注浆加固的效果与注浆材料、地基土性质、地下水性质关系密切,应通过现场试验确定加固效果,施工参数,注浆材料配比、外加剂等,有经验的地区应结合工程经验进行设计。注浆加固设计依加固目的,应满足土的强度、渗透性、抗剪强度等要求,加固后的地基满足均匀性要求。
渗透注浆
浆液在很小的压力下,克服地下水压、土粒孔隙间的阻力和本身流动的阻力,渗入土体的天然孔隙,并与土粒骨架产生固化反应,在土层结构基本不受扰动和破坏的情况下达到加固的目的。
压密注浆
压密注浆是指通过钻孔在土中灌入浓的浆液,在注浆点使土体压密,在注浆管端部附近形成“浆泡”,当浆泡的直径较小时,灌浆压力基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡尺寸的逐渐,便产生较大的上抬力而使地面抬动。浆泡的形状一般为球形或圆柱形。浆泡的尺寸取决于土的密度、湿度、力学条件、地表约束条件、灌浆压力和注浆速率等因素。离浆泡界面0.3m~2.0m内的土体都能受到明显的加密。评价浆液稠度的指标通常是浆液的坍落度。如采用水泥砂浆浆液,则坍落度一般为25mm~75mm,注浆压力为1MPa~7MPa。当坍落度较小时,注浆压力可取上限值。
渗透、劈裂和压密一般都会在注浆过程中同时出现。
“注浆压力”是指浆液在注浆孔口的压力,注浆压力的大小取决于以上三种注浆方式的不同、土性的不同和加固设计要求的不同。
劈裂注浆
当土的渗透系数k<10-4cm/s,应采用劈裂注浆,在劈裂注浆中,注浆管出口的浆液对周围地层施加了附加压应力,使土体产生剪切裂缝,而浆液则沿裂缝面劈裂。当周围土体是非匀质体时,浆液先劈入强度的部分土体。当浆液的劈裂压力到一定程度时,再劈入另一部分强度较高的部分土体,这样劈入土体中的浆液便形成了加固土体的网络或骨架。
从实际加固地基开挖情况看,浆液的劈裂途径有竖向的、斜向的和水平向的。竖向劈裂是由土体受到扰动而产生的竖向裂缝;斜向的和水平向的劈裂是浆液沿软弱的或夹砂的土层劈裂而形成的。
为防止邻孔串浆,注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,并宜采用先后内部的注浆施工方法,以防浆液流失。当地下水流速较大时,应考虑浆液在水流中的迁移效应,应从水头高的一端开始注浆。