房屋建筑土木工程施工中的注漿技術(shù)研究

張乃升 李 鋼

（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000）

1 引言

施工技術(shù)直接影響房屋的整體質(zhì)量，而在房屋建筑土木工程施工中，注漿技術(shù)是不可缺少的重要施工技術(shù)。漿液通過壓力輸送的方式傳至土層、巖石層，待泥漿凝固后形成顆粒作為填充物，從而形成關(guān)鍵的力學(xué)效應(yīng)，提高建筑工程整體質(zhì)量。深入研究與分析房屋建筑土木工程施工中的注漿技術(shù)，對(duì)于不斷提高建筑技術(shù)水平、提高建筑質(zhì)量、促進(jìn)我國建筑事業(yè)可持續(xù)化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 注漿技術(shù)概述

2.1 注漿技術(shù)原理

注漿技術(shù)泛指將漿液通過注漿設(shè)備注入土層、巖石層中，其核心技術(shù)是依靠壓送技術(shù)，通過鉆孔注入凝膠性注漿液，利用注漿力學(xué)效應(yīng)和強(qiáng)化功能，實(shí)現(xiàn)土層與巖石層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。漿液凝結(jié)后，可顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的硬度，對(duì)縫隙和裂縫有很好的填補(bǔ)和填充作用。在我國現(xiàn)階段的注漿技術(shù)應(yīng)用中，比較常用的是靜壓注漿法、高壓噴射注漿法和復(fù)合注漿法。

2.2 注漿技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）工藝簡單，便于施工。在土建工程施工中，注漿技術(shù)主要是將漿液注入混凝土裂縫，再進(jìn)行注漿，使?jié){液與建筑物緊密結(jié)合，有效提高防水結(jié)構(gòu)的整體防水性。在房屋建筑施工中實(shí)施注漿技術(shù)，不需要大型設(shè)備，施工環(huán)境要求不高，無需封閉處理施工環(huán)境和施工流程，注漿技術(shù)的應(yīng)用具有良好的便捷性，工藝比較簡單，施工過程中對(duì)房屋建筑或其他工程的影響可以忽略。

（2）施工面積小，加固效果顯著。注漿技術(shù)在房屋建筑土木工程施工中，施工范圍較小，與其他土木工程施工方法相比，注漿技術(shù)施工效果更好。依托漿液應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)施工處理，在保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)完整性的基礎(chǔ)上，對(duì)提高混凝土結(jié)構(gòu)的硬度及建筑物的整體安全具有重要作用。

（3）綠色環(huán)保。隨著生態(tài)工業(yè)和生態(tài)環(huán)保理念的不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)面臨著新的要求和挑戰(zhàn)，全社會(huì)越來越重視建筑工程的綠色施工理念和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。注漿技術(shù)加固混凝土結(jié)構(gòu)與房屋建筑結(jié)構(gòu)，減少了傳統(tǒng)施工方式易產(chǎn)生大量工業(yè)廢料和建筑垃圾的可能性，其產(chǎn)生的噪聲對(duì)環(huán)境影響也很小。目前，注漿技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各大城市建筑物的修復(fù)加固工程中，對(duì)周邊居民的生活和企業(yè)生產(chǎn)造成的影響微乎其微，符合綠色環(huán)保的施工理念。

2.3 注漿技術(shù)分類及技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 靜壓注漿法

靜壓注漿法依托液壓、電壓、電化學(xué)等原理，將注漿液經(jīng)注漿管注入地層，漿液通過填充、擠密、滲透等方法排出土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣，原本松散的土顆粒、裂隙通過漿液凝結(jié)形成整體，從而保證建筑結(jié)構(gòu)得到全面加固。靜壓注漿法是現(xiàn)階段比較常見的一種注漿方法，廣泛應(yīng)用于軟土路基建筑中，通過漿液壓力差、比重等特性，實(shí)現(xiàn)軟土路基的薄弱部位自然延伸、填補(bǔ)，最終形成凝結(jié)體，對(duì)建筑土層起到加固、保護(hù)作用。房屋建筑土木工程中應(yīng)用靜壓注漿法，可有效提高地基承載力，對(duì)解決沉降、裂縫問題及提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性起到積極作用。

2.3.2 高壓噴射注漿法

高壓噴射注漿法是依托化學(xué)注漿法原理，結(jié)合高壓水射流切割技術(shù)而產(chǎn)生的一種全新的注漿方法。其加固原理是用高壓水射流切割高強(qiáng)度破壞力將地下土顆粒沖散，在重力和離心力的作用下與漿液迅速攪拌混合，然后按一定的漿土比例排列，直到漿液與土結(jié)構(gòu)凝固后形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（見圖1）。采用高壓噴射注漿法對(duì)地面軟基進(jìn)行加固，可有效提高地基的承載力，不僅可用于施工前，還可用于房屋使用中的加固，在不會(huì)破壞上層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)壓力值、旋噴速度、提升速度、噴射方向等條件控制凝結(jié)體的具體尺寸和形狀，應(yīng)用非常靈活。

