灌浆法的机理主要有3种
灌浆法
灌浆法灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，使土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气排出，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学性良好的结石体。
灌浆的主要目的有下列几方面：1、防渗：增加地基土的不透水性。
防止流砂、钢板桩渗水、坝基漏水和隧道开挖时涌水，以及改善地下工程的开挖条件；2、防止桥墩和边坡护岸的冲刷；3、整治塌方滑坡、处理路基病害；4、加固、提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降；5、进行托换技术，既有建筑物的地基加固与纠偏。
灌浆技术在：1、水电建设中几乎每个坝址都要进行大规模防渗和加固灌浆，在其它土木工程建设中如铁道、矿井、市政和地下工程等，灌浆法也占有十分重要的地位。
它不仅在新建工程，而且在改建和扩建工程中都有其广泛的应用领域。
实践证明，灌浆法确实是一门重要且颇有发展潜力的地基加固技术。
2、可用的浆材品种越来越多，有些浆材通过改性使其缺点消除，正向理想浆材的方向发展。
3、为解决特殊工程问题，化学浆材的发展提供了更加有效的手段，使灌浆法的总体水平得到提高。
然而由造价、毒性和环境污染等原因，国内外各类灌浆工程中仍是水泥系和水玻璃系浆材占主导地位，高价的有机化学浆材一般仅在特别重要的工程中，以及上述两类浆材不能可靠地解决问题的特殊条件下才使用。
4、劈裂灌浆在国外已有30多年的历史，我国自20世纪70年代末在乌江渡坝基采用这类灌浆工艺建成有效的防渗帷幕后，也已取得明显的发展，尤其在软弱地基中，劈裂灌浆技术已越来越多地用作提高地基承载力和清除（或减少）沉降的手段。
5、在一些比较发达的国家中，已较普遍地在灌浆施工中设立电子计算机监测系统，用来专门收集和处理诸如灌浆压力、浆液稠度和进浆量等重要数据，这不仅可使工作效率大大提高，还能更好地控制灌浆工序和了解灌浆过程本身，在勘探和灌浆施工中广泛地应用电子技术，正使灌浆法从一门“艺术”转变为一门科学。
高压喷射灌浆
高压喷射灌浆20世纪70年代初，日本将高压水射流技术应用于软弱地层的灌浆处理，成为一种新的地基处理方法——高压喷射灌浆法（高喷）。
它是利用钻机造孔，然后将带有特制合金喷嘴的灌浆管下到地层预定位置，以高压把浆液或水、气高速喷射到周围地层，对地层介质产生冲切、搅拌和挤压等作用，同时被浆液置换、充填和混合，待浆液凝固后，就在地层中形成一定形状的凝结体。
通过各孔凝结的连接，形成板式或墙式的结构，不仅可以提高基础的承载力，而且成为一种有效的防渗体。
由于高压喷射灌浆具有对地层条件适用性广、浆液可控性好、施工简单等优点，近年来在国内外都得到了广泛的应用，在大颗粒地层、动水、淤泥地层和堆石堤（坝）等场合，应用高压喷射灌浆技术具有显著的技术经济效益。
一、高压喷射灌浆机理从理论和工程实践分析，高喷的作用和机理主要有以下几个方面。
1.冲切掺搅作用高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击、切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散，充填周围地层，并与土石颗粒掺混搅和，硬化后形成凝结体，从而改变了原地层结构和组分，借以达到防渗或提高承载力的目的。
高喷凝结体是多种因素综合作用的结果，其中原地层结构和施工条件对其性能起关键作用。
高压射流对地层结构的影响范围，取决于比能E值的大小，其表达式为式中E——每米施喷柱耗用的能量，MJ/m；P——喷射灌浆压力，0.1MPa；Q——射流浆量，L/min；v——提升速度，cm/min。
比能E值大，旋喷柱的直径大，对同一地层、同一设计的柱径而言，一般有一最优比能值，通常选用40～70，最终应通过现场高喷试验确定。
