固结灌浆的基本原理是,利用软岩的浆力易劈裂及重复劈裂等性质,用限制灌入浆量达到限制浆液扩散半径的灌浆手段,以提高软岩容重进而达到提高软岩强度的目的。

至于其他灌浆要求,与常规灌浆的灌浆前的生产性试验以及浆液制配等的要求相似。

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