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土建工程中的注浆技术实践与思考

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摘 要:改革开放以来,随着我国经济社会的发展,建筑行业整处在蓬勃发展的状态之中。人们对生产生活质量要求的提高也促进着土建工程相关技术的发展。注浆技术作为土建工程相关技术的重要组成部分,也在市场需求的刺激下不断发展。本研究在概述注浆技术的基础上,分析了在建筑实践中注浆技术的具体方法与分类,并根据现状预测了注浆技术未来的发展趋势,希望对促进我国土建工程及其相关技术的发展提供一定的借鉴。

关键词:土建工程;注浆技术;技术实践与发展

一项土建工程的完工需要利用建筑材料和施工设备完成建筑的计划、建造以及维修等生产活动,为了防止水的渗漏、滑坡等的出现需要在施工过程中使用注浆技术。土建工程的不断发展也相应地要求注浆技术随之发展。因为该技术成本低、施工容易等优点在土建施工中得到了广泛地应用。注浆技术也是在土建实践中不断发展、不断进步的,离开了注浆技术一项土建工程师无法竣工的,因此,我们有必要对注浆技术的具体实践应用进行深入地探讨。

1 注浆技术概述

1.1 注浆技术的含义。注浆技术是指技术人员将配置好的具有强粘性的浆液通过专业的相关设备注入到建筑的土层当中去。浆液与土层的融合就会使土层中的空隙紧密粘合在一起,提高了土层的密实性和稳固性,能很好地起到防水、防滑坡等作用,在土建工程中应用越来越广泛。

1.2 注浆技术的优势。通过其定义我们就可以知道该技术简单易行,效率高。注浆技术还具有以下明显的优势:在防水方面,注浆技术实现了浆液与土层的融合,浆液的强粘性能有效地改善土层的密实性,尤其是对于蜂窝、老化等土层更有效,能为有效地保证工程的质量作出贡献;在施工工艺方面,注浆技术使用的注浆设备易操作、易学习,能很快、很好地适应复杂的施工环境;在性能方面,注浆技术的关键在于浆液,选择合适的浆液对于保证混凝土的粘结性很重要,浆液的污染很小,很符合追求绿色健康的生产生活理念。

1.3 注浆技术的发展历程。相比较于国外,我国的注浆技术起步较晚。20世纪40年代,我国借鉴英国的技术将水泥浆浆液应用到房屋建筑工程中,标识着我国建筑工程正式使用注浆技术;直到20世纪50年代我国才自主研发了矽化法,主要应用于煤矿堵水,填补了我国在该领域的空白;随着改革开放政策的实施,我国建筑行业迅速发展,对注浆技术的研究也随之加快,不仅是对浆液的研究,对注浆设备、注浆工艺的研究都有了较大的发展。进入21世纪以后,对该领域的研究与应用达到了高潮。由于注浆工程具有隐蔽性和注介质条件复杂等特点,采用模拟研究法有一定难度,因此,有关注浆技术的理论相比于其他学科来讲发展缓慢。

当前,我国已经开发了多种高分子浆、中性水玻璃浆、水玻璃浆(可以消除碱污染)以及超细水泥浆(可注性强)等多种浆液,研发了新型混合器、止浆塞及高速搅拌机等专业化、机组化以及系列化的注浆设备,注浆工艺的管理也有了很大的进步。虽然我国的注浆技术还不完善,但是一直处于不断与时俱进的发展状态之中。

2 注浆技术的方法与分类

在建筑实践应用中,注浆技术的方法根据不同的标准可以有不同的分类。本研究主要根据压力进行以下三种分类,这三种方法也是实际应用中最为典型的注浆技术。

2.1 高压喷射注浆技术。该技术从20世纪60年代以后开始应用在我国的土建工程中,其利用的原理是“高压射流切割”,在20MPa或者更高的压力下让浆液通过专业的注浆管喷射出来,冲击切割土体,当喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体中剥离。一部分细小的颗粒随浆液冒出地面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土中形成一个固结体。

