灌漿法

隨著經濟的發展和科技水平的提高，公路橋樑隧道工程中應用越來越多的新技術方法以提高施工質量。但是，公路橋樑隧道施工的過程中存在著許多不確定因素，諸如天氣、地質以及人為施工失誤等因素，使得公路橋樑隧道施工中出現裂縫，嚴重影響了施工安全以及工程質量。當前，國內公路橋樑隧道建設技術和質量要求日益提高，在施工過程中尤其應注意，要採用適合的技術來進行問題的處理。而灌漿法作為當前一種比較成熟的加固技術，能夠很好解決公路橋樑隧道施工中出現的裂縫問題。

灌漿的主要目的如下；

一、防滲：降低滲透性，減少滲流量，提高抗滲能力，降低孔隙壓力。

二、堵漏：封填孔洞，堵截流水。

三、加固：提高岩土的力學強度和變形模量，恢復混凝土結構及圬工建築物的整體性，

四、糾正建築物偏斜：使已發生不均勻沉降的建築物恢復原位或減少其偏斜度。

灌漿的對象很多，本章主要闡述由下述幾類材料組成的地基灌漿問題：

一、砂、砂礫石及粉細砂。

二、軟粘土、雜填土及淤泥。

三、濕陷性黃土。

灌漿法適用於土木工程中的各個領域，例如：

一、壩基：砂基、砂礫石地基、喀斯特溶洞及斷層軟弱夾層等。

二、房基：一般地基及震動基礎等，包括對已有建築物的修補。

三、道路基礎：公路、鐵道和飛機場跑道等。

四、地下建築：輸水隧洞、礦井巷道、地下鐵道和地下廠房等。

五、其他：預填骨料灌漿、后拉錨桿灌漿及灌注樁后灌漿等。

灌漿法在橋樑工程中的應用

確定裂縫位置

灌漿法在橋樑工程中，主要是解決墩台及橋台裂縫問題，首先，需要對裂縫的位置進行確定，做好標記；其次，對裂縫產生的原因進行分析，弄清是何種原因造成的裂縫；然後根據原因分析，選擇合適的灌漿材料；最後制定出具體的灌漿方案。

做好施工前的準備

在實施灌漿之前，需要做好相應的準備工作，首先，要檢查所有的機器設備，其次，要檢查灌漿施工所需要的漿材，然後，開展灌漿試驗，利用試驗對灌漿孔距以及擴散半徑進行確定。最後，需要設計施工組織方案，合理調度施工人員。

灌漿法施工流程及工藝

1灌漿法施工流程

成孔→安裝漿管以及封堵孔口→攪拌漿→實施灌漿→安裝灌漿管以及封堵孔口→攪拌漿→實施灌漿→封堵孔口。

2灌漿法的主要施工工藝

在針對裂縫處理實施灌漿法，需要遵循以下幾項施工工藝。

①成孔，必須按照直徑為88mm的鑽頭對孔進行鑽進，在鑽孔的過程中如果遇到粉性土，那麼則需要下入導管，並且通過打撈砂筒的方式將鑽機送入到黏性土之中。

②要將灌漿管進行安放，將孔口進行封堵，並且還要將花管外壁包裹上軟橡皮包裹，避免泥沙進入其中。

③實施攪拌，在進行攪拌的時候需要往攪拌桶中倒入適量的水，並且利用攪拌機進行攪拌，攪拌均勻之後結束。除此之外，還要在攪拌的過程中添加相應數量的水泥，並且在攪拌五分鐘左右便可停止。

④灌漿，在灌漿中需要遵循嚴格的要求，並且要採取自上而下的方式，灌漿過程要對漿液進行觀察，如果漿液飽滿則停止灌漿。

⑤封堵孔口，在灌漿結束之後需及時封堵孔口，並且在封堵之後的一天內對孔口進行不定期檢查，如果漿液有所下降，則需要進行補漿。

灌漿法在隧道施工中應用

在隧道施工中使用灌漿法主要是針對隧道表面砌石鬆動以及支撐柱體進行加固，在施工上與公路與橋樑類似，首先確定施工位置，根據不同要求進行漿材的選擇，而後確定施工方案以及工藝；最後進行施工。在隧道施工上，灌漿材料的選擇與配比上要求更高，因為需要灌漿快速凝固，確保不會從上而下流失，造成隧道表面裂縫加重。再對隧道支撐柱體的施工上，灌注需要考慮柱體的承重，確保漿材能夠更好地對柱體進行加固。