2.升扬、置换作用高喷施工时，水、气或浆、气由喷嘴中喷出，压缩空气除能对水或浆液构成外包气层，使水或浆液射流能透入地层较远距离，并维持较大压力破碎地层结构外，在能量释放过程中，类似“孔内空气扬水”原理，还可产生升扬作用，将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细颗粒由孔壁及喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液替代，同时也起到了置换的作用。
12.灌浆法解析
(一)单液水泥浆
1.浆液的性能指标 ⑴相对密度
⑵粘度 ⑶凝结时间 ⑷析水率
⑸结石强度
相对密度和粘度
⑴相对密度：反映浆液中水泥的含量。 通过浆液的相对密度可判断水灰比的大小。
2 dc 1 1 3· a
⑵粘度：度量流体粘滞性大小的指标。 其值直接影响到浆液的扩散半径及压力、流量等 参数的确定。 浆液的粘度与水灰比之间为反函数关系，水灰比 越大，流动性越好，粘度越小 。
(一)砂和砂砾石地层 有效应力的库仑－莫尔破坏标准
1 3 2
· sin
1 3 2
cos · c
(h w hw )(1 K ) (h w hw )(1 K ) pc c· cot 2 2 sin
影响结石强度的因素主要有：浆液水灰比、水泥品种、外 加剂等。 水灰比影响最大，水灰比越大，结石强度越低。 灌浆目的不同对浆液结石性能的要求不同 ①防渗灌浆要求浆液结石密实，防渗和耐久性好； 水灰比一般为0.5：1～2：1。 ②加固灌浆要求结石的抗压和抗折强度高。水灰比 一般较大，为稳定灌浆，一般加入少许膨润土。 ⑹渗透性。主要和水灰比，配比及龄期有关。 107~ 10 cm / s
四、电动化学灌浆
电动化学灌浆是指在施工时将带孔的注浆管作 为阳极，用滤水管作为阴极，将溶液由阳极压入土 中，并通以直流电，在电渗作用下，孔隙水由阳极 流向阴极，促使通电区域中土的含水量降低，并形 成渗浆通路，化学浆液也随之流入土的孔隙中，并 在土中硬结。
第四节
灌浆设计与计算
一、设计程序和内容
Q K· V· n· 1000 · (1 )
第五节
灌浆施工
一、灌浆施工方法分类
注浆补漏原理
注浆补漏原理一、注浆的定义和分类注浆是指在地下工程中利用注浆设备将混凝土浆液或水泥浆液注入地层中，以加固地层、堵漏或改善地基性状的一种施工方法。
根据注浆材料的不同，注浆可分为水泥浆注浆、化学浆注浆和聚合物浆注浆等。
二、注浆补漏的原理和方法注浆补漏是指利用注浆技术来修复地下工程中的漏水问题。
注浆补漏的原理是在地下工程中通过注浆设备将注浆材料注入漏水部位，形成固化体，从而达到堵漏的效果。
注浆补漏的方法主要有三种：压力注浆法、针孔注浆法和面板注浆法。
1. 压力注浆法：压力注浆法是将注浆材料通过高压泵注入地下工程中的漏水部位，利用注浆材料的高压和粘性来堵塞漏水通道。
压力注浆法适用于水泥浆注浆和化学浆注浆。
2. 针孔注浆法：针孔注浆法是利用注浆设备将注浆材料注入地下工程中的漏水孔洞或裂缝中，通过注浆材料的渗透性和粘性填充漏洞，达到堵漏的效果。
针孔注浆法适用于聚合物浆注浆。
3. 面板注浆法：面板注浆法是将注浆材料通过注浆设备注入地下工程中的整个面板区域，利用注浆材料的渗透性和粘性填充地下工程中的空隙、裂缝，从而加固地层，防止漏水。
面板注浆法适用于水泥浆注浆和化学浆注浆。
三、注浆补漏的应用范围和优势注浆补漏广泛应用于地下工程中的堵漏、加固和防水等方面。
注浆补漏可用于修复地下隧道、地下室、地下管道、地铁等工程中的漏水问题，提高地下工程的安全性和稳定性。
注浆补漏的优势主要有以下几点：1. 高效性：注浆补漏可以快速堵塞漏水通道，修复漏水问题，减少漏水对地下工程的影响。
2. 经济性：注浆补漏相对于传统的开挖和重新施工方法来说，成本更低，施工周期更短，节省了大量的时间和人力资源。
3. 环保性：注浆补漏所使用的注浆材料大多为环保材料，不会对环境造成污染。
4. 适应性：注浆补漏可以根据地下工程的具体情况和漏水问题的不同选择不同的注浆材料和注浆方法，具有很强的适应性。