高压喷射注浆技术主要适用于粘土体,对于粘土体的加固和防渗起到了很大的作用。

2.2 静压注浆技术。该技术主要利用的工作原理是“劈裂作用”,采用压力注入比重较大的水泥浆或水泥砂浆,在压力传递的作用下,灌入的浆液沿地基应力场中的最小主应力面或弱应力分布区劈裂、延伸所形成的浆脉状或不规则形状的凝结体,对周围土体产生挤压和密实作用,缩小土体的孔隙,压缩模量增加。

静压注浆技术主要适用于软土体中,对于增强土体作为地基的承载力起到了很大的作用。但是需要操作人员注意的是该技术在使用过程中容易出现地面冒浆、串浆等问题,当冒浆量小于注浆量20%为正常现象,超过时就表明注浆的过程中存在问题,这样就很难保证浆液对土体的加固效果。

随着实践经验的积累,工作人员在使用该技术时一般会采用静压振冲注浆方案。该方案利用振动钻机造孔,并直接利用钻杆注浆,由于振动造孔时地基原状土的扰动较小,钻杆和土层间相互挤压、抱紧,注浆施工时可以保证在一定压力下所注浆液不会顺钻杆窜出地面,并可根据土层的特点,进行下行或上行分层注浆,使桨液均匀扩散,提高加固效果。

2.3 复合注浆技术。复合注浆技术是在高压喷射注浆技术和静压注浆技术之后发展起来的,客服了前两种技术的缺点并综合了前两种技术的优点,是在土建工程中正大力推广的新型技术。

复合注浆技术主要在时序方面结合了前两种技术,在实践应用中首先采用高压旋喷注浆成桩柱体,然后再利用静压注浆增强旋喷效果,扩散加固浆液,防止固结收缩,消除注浆盲区,使浆液能均匀地融合于整个土层。

复合注浆技术适用于砂卵石层、粘土、粉土和粉细砂层及淤泥层、岩溶土洞等范围比较广的地层,使用该技术在施工时噪音小,注浆设备操作方便易行,并且注浆材料具有绿色环保、无污染的优势,很符合追求绿色健康的生产生活理念,有很大的发展前景。

3 注浆技术的发展趋势

从注浆技术的发展历程来看,受社会经济条件的制约我国比国外在此方面的研究要晚很多,但是一直处于不断地发展中,从目前来看已经取得了明显的社会效益和经济效益。

在今后的发展中,注浆技术必将与其他相关工程技术相结合。现代工程建设都会涉及到许多科学技术领域,当前科学技术领域间彼此相互渗透,并且结合程度会越来越深,同时,注浆技术又涉及到了工程地质学、流体力学、化学、水文地质学、土力学、岩石力学等学科,并且还和电子技术、射流技术、液压技术等息息相关。所以,注浆技术要想适应工程建设的快速发展,就必须和其他的工程技术相互结合。

我们相信,随着技术人员工作实践经验的积累、相关专家的研究以及与国外先进技术的引进与结合,新的注浆设备、新的施工工艺以及新的注浆理论将不断地更快的速度应用在我国土建工程中,不断地促进我国土建工程的发展。

4 结论

经过本研究以上的分析,我们得知起步较晚的注浆技术在我国已经有了明显的经济效益和社会效益,当前的土建工程已经离不开注浆技术。随着土建工程的发展,注浆技术日益多样化,土建工程的技术人员需要认真掌握注浆技术的分类,把握好注浆技术的发展趋势,并能根据土层的特性选择合适的注浆方法,在实践中不断积累经验,以提高注浆工作的效率,降低土建工程的成本。

参考文献

[1] 张民庆,张文强,孙国庆.注浆效果检查评定技术与应用实例[J].岩土力学与工程学报,2006,25(2).

[2] 容步向.浅析注浆技术实践应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(08).