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摘要 :在岩土工程施工中,注浆技术的运用不仅在加 固和稳定方面发挥着至关重要的作用,同时也具备截水、 防渗和填充等多种功能, 这对于提升岩土工程的整体稳定 性和确保工程质量有着直接影响。随着国家科学技术的快 速发展, 岩土工程施工技术也逐渐融入了更多的先进技术 及新型科技材料,与此同时,注浆技术的多维度应用在一 定程度上解决了岩土工程施工中的诸多问题。本文针对岩 土工程技术中的注浆技术展开了深入研究, 以期能够为我 国的岩土工程技术发展贡献一份力量。
关键词 :岩土工程 ;工程施工 ;注浆技术
近年来,随着岩土工程项目的不断增加,为了更好地 满足施工需求,注浆法应运而生。在岩土施工过程中,注 浆法被广泛应用,有效地加固了岩土基础、桩基和底层结 构,从而实现了优良的施工效果。这不仅增强了岩土底层 的稳固性,还避免了裂缝和断裂的出现,确保了浆孔之间 的距离均匀,保证了施工各个环节都不会出现任何问题, 并确保了岩土工程能够满足验收标准, 从而突显了注浆法 应用的重要性。
1 岩土工程项目的主要特点
1.1 具有隐蔽性
岩土工程项目与其他的建筑工程项目有着较为明显 的区别,其施工活动主要集中在岩体或结构较低的区域。 由于岩土工程的施工目的本身多为对地下空间进行开发 利用,因此其施工难度往往较大且工期较长。鉴于岩土工 程施工环境的隐蔽性, 在施工过程中不同环节的施工工序 往往需要错峰、排期分别实施,且后续的施工步骤可能会 对前期的施工成果在一定程度上进行掩盖, 这就使得每个 环节的施工成果常常无法直接体现, 从整体工程外观很难 对施工成果加以判断。
1.2 具有复杂性
岩土工程的施工过程是十分复杂,首先,在施工技术 层面,岩土工程施工往往需要应用多种不同的施工技术, 且随着科学技术水平的发展, 常常需要在适当的施工环节 中融入最新的技术手段,这对技术人员是一项艰巨的任 务,并直接导致岩土工程的施工变的越发复杂。其次,在施工设备层面, 岩土工程施工中常常需要使用大量的大型 机械及其辅助设备,这些机械无论是在运输过程还是安 装过程十分繁琐,如果机械想要正常的投入使用,其对现 场的施工环境也有着极高的要求, 必须达到三通一平的标 准。然而,由于岩土工程的施工区域往往受限性较高,且 基于施工现场岩土本身的特性各不相同, 使得现场的实际 施工不确定性更高, 这也直接导致岩土工程的施工更加复 杂化。
1.3 具有不可逆性
由于岩土工程属于地质性项目,一旦开始施工,施工 表面的地质结构基础就会被固定下来, 想要在后续的施工 环节中进行调整或修改十分困难。特别是如果在后续的检 测过程中遇到问题或者工程检测结果不达标, 需要对岩土 工程进行大规模调整和优化时,于施工团队而言,这无疑 是一项十分艰巨的挑战,这就所谓的岩土工程的不可逆 性。基于此,施工团队必须在每一道岩土工程施工工序中 高度重视其施工质量, 确保各个环节的施工成果都能够得 到严格的质量把控。
2 注浆施工技术的相关概述及作用
2.1 注浆施工技术概述
注浆技术也被称为灌浆技术,顾名思义是技术人员通 过气压、液压、电渗等技术手段将液体浆液灌注到岩土土 基的不稳定结构层、裂缝或者孔隙当中。注浆技术的施工 要点,主要是结合施工地的地质条件对施工设备及浆液 品类进行选择,并确定注浆的方法、灌注位置、灌注深度 及灌孔的数量。其中,灌孔的布置尤为重要,合理的灌孔 布设能够在合理节省人力物力的同时, 将注浆技术治水防 渗、堵缝加固的成果最大化,进而在极大程度上提升岩土 工程的综合施工质量。
2.2 岩土工程项目中应用注浆施工技术的作用
近些年,随着国家城市化进程的快速推进,越来越多 的待开发国土领域被设定在城市化发展的规划范围内, 这促使我国岩土工程项目的数量也越来越多,实际施工 中有待解决的各种地质结构难题也越来越复杂。注浆施 工技术作为在岩土工程施工中能够有效保证地质结构稳定性、防水性、耐用性的重要技术手段,其在实际工程施 工中发挥的作用也不言而喻。其中, 最为主要的技术效用 有 :①具有治水防渗效用。注浆技术最为主要的功效就 是在不稳定的地质结构层中,通过向诸如页岩、泥岩、黏 土等不稳定结构内灌入合适的浆液,使其在凝固后能够 与地质结构层形成一个完整的结实体,从而阻断结构外 的水体渗入,避免工程中出现渗水、漏水、由于长期水淹 导致的地质结构层不稳等现象。