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。

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