注浆补漏是一种有效的地下工程漏水修复方法，通过注浆设备将注浆材料注入漏水部位，形成固化体，达到堵漏的效果。
关于软土路基的灌浆法施工共45页
关于软土路基的灌浆法施工灌浆法就是依据物理化学原理，利用机械设备将具有固化和抗渗性能的浆液入某种介质的间隙（孔隙或裂隙等）或结构面内，并使之在一定范围内扩散和固化，以达到提高地基强度、降低渗透性、改善地基物理力学性质的一种方法。
针对灌浆法适用土类广泛（如砂及砂砾石、湿陷性黄土、软粘土等）的特点，为方便读者，本节的叙述涵盖上述土质，而统称为软弱地基。
一、灌浆材料选择灌浆材料通常分为粒状浆材、不稳定的粒状浆材、不稳定的粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材等几类，如图所示。
水泥浆不稳定粒状浆材水泥砂浆等粒状浆材（悬液）粘土浆灌浆材料稳定的粒状浆材水泥粘土浆水泥粉煤灰浆无机浆材硅酸盐环氧树脂类化学浆材（真溶液）有机浆材聚氨脂类工程量清单清单第400章桥梁细目名称单位桥梁数量单价合格桥梁地质钻探汲取羊试验站定工程量灌浆材料分类两种不同种类的浆材，其性能和使用范围也有差异，粒状浆材主要以硅酸盐水泥、粘土、粉煤灰等构成，来源丰富，价格低廉，操作工艺简单，广泛用于地基加固灌浆中。
但因其粒径大，可注性差，不宜用于防渗、堵水灌浆工程中。
化学浆材一般都可注入，主要用于防渗，堵漏加固工程。
但其价格昂贵，施工困难。
高等级公路软弱地基灌浆处理一般不宜采用化学浆材，而宜采用粒状浆材，如水泥浆、水泥粉煤灰浆。
1.水泥浆水泥浆是以水泥为主加水配制成的浆液，根据工程需要加入一定的外加剂（速凝剂、早强剂、悬溶剂等）来改变浆液性能。
水泥浆所用水泥主要为硅酸盐水泥、矿渣水泥等，其来源丰富、价格低廉，浆液结实强度高、抗渗性能好，制浆工艺简单、操作方便。
但是，水泥颗粒细度较粗，可灌性差，在渗性差，在渗入灌浆时，难注入细粒粉砂层（<0.25㎜）及岩层中细小的裂缝,而且析水性大,稳定性较差.2.水泥粉煤灰浆水泥粉煤灰浆主要有水泥、粉煤灰组成.粉煤灰掺入普通水泥中作为灌浆材料使用,其主要作为在于节要水泥,降低成本.粉煤灰水泥浆材的突出优点还在于粉煤灰能使浆液中的酸性氧化物（Al2O3和SiO2）含量增加,它们能与水泥水化析出的部分氢氧化钙发生二次反应而生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等较稳定的低钙水化物,从而使浆液结合的抗溶蚀能力和防渗帷幕的耐久性提高.一般情况下,粉煤灰中的SiO 2、Al 2O 3和CaO 等含量应大于85%～95%,烧失量不宜大于4%～8%,否则,对灌浆将产生不良后果.粉煤灰在浆液中含量过大，其结石体的强度大大降低。
覆盖层水泥灌浆施工技术
覆盖层水泥灌浆施工技术一、概述♦1、可控性灌浆定义：目前水电界并没有明确的定义。
♦一般来讲，可控性灌浆是指在覆盖层中灌浆时，为了避免浆液的过多流失，而对灌浆材料和灌注工艺采取一定改进措施的一种灌浆方法，其目的是控制浆液的扩散范围。
♦塑性浆液:塑性浆液是指在水泥混合浆液(掺加粉煤灰、粘土、膨润土等)中掺加了塑化剂而使浆液塑性屈服强度降低的一种混合浆液。
♦膏浆灌浆:水泥膏浆通常指的是在水泥浆中掺入大量的粘土、膨润土、粉煤灰等掺合料及少量外加剂而构成的低水灰比的膏状浆液，现行的《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2001）将其定义为“抗剪屈服强度大于20Pa的混合浆液。
♦我国灌浆界著名专家孙钊在《大坝基岩灌浆》中将其定义为“膏状浆液是指抗剪屈服强度大于20Pa，塑性粘度也大的浆液，状似牙膏，流动性小”。
二、覆盖层水泥灌浆施工特点♦1、对施工场地要求较低，施工资源均为常规配置，便于快速进行施工组织。
♦2、通过添加辅助胶凝材料、外加剂，改变普通浆液的配方，现场可根据不同的漏水量、漏水流速、漏水通道大小，经过现场试验选择不同浓度、不同凝结时间的膏浆进行灌注。
施工中对不同浓度、不同凝结时间的膏浆的变换应灵活掌握。
浆液凝固时间、扩散范围可控。
♦3、工艺操作与常规灌浆基本相同，仅需要添加部分搅拌设备。