一、灌漿法的應用領域越來越擴大，除壩基防滲加固外，在其他土木工程如道橋、礦井、文物、市政、地鐵和地下廠房等，灌漿法也佔有十分重要的地位。

二、漿材品種越來越多，漿材性能和應用問題的研究更加系統和深入，各具特色的漿材已能充分滿足各類建築工程和不同地基條件的需要。

三、劈裂灌漿技術已取得明顯的發展，尤其在軟弱地基中，這種技術被越來越多地只作提高地基承載力和消除建築物沉降的手段。

四、在一些比較發達的國家，電子計算機監測系統已較普遍地在灌漿施工中用來收集和處理諸如灌漿壓力、漿液稠度和耗漿量等重要參數，這不僅可使工作效率大大提高，還能更好地控制灌漿工序和了解灌漿過程本身，促進灌漿法從一門工藝轉變為一門科學。

灌漿工程中所用的漿液是由主劑、溶劑及各種附加劑混合而成，通常所說的灌漿材料，是指漿液中所用的主劑。

灌漿材料按其形態可分為顆粒型漿材、溶液型漿材和混合型漿材三個系統。顆粒型漿材是以水泥為主劑，故多稱其為水泥系漿材；溶液型漿材是由兩種或多種化學材料配製，故通稱其為化學漿材；混合型漿材則由上述兩類漿材按不同比例混合而成。

在國內外灌漿工程中，水泥一直是用途最廣和用量最大的漿材，其主要特點為結石力學強度高，耐久性較好且無毒，料源廣且價格較低，但普通水泥漿因容易沉澱析水而穩定性較差，硬化時伴有體積收縮，對細裂隙而言顆粒較粗，對大規模灌漿工程則水泥耗量過大。為克服上述缺點，國內外常採取下述幾種措施：

一、在水泥漿中摻人粘土、砂和粉煤灰等廉價材料。

二、用各種方法提高水泥顆粒細度。

三、摻入各種附加劑以改善水泥漿液性質。

化學漿材的品種很多，包括環氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、丙烯醯胺類、本質素類和硅酸鹽類等。化學漿材的最大特點為漿液屬於真溶液，初始粘度大都較小，故可用來灌注細小的裂縫或孔隙，解決水泥系漿材難於解決的複雜地質問題。化學漿材的主要缺點是造價較高和存在污染環境問題，使這類漿材的推廣應用受到較大的局限，尤其是日本，在1974年發生污染環境的福崗事件之後，建設省下令在化灌方面只允許使用水玻璃系漿材。在我國，隨著現代大工業的迅猛發展，化學灌漿包括新化灌漿材的開發應用、降低漿材毒性和環境的污染，以及降低漿材成本等方面，也得到迅速的發展，例如酸性水玻璃、無毒丙凝、改性環氧樹脂和單寧漿材等，都達到了相當高的水平。

混合型漿材包括聚合物水玻璃漿材、聚合物水泥漿材和水泥水玻璃漿材等幾類。此類漿材包含了上述各類漿材的性質，或者用來降低漿材成本，或用來滿足單一材料不能實現的性能。尤其是水玻璃水泥漿材，由於成本較低和具有速凝的特點，現已被廣泛地用來加固軟弱土層和解決地基中的特殊工程問題。

一、基本材料。這裡主要敘述純水泥漿、粘土水泥漿及粉煤灰水泥漿的組成材料。

(一)水泥。灌漿工程中應用最廣的是普通硅酸鹽水泥，某些特殊條件下還採用礦渣水泥、火山灰水泥和抗硫酸鹽水泥等。

1．普通硅酸鹽水泥。是把石灰石和粘土等生料燒製成熟料，並加入石膏后磨細而成的水硬性膠結材料，其礦物成分主要有四種，見表8—l。此外水泥中還含有少量氧化鐵、硅和遊離石灰。

在公路橋樑隧道施工過程中，由於自然因素和人為因素的影響，使得公路橋樑隧道出現不同程度的裂縫。在處理這些裂縫問題時，最常用的方法便是灌漿法。灌漿法是利用氣壓、液壓以及電氣化等原理將可以固化的漿液注入到天然或者人為的裂縫之中，採取物理性質將裂縫進行改善。

