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摘要：在土木工程施工中，灌浆施工技术应用较为广泛，极大地促进了土木工程建设。然而，灌浆技术既有优点也有局限，土木工程施工所选用的灌浆技术并不一致。具体选用哪种灌浆技术，取决于该施工区域的地质条件，不同的地质条件所选用的灌浆技术也是不一样的，因此，本文分析了土木工程灌浆技术选材、方法以及施工要求。
关键词：土木工程；灌浆施工；选材；方法；施工要求
1.土木工程灌浆技术选材
1.1粘土类灌浆材料
粘土类灌浆材料通常使用亚粘土或粘土，这类材料遇到水会崩解，吸收水分后就会膨胀，具有一定的稳定性以及一定的粘合力。选择何种灌浆材料取决于灌浆部位，灌浆部位不同，对所选用的灌浆材料也会有不同的要求。粘土类灌浆材料的配置方法较为简单，土壤材料通过浸泡、搅拌、筛分、过滤净化后方可形成。然而，为了提升其灌浆效果及其性能，通常需要添加一定量的水泥。由于粘土类灌浆材料来源较为广泛且成本低而被广泛使用。
1.2水泥基灌浆材料
其也是一种应用较为广泛的灌浆材料。此灌浆材料需要先磨碎一些原材料（诸如硅酸盐水泥熟料和一定量的二水石膏等），然后再在这些原材料中加入膨胀剂、减水剂以及速凝剂等辅助材料，以形成混合灌浆水泥。由于此类灌浆材料的颗粒直径比较小，其满足土木工程施工要求，有效防止了水泥灌浆中的小裂缝现象，同时，还提升了水泥灌浆的质量及其强度。此外，水泥灌浆的稳定性较好，在一定程度上提高了其流动性，并且固化后结石膨胀较少。因此，不仅可以使用水泥灌浆材料来锚固地脚螺栓、设备基础或钢结构柱的底部，而且还可以用于加固改造混凝土结构和混凝土孔道灌浆施工，水泥灌浆材料所使用的都是一些节能环保的原件料，成本比较低廉，同时，还可以防止渗漏，提高工程地基的稳定性，不仅不会危害环境，同时还可以降低工程施工成本，提高了企业的经济效益。
1.3化学浆材
化学灌浆材料使用的是工业生产过程中所使用的化学材料，其具有以下优点：（1）是一种真正的溶液，不分层且没有沉淀物；（2）粘度较低，一部分灌浆材料接近水；（3）人可以控制其固化以及凝结时间；（4）若有裂缝，可使用泵将化学灌浆材料灌入裂缝内部，填充渗漏水，修复、复原止水结构或单独建造防渗帷幕，地下隐蔽工程施工比较适合使用化学灌浆材料；（5）固化、凝结过程中体积收缩变化小；（6）固化物、胶凝体自身不渗水；（7）固化物、胶凝体具有良好的强度。然而，化学灌浆材料也存在缺陷，如：其含有有毒物质，会污染我们的生存环境，耐久性较差，同时，由于其生产成本较高，这就限制了其应用范围，所以，在土木工程建设过程中通常很少使用化学灌浆材料。
2.土木工程灌浆方法
现阶段，土木工程施工中所使用的灌浆方法多种多样，并且分类没有统一的标准依据。根据灌浆目的分类，可将灌浆方法分为加固灌浆以及堵水防渗灌浆。通常，我们是根据所要灌浆的土木工程的地质条件、灌浆扩散率和渗透率来对其进行分类，具体可划分为以下几类：
2.1填充灌浆法
其将浆液注入填充介质的裂缝或空隙内，以达到加固处理效果。因此，此方法较适用于裂缝较大、有洞穴的岩土体，同时还适用于地下工程结构中的空洞结构施工中。
2.2渗透灌浆法
渗透灌浆法是一种深层灌浆方法，其是在不改变土壤层的结构和颗粒的排列顺序的前提下，将浆液填充在岩层的空隙或裂缝中。这种方法通常适用于砂砾层灌浆项目施工中。
2.3压密灌浆法
此方法是向高浓度的浆液中注入较高压力，这样，在灌浆管末端周边浆液会形成一种浆泡，进而在灌浆压力作用下，浆液会被挤入到地层中，最终形成脉状或条形水泥结胶地层。此方法适用于粘性土的地基建造。
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2.4劈裂灌浆法