②具有堵缝固结稳定的 效用。当施工地的地质结构有明显缝隙、漏洞、偏斜时, 注浆技术的应用可以有效填补并修护结构层内的不足, 在有效提高岩土结构力学性能的同时,也极大程度上提 升了岩体的承载能力,最终全方位的确保了工程施工的 整体质量及地质稳定性。③具有地基加固的功效。注浆 技术的应用可以有效的降低岩土结构的压缩性,进而提 升岩土的变形模量,以防止工程完工后期出现诸如地基 沉降、地表裂缝等问题的出现。随着我国城市化进程的推 进,建筑物的高度也越来越高,与此同时,建筑工程施工 对地基结构的稳定性要求也越来越高。注浆技术的融入 可以有效的加固地基结构的应力强度。
3 建筑岩土施工工程项目中常用的注浆技术
3.1 电动化学注浆技术
电动化学注浆技术在绝大多数岩土环境中均可应用, 因其具有固结强度高、黏度较低、凝结时间便于控制等特 点,在岩土工程中收到良好的应用效果,是岩土工程项目 施工中最为常用的注浆技术。其施工原理是 :由带孔的注 浆设备将化学浆液压入土层中,然后接入直流电使浆液 带电,利用电流由阳极流向阴极的原理,将注浆管作为阳 极,滤水管则作为阴极,这样孔隙水在电流的作用下由阳 极向阴极流动,从而降低注浆区域土层的含水率,形成渗 透孔隙,随后化学浆液逐渐充满土的孔隙并硬结成块,与 岩土层凝结成整体, 从而显著提高土基的强度。
3.2 劈裂注浆技术
在岩土土层透水性较差时,适宜采用劈裂注浆技术 以增加岩土层强度。所谓劈裂注浆技术,就是针对土体的 剪切裂缝,利用高压注浆施工工艺将配比好的水泥浆或 化学浆液灌入裂缝中,凝固后增加岩土的整体强度。灌 注剪切裂缝的位置要科学合理,确保注浆后形成骨架结 构,以达到最佳效果。其主要施工步骤为 :首先,对岩土 进行钻孔,钻孔排列需呈梅花状布设,孔径一般应控制在 80mm ~ 100mm 间,孔间距宜为 1.3m, 施工中注意钻孔方 向必须保持垂直。其次,进行灌注泥浆操作,其主要作用 是填充单向阀管与钻孔壁之间的孔隙。注浆后需插入单向阀管,其材质宜选用优质塑料管材, 管径选用 50mm左右。 最后,插入双向密封注浆芯管后进行分层注浆。由于劈裂 注浆技术施工环节较复杂, 施工人员一定严格按照规范执 行, 以保证注浆施工质量。
3.3 压密注浆技术
压密注浆技术适用于黏土地基或砂性土地基。其原理 与劈裂注浆技术类似又有所区别。使用的注浆材料为水泥 浆与化学浆按照一定的比例调配而成, 采用高压注浆施工 工艺将混合浆液压入岩土层中,以达到密实的效果,提高 岩土层强度。其主要施工步骤为 :首先,对打孔点进行定 位放样,以确定桩位点。桩位点放样误差严格按照规范要 求执行, 一般不超过2cm, 桩位放样后需要经过审核验收, 无误后方可进行打孔。打孔施工采用振动打孔机进行,第 一节端部打入土层前必须加注浆头, 然后进行第二根钻杆 的接入。其次,在注浆前注意对混合浆液的充分搅拌,浆 液的配比要严格按照设计参数, 注意严控原材料质量以及 搅拌时间,确保浆液质量。最后,进行注浆工作,要做好 准备工作,对设备和材料进行检查和审核,以保证注浆能 够不间断的顺利的完成。注浆过程中严格按照规范要求操 作,以保证施工质量。
4 注浆施工技术在岩土工程项目中的应用分析
4.1 地基的加固
基于注浆技术的应用性质,该施工技术在加固地基方 面具有十分广阔的应用范围。现如今,随着高层建筑数量 的不断增加,在此类工程项目建设过程中,对于地基承载 力的要求也在不断增加。然而天然地基中,只有少数地基 可以满足高层建筑工程项目施工需求。因此,就需要在施 工过程中对承载力不足的地基进行加固, 以防高层建筑在 建成后因地基承载问题而导致不均匀沉降、结构不稳定或 是避震效果差等问题的出现。
此外,诸如铁路、高速公路、飞机跑道这一类道路桥 梁工程在施工时,若是遇见软弱下卧层、地下水溪、淤泥 质土等特殊地质情况时, 就需要应用注浆技术进行加固处 理。这主要是因为这类道路桥梁在建成并投入使用后,会 长时间地经受大型施压物体的反复碾压。若是未能进行加 固处理,在经过长时间的运行后,必然会存在不均匀沉降 严重问题,严重时还会出现结构拉裂问题,从而影响通行 安全。
4.2 治水防渗