可实现快速、高效施工。
♦4、在大块石架空地段进行水泥膏浆灌浆，与传统的高喷灌浆、普通水泥灌浆、混凝土防渗墙等工艺相比，前者更适合地层特点，能使浆液在架空层中自行堆积，避免了浆液的大量流失，技术先进、工艺新颖，质量可靠、造价低、经济效益明显。
三、覆盖层水泥灌浆适用范围♦1、塑性浆液、稳定浆液适用于覆盖层堆填材料级配比较均匀，可灌性较好，地下动水水头低，灌浆压力要求不大于1.5MPa的覆盖层。
♦2、双液灌浆采于水头较高、空腔较小的覆盖层。
♦3、水泥膏状浆液适用于块石架空比较严重、一定流速、大流量的渗漏地层中。
大坝基础灌浆讲解
大坝基础灌浆一、当开始修建大坝时，首先应做好坝基基础处理工作，坝基基础处理包括以下内容：1、基础防渗墙：（包括砼心墙、粘土心墙、沥青心墙、黄土心墙）。
2、帷幕灌浆：用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙、形成连续的阻水幕，起到防渗的作用；解决大坝地下渗漏、坝间渗漏、绕坝渗漏。
3、固结灌浆：用浆液灌入岩体裂隙或破碎带，以提高岩体的整体性和抗变形能力，为主要目的浆液灌浆。
4、接缝灌浆：通过埋设管路或其他方式，将浆液灌入砼坝块之间预设的接缝缝面，增强坝体的整体性，改善传力条件的灌浆。
5、接触灌浆：用浆液灌入砼与基岩，钢板或其他材料之间的裂隙，增强接触面结合能力的灌浆。
6：回填灌浆：用浆液充填砼结构物施工留下的空穴、空洞、或地下空腔，增强结构物或地基的密实性的灌浆。
（称填充灌浆）二、大坝灌浆的作用就在于通过采用灌浆技术处理坝基岩石或砂砾石层，使之满足筑坝工程的需要，确保大坝地基稳定。
安全，水库正常运行，发挥应有效益。
三、大坝坝基灌浆的分类：1、按照大坝坝基岩类构成，可分为岩石灌浆和砂砾石层灌浆。
2、按灌浆作用，可分为帷幕灌浆、固结灌浆、接触灌浆和回填灌浆。
3、按照灌浆材料，可分为水泥灌浆，水泥砂浆灌浆、水泥粘土灌浆以及化学灌浆。
4:、按照灌浆压力可分为高压灌浆（3Mpa以上）、中压灌浆（0.5-3Mpa）、低压灌浆（0.5Mpa以下）。
5、按照灌浆机理：可分为渗入性及张裂式灌浆。
四、大坝坝基灌浆的特点1、是隐蔽性工程：灌入的浆液在坝基中充填的情况，无法直接评定，施工质量难于直观判断，施工单位一定要做好资料整理与分析工作；前提是要求原始记录必须填写准确、详细、清楚，并应配备有专职的资料整理员。
2、灌浆工程设计由于未知因素较多如各地地质条件多不相同，在设计以前，先在工地进行灌浆试验，以灌浆试验所得的成果结合已取得的地质、勘探、压水和其他各项试验等有关资料作为进行坝基灌浆设计和编写施工技术要求的主要参考资料、五、对花崖水库帷幕灌浆、固结灌浆、回填灌浆施工过程质量控制的要求：一、大坝坝基帷幕灌浆质量控制，各项施工准备就绪后开始钻孔：1、钻孔方法：帷幕灌浆的钻孔是实现帷幕灌浆的先头条件，只有通过特设的钻孔，才能进行帷幕灌浆。
第一节 注浆模式
第一节注浆模式一、静压注浆静压注浆（也称为灌浆）按灌浆理论可分为渗透灌浆、劈裂灌浆和压密灌浆三种。
（ 1 ）渗透灌浆渗透灌浆是指在压力作用下，浆液填充土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙和裂隙中的水和气体，而基本上不改变土和岩石的结构和体积，所用压力相对较小。
渗透灌浆一般只使用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石，这种渗透注浆是建筑上最常适用的一种注浆类型。
具有代表性的渗透灌浆理论有球形扩散理论和柱形扩散理论。
（ 2 ）劈裂灌浆劈裂灌浆是指在压力作用下，将浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，或形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散半径增大，而所用的压力相对较大。
注浆压力的选用应根据土质及其埋深确定。