当在高压下固化具有低渗透性的土壤时，浆液克服了地层内部的抗剪抗拉强度以及其初始应力，同时地层内部会发生水力劈裂，进而影响地层结构，地层内部出现许多裂缝，同时，先前就存在的孔隙或者裂缝还会进一步加宽，以帮助增加浆液的可灌性以及扩散范围。此方法通常适用于渗透系数、颗粒较小的中等、细小、粉砂岩或淤泥中。
2.5电动化学灌浆法
使用此方法时，需要将两个电极放置在地层中一定深度的土壤层中，带孔的金属管用作连接到DC电源的正电极的灌浆管，另一个电极连接到电源的负电极。所注入压力以及电渗方向必须相同，在电渗作用下，孔隙内的水或裂缝内的水会从正电极流向负电极，使得通道区域中的地层中水的含量减少，并且形成渗浆通道，使得浆液流入地层。
3.灌浆技术施工要求
3.1灌浆压力
灌浆压力的大小最终会影响工程施工质量，灌浆压力受灌浆材料和灌浆方法（灌浆设备必须跟浆液的特性相符，工作压力必须大于最大灌浆压力的1.5倍）以及地层条件影响。因此，灌浆压力的大小应根据具体的施工条件来确定。通常，水泥灌浆压力必须要大于化学灌浆压力；深层灌浆压力必须大于地面灌浆压力；渗透系数较小的地层的灌浆压力必须大于渗透系数大的地层的灌浆压力。不同的灌浆方法所需的压力以及其他性能系数也会有所不同。通常情况下，灌浆过程中使用最大的灌浆压力以尽快满足设计所需压力。
3.2扩散半径或有效扩散距离
浆液的扩散半径或扩散距离与工程项目灌浆的施工质量以及工程施工进度直接相关。浆液的扩散半径或扩散距离将随着地层内部的渗漏速率、裂缝大小和浆液灌浆压力的增加而增加，并随着浆液浓度和粘附程度的增加而降低。由此可以看出，土木工程灌浆施工过程中，有必要根据工程项目所在区域的地质、地形、水文条件，综合考虑影响土木工程灌浆施工质量的因素，并根据科学的理论依据以及公式来确定、计算浆液的扩散半径或有效扩散距离，以达到预期的灌浆施工效果。
3.3凝固时间
浆液凝固时间是浆液自身具备的特性。有时候我们会根据项目需要，在浆液中加入一定量的速凝剂、增塑剂、早强剂、分散剂以及膨胀剂等，以调整其凝固时间，改善其性能。浆液的凝固时间可以自由调整，凝固时间可以是几秒，也可以几小时，其凝固时间可以人为控制。浆液凝固一旦发生在一瞬间就会完成，凝固之前，浆液的粘度变化很小。不同的项目对浆体的要求也是不一样的，但每一种浆体自身的优点、缺点都是不同的，这需要我们加强和改善不同浆体自身的性能，以便满足项目使用要求。通常，对灌浆浆液有以下几点要求：（1）初始阶段，其粘度通常较低，流动性较好，注入性强，可以渗透至细小裂缝或孔隙内部。（2）其凝固时间可以从几秒到几小时随意调整，并且可以人为控制凝固时间。（3）稳定性好，可在正常温度，正常压力作用下长期存放，其存放不受温度、湿度影响。（4）其自身不含有毒物质、无味，同时还不会污染环境，它不会对人体造成伤害，不属于易燃和易爆物品。（5）浆液不会腐蚀灌浆设备、管道、混凝土结构等，易于清洁。（6）在浆液凝固过程中，其不会收缩，凝固后对岩体以及混凝土有一定的附着力。（7）结石体通常都具有一定的抗压强度和抗拉强度，同时还具有良好的抗渗性、抗冲刷以及抗老化性能。（8）原料丰富，价格低廉。（9）便于配制，操作方便。
结束语
总的来说，随着最近几年基础设施建设项目数量的增多，土木工程建设对工程质量的要求也越来越高，我国的灌浆技术也先后做出了相应的的技术改进，并加大了研发力度，学习国内外先进技术，现阶段，土木工程建设会根据不同的地质条件，选择不同种类、不同性能的灌浆技术。
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论文作者:罗雄
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第27期
论文发表时间:2019/8/15
标签：浆液论文; 材料论文; 压力论文; 地层论文; 方法论文; 裂缝论文; 土木工程论文; 《建筑模拟》2019年第27期论文;