水玻璃注漿的方法及分類 西安水玻璃有限公司

注漿法(grouting method) 是將某些能固化的漿液注入巖土地基的裂縫或孔隙中，以改善其物理力學性質的方法。注漿的目的是防滲、堵漏、加固和糾正建筑物偏斜。注漿機理有：填充注漿、滲透注漿、壓密注漿和劈裂注漿。注漿材料有粒狀漿材和化學漿材，粒狀漿材主要是水泥漿，化學漿材包括硅酸鹽（水玻璃）和高分子漿材。

常用的注漿方法，硅化法、堿液法、高分子化學注漿法和水泥注漿法。

注漿法工藝流程

工藝流程：

鉆孔機就位 → 鉆孔 → 注泥漿 → 下套管 → 繼續鉆孔 → 排渣 → 清孔 → 吊放鋼筋籠 → 射水清底 → 插入混凝土導管 → 澆筑混凝土 → 拔出導管 → 插樁頂鋼筋

一、硅化法

分單液硅化法、雙液硅化法、加氣硅化法和電動雙液硅化法。

單液硅化法 適用于加固滲透系數為0．1～2．0m/d的濕陷性黃土和滲透系數為0．3～5．0m/d的粉細砂土。(1)加固濕陷性黃土時，使用摻入2．5%氯化鈉、濃度為10%～15%的硅酸鈉溶液。溶液壓入土層中后，鈉離子與土中水溶性鹽類內的鈣離子產生離子交換反應，在土粒間及其表面形成硅酸凝膠，增加土粒間的膠結力，使土體硬化，極限抗壓強度可達0．2～0．8MPa。(2)加固粉細砂時，使用在濃度較低的硅酸鈉溶液(密度1．18～1．20)內加入一定數量的磷酸(密度1．02)，溶液在土中經過化學反應，使土體硬化，其極限抗壓強度可達0．4～0．6MPa。

雙液硅化法 適用于加固滲透系數為2．0～8．0m/d的砂質土或用于防滲止水。使用密度為1．35～1．44的硅酸鈉溶液和密度為1．26～1．28的氯化鈣溶液。兩種溶液與土接觸后，產生凝膠化學反應，生成硅膠和氫氧化鈣。加固土的極限抗壓強度可達1．5～6．0MPa。

加氣硅化法 預先往土中壓入二氧化碳或氨氣，使土活化，然后灌注硅酸鈉溶液，再壓入二氧化碳，使硅酸鈉膠凝。加固砂土時，抗壓強度可達1000～3000kPa。對不含碳酸鹽的砂土，由于先用二氧化碳活化，強度可提高20%～25%；對含碳酸鹽的砂土，通過二氧化碳活化，強度可提高30%～35%。加固飽和度高的濕陷性黃土時，加氣硅化法的加固半徑可比單液硅化法大50%左右。

電動雙液硅化法 適用于加固滲透系數小于0．1m/d的軟粘性土地基。用帶孔眼的注漿管作陽極，用打入土層中的鋼筋或濾水管作陰極，將硅酸鈉和氯化鈣溶液通過注漿管壓入土層中并通以直流電流，在電滲作用下，孔隙水由陽極向陰極擴散，溶液隨水的運動由陽極流向陰極，使注漿效果得到提高。此法加固費用較高，必須經試驗確認有效后才能采用。

二、堿液法

將氫氧化鈉溶液(堿液)加熱到80～100℃，通過帶孔眼的注漿管在其自重作用下灌入土層中，當土中鈣、鎂離子含量較高時(如黃土)，使土粒表面活化，自行膠結，從而使土體強度和水穩性得到提高，稱為單液法；當土中鈣、鎂離子含量較少時(如一般粘性土)、灌入氫氧化鈉溶液后，再灌入氯化鈣溶液，稱為雙液法。堿液法具有施工設備簡單、加固費用較低，可消除黃土的濕陷性等優點。

高分子化學注漿法 適用于加固砂土地基、壩基帷幕灌漿、地下工程止水堵漏、加固壩基泥化夾層和斷層破碎帶。高分子化學漿材品種較多，有環氧樹脂類、丙烯酰胺類(丙凝)、聚氨脂類(氰凝)、木質素類等。在地基化學灌漿中常用的高分子化學漿材是丙烯酰胺類和聚氨脂類。丙烯酰胺類漿材由主劑丙烯酰胺和各種外加劑組成。漿液粘度接近于水，可灌性好，漿液凝固后，凝膠不透水，耐久性和穩定性好。這類漿液被廣泛用于巖石細裂縫、中細砂層的防滲灌漿和動水堵漏工程。這類漿材有一定毒性，污染空氣和地下水。聚氨脂類漿材以多異氰酸脂和聚醚樹脂等為主劑，再摻入各種外加劑配制而成。漿液灌入地層后，遇水反應生成聚氨脂泡沫體，能起加固地基和防滲堵漏作用。聚氨脂漿材分為水溶性和非水溶性兩類。水溶性聚氨脂能與水混溶，并與水反應生成含水膠凝體；非水溶性聚氨脂只能與有機溶劑混溶。聚氨脂漿材粘度低，可灌性好，結石強度高，安全可靠，不污染環境，操作簡便，經濟效益高。

化學注漿法一般用泵通過注漿管將漿液注入土中。注漿壓力、加固半徑等注漿參數，可根據地質情況、工程要求，通過現場試驗確定。灌漿孔在平面上一般按等邊三角形或矩形布置。濕陷性黃土加固半徑一般為0．5～0．7m，加固深度一般為3～8m。硅化法的優點是漿液的滲入性較強，能很快使地基變形終止；無毒，不污染環境，價格低廉，故被廣泛采用。

水泥注漿法 適用于砂礫層和巖石裂隙灌漿。一般使用普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1比1，可摻入2%～5%水玻璃作速凝劑。注漿使用普通擠壓式灰漿泵，注漿壓力最大不超過1MPa。對滲透系數小于10-4cm/s的粉細砂和粘性土，可采用劈裂注漿。劈裂注漿所用水泥漿的稠度較大，水灰比為0．45～0．60。注漿采用花管法和單向閥管法。注漿的最大壓力一般大于4MPa。

發展趨勢

自1824年波特蘭水泥問世以后，水泥注漿便在工程中作為主要注漿方法。但是，普通水泥由于顆粒較粗，一般只能灌注砂礫石或直徑大于0．2～0．3mm孔隙。因此，提高水泥顆粒細度就成為提高水泥漿可灌性的主要途徑。有些國家已研制出一種超細水泥，可以灌注滲透系數為10-3～10-4cm/s的細砂和巖石的微細裂隙，是一種很有發展前途的粒狀灌漿材料。丙凝是一種水溶性高分子化學漿材，其粘度與水接近，被廣泛應用于巖石細裂縫、中細砂層的防滲灌漿和動水堵漏。但是，這類漿材有毒性，污染空氣和地下水，因此多已停止生產和使用。1980年美國研制出AC400漿材，1982年中國研制出AC—MS漿材，這類漿材的毒性很小(只為丙凝毒性的1%)，是一種理想的防滲漿材。日本研制出非堿性硅酸鹽漿材，對地下水不產生堿性污染，粘度較低，凝膠強度較高，耐久性較好，不改變地下水的pH值。

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