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水玻璃注浆的方法及分类 西安水玻璃有限公司

注浆法(grouting method) 是将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中,以改善其物理力学性质的方法。注浆的目的是防渗、堵漏、加固和纠正建筑物偏斜。注浆机理有:填充注浆、渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆。注浆材料有粒状浆材和化学浆材,粒状浆材主要是水泥浆,化学浆材包括硅酸盐(水玻璃)和高分子浆材。

常用的注浆方法,硅化法、碱液法、高分子化学注浆法和水泥注浆法。

注浆法工艺流程

工艺流程:

钻孔机就位 → 钻孔 → 注泥浆 → 下套管 → 继续钻孔 → 排渣 → 清孔 → 吊放钢筋笼 → 射水清底 → 插入混凝土导管 → 浇筑混凝土 → 拔出导管 → 插桩顶钢筋

一、硅化法

分单液硅化法、双液硅化法、加气硅化法和电动双液硅化法。

单液硅化法 适用于加固渗透系数为0.1~2.0m/d的湿陷性黄土和渗透系数为0.3~5.0m/d的粉细砂土。(1)加固湿陷性黄土时,使用掺入2.5%氯化钠、浓度为10%~15%的硅酸钠溶液。溶液压入土层中后,钠离子与土中水溶性盐类内的钙离子产生离子交换反应,在土粒间及其表面形成硅酸凝胶,增加土粒间的胶结力,使土体硬化,极限抗压强度可达0.2~0.8MPa。(2)加固粉细砂时,使用在浓度较低的硅酸钠溶液(密度1.18~1.20)内加入一定数量的磷酸(密度1.02),溶液在土中经过化学反应,使土体硬化,其极限抗压强度可达0.4~0.6MPa。

双液硅化法 适用于加固渗透系数为2.0~8.0m/d的砂质土或用于防渗止水。使用密度为1.35~1.44的硅酸钠溶液和密度为1.26~1.28的氯化钙溶液。两种溶液与土接触后,产生凝胶化学反应,生成硅胶和氢氧化钙。加固土的极限抗压强度可达1.5~6.0MPa。

加气硅化法 预先往土中压入二氧化碳或氨气,使土活化,然后灌注硅酸钠溶液,再压入二氧化碳,使硅酸钠胶凝。加固砂土时,抗压强度可达1000~3000kPa。对不含碳酸盐的砂土,由于先用二氧化碳活化,强度可提高20%~25%;对含碳酸盐的砂土,通过二氧化碳活化,强度可提高30%~35%。加固饱和度高的湿陷性黄土时,加气硅化法的加固半径可比单液硅化法大50%左右。

电动双液硅化法 适用于加固渗透系数小于0.1m/d的软粘性土地基。用带孔眼的注浆管作阳极,用打入土层中的钢筋或滤水管作阴极,将硅酸钠和氯化钙溶液通过注浆管压入土层中并通以直流电流,在电渗作用下,孔隙水由阳极向阴极扩散,溶液随水的运动由阳极流向阴极,使注浆效果得到提高。此法加固费用较高,必须经试验确认有效后才能采用。

二、碱液法

将氢氧化钠溶液(碱液)加热到80~100℃,通过带孔眼的注浆管在其自重作用下灌入土层中,当土中钙、镁离子含量较高时(如黄土),使土粒表面活化,自行胶结,从而使土体强度和水稳性得到提高,称为单液法;当土中钙、镁离子含量较少时(如一般粘性土)、灌入氢氧化钠溶液后,再灌入氯化钙溶液,称为双液法。碱液法具有施工设备简单、加固费用较低,可消除黄土的湿陷性等优点。