（ 3 ）压密灌浆压密灌浆是指通过钻孔在土中注入极浓的浆液，在注浆点使土体压密，在注浆管端部形成浆泡，浆泡一般为球形或圆柱形。
随着浆泡尺寸的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动，常用此法调整地基的不均匀沉降。
研究表明，向外扩张的浆泡在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。
紧靠浆泡处土体遭到严重破坏和剪切，并形成塑性变形区；离浆泡较远的土体则基本上发生弹性变形。
压密灌浆常用于中砂地层和有适宜排水条件的粘土层。
实践证明，几种灌浆机理在实际施工中有可能单独发生，也有可能两种或两种以上同时发生。
严格地说，纯粹的渗透灌浆仅发生在极其特殊的情况下，而实际施工中往往会伴随劈裂、压密等作用。
二、喷射注浆喷射注浆比常规注浆体现了更大的优越性，利用喷射注浆可形成经济型的防渗帷幕。
注浆从底部向上进行，水和空气在非常高的压力下从彼此隔开的精密喷嘴中喷射出，在高压射流作用下，土层颗粒与注浆材料混合，形成复合体。
目前处理深度已经成功地超过 40m 。
喷射注浆有三种方法，即圆柱注浆、嵌板注浆和翼板注浆。
圆柱注浆是喷射管上升、回转的同时形成圆柱，通过圆柱的部分重叠就能产生一个屏障。
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灌浆法的机理主要有3种：渗透灌浆、劈裂灌浆和压密灌浆。
①渗透灌浆法。
如果路基土是采用渗透性较好的碎石土、砂卵土填筑而成的，水泥浆以渗流的方式渗入土的孔隙，可认为土原来的结构未受扰动和破坏。
这种方法主要用于桥涵、通道台背加固处理中，为使浆液在土中渗透并在短时间内凝固而采用间隙注浆，使浆液渗入土体孔隙后，将孔隙中的自由水、气体排除，但不破坏土体结构，从而防止了浆液从锥坡（挡墙）砌缝中冒出，使灌入锥坡（挡墙）土体中的浆液形成一道屏障，达到防渗、充填和加固的目的。
②劈裂灌浆法。
对于采用粘性土夯填的路基，由于其渗透性很小，通过渗透灌浆法难以奏效。
当灌浆压力提高到一定程度时，灌浆压力克服地层的初始应力和粘性土的抗拉强度，路基土在注浆孔周围发生径向劈裂或使原有裂隙扩大，浆液沿裂隙流入土体，并将土体切割成不规则的块体，在块体之间形成互相穿插的脉状水泥结石；粘性土受到充填浆液的压缩而被压密，在浆液压力消失后，地层的回弹进而压缩浆液，使充填更为密实，形成一种复合型岩土，从而提高路基的强度和刚度。
③压密灌浆法。
由于路基沉陷而导致的路面板下陷、断裂、托空、裂缝等现象，可待路基加固处理完毕后，用压密灌浆的方法将混凝土面板复抬到原路面标高处。
通过钻浅孔向土中灌人极浓的浆液，使注浆附近土体压密而形成浆泡，初始灌浆压力基本上沿径向扩散，随着浆泡尺寸逐渐增大，便会产生较大的上抬力，托起
混凝土面板上抬。
以上3种灌浆类型，在高等级公路路基加固处理中，应视路段病害性质及构造物类型结构情况，具体分析分别对待，一般情况下都需要采用两种或两种以上的灌浆方法，分层分段整治，才能形成渗透—充填—置换—挤密—复合防渗补强的地基。
压密注浆
压密注浆是将浓稠的浆液注入土体, 在土体中形成孔洞, 随着压力升高, 注浆量增大, 孔穴扩张,并迫使周围土体中孔隙水压力上升, 注浆完毕后的一段时间内, 孔压将逐渐消散, 周围土体被压密而强度提高, 从而达到加固地基的目的。
注浆体的形状通常为球形或圆柱形, 这主要取决于任一注浆过程中注浆孔的扩展程度及土层条件。
通常大多数注浆体形状不规则, 为研究方便, 假设注浆体在土中呈圆柱形, 压密注浆过程就相当于在无限土体中扩张一个半径为r 的小孔, 在孔穴四周形成。
劈裂注浆
劈裂注浆是一种应用比较广泛的地基加固方法它的原理是当在弱透水性地基中施加持续增大的注浆压力使土体产生水力劈裂后浆液在劈裂面上所施加的压力就会推动裂缝迅速张开而形成注浆裂缝随着注浆压力的持续增大以及浆液的逐渐注入土体中的浆液就会在钻孔附近形成纵横交错的网状浆脉这样通过所形
成的浆脉挤压土体以及以浆脉的骨架作用来加固土体土体的法向应力和土体刚度也将得到显著提高。