在岩土工程的实际施工过程中,特别是对地下空间进 行开采时,经常会遇到岩层结构不达标的地质条件,这对 施工工序的整体实施构成了极大的阻碍。注浆技术的普遍应用在一定程度上帮助解决了这一问题。当施工环境地质 结构中含有诸如页岩、泥岩、黏土等不良地质条件时,如 果不能够对结构层加以加固,在施工过程中,极容易出现 垮塌、冒顶等工程事故,工程完工后也容易致使地基出现 沉降、结构层不稳等诸多问题。技术人员在工程实施过程 中通过应用压密注浆技术、劈裂注浆技术、电动化学注浆 技术等技术手段在地质结构不稳的岩土层或者裂缝处注 入液体岩浆,对结构层中的不稳缝隙实施快速封堵,有效 的保证了岩土工程的整体质量, 并合理预防了后期可能出 现的地下涌水、地基渗水、坝体渗流等现象。注浆技术的 应用极大程度上实现了治水防渗的目的, 最大限度保证了 岩土工程的施工安全以及完工后的工程质量。
4.3 加固岩土地层
在进行岩土施工时,工作人员必须全面掌握岩层的深 度,确保挖掘路径的合理性和准确性,并采用注浆技术注 入浆液,以避免在挖掘过程中出现下沉或坍塌的风险。通 过这种方式可以使建筑物与周围土体之间形成一个稳固而 紧密的整体, 进而提升其稳定性以及安全性。因此, 在进行 地下岩土工程施工的过程中,应当灵活地运用注浆法,并 对周围的岩土层进行适当的注浆处理,以实现加固效果, 从而更好地保障现场工作人员的个人安全,并确保岩土工 程能够顺利进行。在处理各种地质类型的岩土时,注浆法 都是一个有效的方法,它不仅可以加固地层,还能增强岩 层的稳定性和安全性, 从而更好地保护周围的物体。
4.4 稳固岩土桩基时,用注浆法预防出现裂缝现象
在当前的岩土桩基加固过程中,可以使用注浆法,确 保岩土浆液在底部均匀分布, 这样可以增强开挖区域的稳 定性,发挥其防水功能。这种方法还能有效地封闭裂缝区 域,避免裂缝的形成,从而确保岩土工程的高质量完成。 为了确保周围岩体不被破坏,需要将围岩进行灌浆处理, 以提高其完整性以及稳固性,从而达到预期目标。在对岩 土底层进行改造施工的过程中,也可以采用注浆法进行 注浆,以防止桩间的地下水渗透到岩土底层,从而提升改 良的效果。从实践角度分析,通过合理选用注浆方法,可 以保证岩土层结构得到更好保护。另外,如果作业人员在 岩土开挖区域发现有裂缝, 他们可以采用注浆法来加固岩 土桩基,以防止裂缝进一步扩大,从而威胁到岩土桩基的 稳定性,提高岩土工程的整体安全性。从上述内容可以看 出,为了确保岩土桩基的稳定,应该更加重视注浆法的操 作,这样可以预防裂缝的出现,使地基更加坚固。如果发现有沉降或裂缝的问题,应立即采用注浆法,灌注浆液来 修复受损区域, 从而提高岩土桩基和桩身的整体强度。
5 岩土工程注浆技术的发展
岩土工程中的注浆技术是一项较为复杂的技术手段, 在实际施工过程中需要结合多种学科知识、多重现场施 工条件、多项待解决的目标问题于一体并加以考量。近年 来,随着国家科学技术手段的不断提升,岩土工程中的注 浆技术也逐渐得以改良, 其综合发展趋势主要体现在如下 几个方面 :①注浆技术实施工程中可选用的设备种类可 选性增多。施工过程中,设备的选择、实施手段的选择、 液体岩浆的调配、液体岩浆的灌入密度、设备灌入精准度 等都会对工程质量造成直接影响,在不同工序中采用不 同设备是尤为必要的。设备种类的增多可以帮助技术人员 在各个环节运用更合适、更精准、更搞笑的作业设备,对 工程质量和效率都起着积极的推进作用。②岩土材料绿色 化。注浆技术中注浆材料的选择对注浆效果的影响十分显 著,结合不同的地质结构需要选择最为恰当的液体浆料。 为了积极响应国家绿色可持续发展的号召, 岩土注浆技术 的材料也需要顺应时代的发展,结合合理控制使用成本、 绿色环保、结实耐用的发展理念,继续加强对新型材料的 科学研究。③理论可视化、模型化的发展趋势。为了紧跟 世界高科技技术发展水平, 我国的多重领域都需要结合科 技手段,在传统的物理理论的基础上融入新型信息化、可 视化技术手段。这能保证工程领域的施工成果更加直观、 精准, 也更容易发现整体施工的不足与优势。
6 结语
综上所述,岩土工程施工中注浆技术的应用能够在极 大程度上确保施工过程、施工成果的安全指数的同时,从 根本上提升岩土工程的整体施工质量。基于此,注浆技术 作为岩土工程施工的一项重要技术手段, 其发展趋势也理 应受到越来越多人们的关注。应结合更多元的地质条件、 更恶劣的施工条件、更先进的科学技术,致力于研究出更 耐用、稳定、环保的注浆材料及更科学、高效、便捷的注 浆技术手段, 为国家岩土工程领域的可持续发展贡献一份 力量。
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