高分子化学注浆法 适用于加固砂土地基、坝基帷幕灌浆、地下工程止水堵漏、加固坝基泥化夹层和断层破碎带。高分子化学浆材品种较多,有环氧树脂类、丙烯酰胺类(丙凝)、聚氨脂类(氰凝)、木质素类等。在地基化学灌浆中常用的高分子化学浆材是丙烯酰胺类和聚氨脂类。丙烯酰胺类浆材由主剂丙烯酰胺和各种外加剂组成。浆液粘度接近于水,可灌性好,浆液凝固后,凝胶不透水,耐久性和稳定性好。这类浆液被广泛用于岩石细裂缝、中细砂层的防渗灌浆和动水堵漏工程。这类浆材有一定毒性,污染空气和地下水。聚氨脂类浆材以多异氰酸脂和聚醚树脂等为主剂,再掺入各种外加剂配制而成。浆液灌入地层后,遇水反应生成聚氨脂泡沫体,能起加固地基和防渗堵漏作用。聚氨脂浆材分为水溶性和非水溶性两类。水溶性聚氨脂能与水混溶,并与水反应生成含水胶凝体;非水溶性聚氨脂只能与有机溶剂混溶。聚氨脂浆材粘度低,可灌性好,结石强度高,安全可靠,不污染环境,操作简便,经济效益高。

化学注浆法一般用泵通过注浆管将浆液注入土中。注浆压力、加固半径等注浆参数,可根据地质情况、工程要求,通过现场试验确定。灌浆孔在平面上一般按等边三角形或矩形布置。湿陷性黄土加固半径一般为0.5~0.7m,加固深度一般为3~8m。硅化法的优点是浆液的渗入性较强,能很快使地基变形终止;无毒,不污染环境,价格低廉,故被广泛采用。

水泥注浆法 适用于砂砾层和岩石裂隙灌浆。一般使用普通硅酸盐水泥,水灰比采用1比1,可掺入2%~5%水玻璃作速凝剂。注浆使用普通挤压式灰浆泵,注浆压力最大不超过1MPa。对渗透系数小于10-4cm/s的粉细砂和粘性土,可采用劈裂注浆。劈裂注浆所用水泥浆的稠度较大,水灰比为0.45~0.60。注浆采用花管法和单向阀管法。注浆的最大压力一般大于4MPa。

发展趋势

自1824年波特兰水泥问世以后,水泥注浆便在工程中作为主要注浆方法。但是,普通水泥由于颗粒较粗,一般只能灌注砂砾石或直径大于0.2~0.3mm孔隙。因此,提高水泥颗粒细度就成为提高水泥浆可灌性的主要途径。有些国家已研制出一种超细水泥,可以灌注渗透系数为10-3~10-4cm/s的细砂和岩石的微细裂隙,是一种很有发展前途的粒状灌浆材料。丙凝是一种水溶性高分子化学浆材,其粘度与水接近,被广泛应用于岩石细裂缝、中细砂层的防渗灌浆和动水堵漏。但是,这类浆材有毒性,污染空气和地下水,因此多已停止生产和使用。1980年美国研制出AC400浆材,1982年中国研制出AC—MS浆材,这类浆材的毒性很小(只为丙凝毒性的1%),是一种理想的防渗浆材。日本研制出非碱性硅酸盐浆材,对地下水不产生碱性污染,粘度较低,凝胶强度较高,耐久性较好,不改变地下水的pH值。

西安华昌水玻璃有限公司是水玻璃又名硅酸钠、泡花碱的研发与生产厂家,是西北地区专业的水玻璃(粉状速溶硅酸钠、泡花碱)生产及销售企业。公司面向陕西/水玻璃、西安/泡花碱、兰州/硅酸钠、银川/水玻璃、西宁/泡花碱、乌鲁木齐/硅酸钠、甘肃/水玻璃、拉萨/硅酸钠、内蒙/水玻璃及周边地区大量供应液体水玻璃及粉状速溶硅酸钠,公司生产的液体水玻璃广泛应用于地铁、隧道、煤矿的防水堵漏以及土壤加固、防腐工程、石油勘探、铸造、选矿、建筑施工等领域。

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