灌漿法的優勢主要包括四點：

其一，是可以起到堵漏的作用，能夠將孔洞進行填充，並且將流水進行堵截；

其二，是具備防滲的功能，可以有效降低滲透性，減少滲透量，提高抗滲能力；

其三，是具備加固的作用，可以將岩土的力學強度進行提高，並且進一步恢復混凝土的基本結構；

其四，是可以糾正建築物的偏斜問題，將發生不均勻沉降的建築物恢復原位。

因此，將灌漿法積極應用到橋樑工程之中，可以對裂縫以及鬆動問題進行加固，並且能夠進一步提高工程的質量以及安全性能。

1裂縫產生的原因

①施工過程中受到外部環境因素的影響，比如溫度、地質條件等因素；

②施工過程中，工作人員沒有按照標準進行操作，使得公路橋樑隧道內部結構不穩定，外在表現便是出現裂縫；

③混凝土在整個澆築過程中會產生溫度裂縫以及收縮裂縫，造成外部出現裂縫；

④在公路橋樑隧道施工過程中出現不均勻沉降；

⑤混凝土骨料不符合相關規定，含泥沙量過大等，或者混凝土自身強度如果不足、不密實，也會導致裂縫的出現。

2主要表現

砌漿脫落在公路、橋樑、隧道工程中都存在。在公路橋樑隧道工程之中，砌漿佔據了十分重要的地位，砌漿可以加固牆體，並且可以提高牆面的穩定性，在一定程度上還可以美化牆體。如果出現砌漿脫落現象的時候，整個牆體便會失去加固的作用，不僅降低了工程的穩定性，並且也在一定程度上降低了工程的安全係數。

砌石鬆動也是隨著公路橋樑隧道工程中裂縫問題產生的。主要表現在公路、橋樑、隧道表面上的砌石產生了鬆動甚至脫落，使得公路、橋樑、隧道表面的承重力降低，極易造成公路橋樑隧道的坍塌。

墩台裂縫主要存在橋樑施工以及跨越式公路施工中，在隧道施工中主要是存在隧道內部的柱體支撐中。主要表現在支撐道路的墩台以及支撐隧道的柱體出現不同程度的裂縫。這些裂縫的出現不僅對公路橋樑隧道的使用性能造成影響，甚至會危害通行車輛與人員的安全，所以必須採取相應的方法加以處理。

灌漿法在公路施工中的應用

灌漿法在公路施工中應用，主要是對公路砌石鬆動進行加固、重新進行砌漿灌注，確保路面加固。在實際操作過程中，需要從以下方面進行：

1公路灌漿的選擇標準

公路灌漿的標準從兩個方面進行考慮與分析，分別是質量控制標準與強度控制標準。

①灌漿強度控制標準：在完成灌漿之後，其雜填土的承載能力需要保持在130kPa之上，並且淤泥的承載力也需要保持在80kpa以上，複合地基的承載力保持在130kPa之上。

②施工質量控制標準：在對灌漿法質量控制標準的探究中，需要根據公路的施工要求以及控制標準進行衡量，如果沒有形成統一的標準，那麼可以根據裂縫的數量、裂縫損傷的程度進行衡量。

2漿材的配比

一般情況下灌漿的主要材料以水泥粉煤球為主，其中主要包括水泥、粉煤灰等。在實際施工過程中，需要先根據裂縫的程度及產生原因進行漿材的配比，並且需要根據工程的施工需求進行確定。

3擴散半徑

施工中，由於公路地質存在比較大的差異，這種情況下導致孔隙率以及滲透係數之間存在非常大的區別，所以無法利用計算公式對擴算半徑進行計算。在實際施工中，需要根據經驗值對擴散半徑進行計算，然後再根據實際情況進行調整。

4灌漿施工操作

灌漿施工操作主要分為四點，其一是灌漿量；其二是灌漿的壓力；其三是灌漿孔的深度；其四是灌漿結束的標準。在實際施工之中，灌漿需要達到飽和的狀態，只有保證漿液充滿地基，才能對灌漿量進行確定。灌漿壓力在一般情況下需要控制在0.3～0.5MPa範圍之內，如果情況特殊，則需要針對性的進行調整。而對於灌漿結束的標準，則需要在規定灌漿的壓力基礎上，如果孔段的吸漿量低於0.5L/min，那麼則在實施半小時之後便可以結束灌漿。

隨著現代化進程的加快，公路橋樑隧道建設項目數量越來越多，採用新技術、新設備對提高施工進度、確保施工質量有重要的作用。當前，解決公路橋樑隧道施工過程中出現的裂縫問題，主要是採用灌漿法進行加固。在實際操作中，需要對裂縫產生的原因進行分析，綜合考慮內外因素，選擇合適的灌漿材料和灌漿方案進行墩台灌漿加固，提高公路橋樑隧道基礎承載力和工程質量。灌漿法的成本低、施工方便，對於解決公路橋樑隧道施工過程中的裂縫問題是非常可行和有效的手段。在公路橋樑隧道建設中採用此技術，對於道路建設事業的發展以及中國現代化建設有重要的推動作用。