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                  淺析使用灌漿料灌入地基縫隙的性能

                  2016年01月13日
                   一般來講,普通壓水試驗或灌漿中,使用的壓力相對較大,在鉆孔附近的流場里,流體的運動主要與壓力有關,重力可以認為是一個相對小的量,從而對于面狀的巖體裂隙,即使出現彎曲、相交等,我們可以近似的從滲徑上講,流體是在一個水平的裂隙面上運動。灌漿料體按影響灌入能力的沉降穩定性區分,可以分為灌入能力受沉降穩定性控制的大水灰比漿液和基本不受沉降穩定性控制的小水灰比漿液。下面分別就在巖體裂隙中的運動進行討論。
                    較為穩定的懸浮漿體在裂隙中的運動小水灰比灌漿料或磨細水泥漿、粘土漿、粘土灌漿料幾乎為不分選、不析水的穩定懸浮漿液,都呈現出賓漢體的流變特性。當漿體可進入巖體裂隙時,上述漿體在一定的流動范圍內,完全有可能保持穩定的懸浮漿體狀態流動,由于漿體低的流動性,流體的慣性作用是較小的,往往存在著低雷諾數的層流運動。當裂隙開度很小(如小于01502mm)時,水泥顆粒極易在裂隙入口處堆積,很難進入裂隙,漿體中的水分可能部分地析出裂隙。改善這類微細裂隙的可灌性,需要進一步提高水泥漿體的灌入能力,有效的措施是磨細水泥顆粒和提高漿體的分散性以及增大灌漿壓力來提高裂隙開度。
                    當裂隙開度足夠大,大到漿液能進入裂隙流動時,漿體就會在壓力下,通過裂隙入口運動,直到自然地和人為的閉漿,才結束漿體在裂隙中的穿透、充填。關于充填過程的理論,有沿鉆孔方向推移沉積析水和壓力析水兩種觀點。前者認為:當漿液在裂隙中的流速降低到某一臨界值時,水泥粒子將首先在臨界流速處發生沉淀,從而使滲漿斷面、灌漿壓力和漿液流速都相應地發生變化,但尚不致把巖石裂隙完全封閉,而始終在沉積頂部留下微小的縫隙,使漿中多余水分得以排除。并指出,灌漿壓力和漿液稠度對于結石質量都沒有多大關系,即使水灰比高達100,也能得出合乎要求的灌漿結石。
                    我們知道,大水灰比水泥漿液,水泥顆粒或凝固的懸浮是不穩定的,靜置時易于分選、析水、沉積,雖然漿體已經有凝聚結構存在,但其對漿體的沉降、分選、沉積還遠遠不能控制。同樣,在大水灰比漿體運動時,沿重力方向也存在著分選、析水、沉積過程。除此之外,縫隙的上下邊界,尤其是下邊界必將對漿體的流動狀態產生重要的影響。
                    隨著沉積厚度的逐步增加,裂隙中的流動通道發生了變化,壓力在裂隙中沿程衰減速度變快,流量減小,流速也相應減小,這樣更增加了沉積過程。從而使得流動通道越來越窄,直至某沉積較厚的斷面突然堵塞而形成閉漿。在原始開度較小的裂隙中,閉漿堵塞段往往在鉆孔附近發生。閉漿的存在,說明沉積頂部上的微細縫隙不會始終保持,從而也使得良好的充填,沿鉆孔方向推進距離不大。除沿徑向的沉積過程以外,沿裂隙面也會出現類似于平原中攜沙河流一樣的主流區域。這種主流區的閉漿往往是裂隙的最終閉漿。工程中的巖基灌漿表明,許多水泥漿液在充填后都是較為密實的。這樣的充填過程可能和現場所使用的高壓力有關,一方面有可能使巖石受到壓縮,使裂隙張開,另一方面在壓力撤除后,使巖體產生足夠的回彈對所充填漿體壓縮,逐漸地析水,使漿體密實。
                    另外,由于超細灌漿料成本非常高,且本地沒有生產企業,而且超細灌漿水泥現場貯存條件要求高,廠外保質期僅有15天,且使用時需摻加減水劑并采用高速攪拌機進行攪拌,施工工藝相對復雜。若從綜合經濟效益分析,超細灌漿水泥大量使用并不合適。最后經研究確定,放棄使用超細灌漿水泥進行大面積灌漿。在巖體結構一定的情況下,巖體的可灌性主要與壓力和灌漿材料有關,既然超細灌漿水泥效果及效益均不明顯,那么只有在保證大壩壩體不被抬動的前提下,通過提高灌漿壓力來改善灌漿效果。
                  來源:北京固維建筑材料有限公司
                  北京固維建筑材料有限公司
                  徐先生
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