圖1 高壓噴射注漿工藝

2.3.3 復(fù)合注漿法

復(fù)合注漿法是將靜壓注漿法與高壓噴射注漿法相互融合的一種全新的注漿方法。在房屋建筑土木工程施工過程中，先用高壓噴射注漿法形成凝結(jié)體加固后，再通過靜壓注漿法向泥漿凝結(jié)體周圍擴(kuò)散延伸，在減少注漿盲區(qū)的基礎(chǔ)上，使兩種方法相互補(bǔ)充，提高加固效果。該方法綜合了兩種注漿技術(shù)的特點(diǎn)，已得到廣泛應(yīng)用，而從注漿加固效果來看，復(fù)合注漿法與靜壓注漿法、高壓噴射注漿法相比具有更好的加固效果。

3 房屋建筑土木工程施工中注漿材料選擇及注漿技術(shù)具體應(yīng)用

3.1 注漿材料的選擇原則

房屋建筑土建工程注漿材料選用的首要原則是優(yōu)質(zhì)，因各種漿料的用途相同，條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇干凝質(zhì)量好、剛度大的物料，同時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場的濕度、溫度等條件，選擇合適的注漿材料。水泥是注漿工藝中最常用的基本材料，水泥與水混合后多呈膠結(jié)狀態(tài)，水穩(wěn)定性強(qiáng)，可根據(jù)需要選用其他輔助材料來提高水泥的力學(xué)性能或達(dá)到兼容性。如無特殊情況，可選用水泥作為單一材料進(jìn)行注漿，但選用水泥時(shí)，應(yīng)注意斷續(xù)工作狀態(tài)，按強(qiáng)度要求計(jì)算，選擇水泥型號(hào)。

3.2 注漿技術(shù)在房屋建筑土木工程施工中的具體應(yīng)用

3.2.1 注漿技術(shù)在墻體施工中的應(yīng)用

注漿法用于墻體施工，其主要目的是增強(qiáng)抗荷載能力、加強(qiáng)力度、提高整體性、防止墻體開裂。受室外溫度的影響，房屋的主墻會(huì)在風(fēng)、溫度等條件下改變其膨脹系數(shù)。采用注漿技術(shù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，由受力狀況、墻體受力情況判斷房屋的受力點(diǎn)，如果墻體已有裂縫，可用調(diào)配漿液進(jìn)行注漿。當(dāng)門框、窗框和墻壁接合處出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)立即在屋頂和屋體周圍進(jìn)行注漿，避免料漿外流，以減少水泥的干縮作用，也可采用環(huán)氧封閉漆進(jìn)行噴水處理。

3.2.2 注漿技術(shù)在廚衛(wèi)施工中的應(yīng)用

建筑的廚衛(wèi)部分常常存在大量的給水排水管道，容易產(chǎn)生滲漏問題，研究發(fā)現(xiàn)，76.51%的滲水是由于防水層破裂所致。注漿方法的優(yōu)點(diǎn)之一是防滲堵漏，施工中可選用水泥為主要材料。在防水層位置撬開直徑約3～ 5cm的空隙，設(shè)孔，相鄰孔洞間距應(yīng)在2.5m以內(nèi)，然后采用環(huán)氧灌注注水漿料，當(dāng)自然干凝至最高標(biāo)準(zhǔn)的70%～ 75%時(shí)，可進(jìn)行二次注漿，同時(shí)，對(duì)裂縫部位進(jìn)行補(bǔ)漿，進(jìn)一步防止?jié)B漏。

3.2.3 注漿技術(shù)在地下室施工中的應(yīng)用

地下室通風(fēng)不良，施工過程中易產(chǎn)生裂縫、滲漏、潮濕等問題，不僅影響房屋建筑工程的質(zhì)量，而且工程完工后，對(duì)居民的影響也較大。要合理控制鉆孔的深度、角度，使混凝土板厚度與鉆孔一致，可提高施工效果，增強(qiáng)地基穩(wěn)定性，減少地下水對(duì)地基的影響，有效保證整個(gè)工程的施工質(zhì)量。需要注意的是，由于地下室環(huán)境的影響，漿液凝固過程較慢。

4 注漿技術(shù)在房屋建筑土木工程施工實(shí)例中的應(yīng)用

4.1 工程實(shí)例

該房屋建筑共6層，長60m、寬18.2m，面積為1 092m2，單柱混凝土自然地基，基礎(chǔ)埋深6 552m2，其平面布置如圖2所示。地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)按表1順序排列，可見基底，固結(jié)土質(zhì)較差。砂石設(shè)計(jì)以獨(dú)立柱為基礎(chǔ)，采用換土法處理，并按換土后的砂石墊層承載力特征值估算為170kPa，基礎(chǔ)尺寸：3m （長） ×2.5m （寬），中柱：3.6m（長）×3m （寬）。地質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)在地質(zhì)學(xué)調(diào)查報(bào)告中反映的非池塘范圍按表2順序列出。

圖2 平面布置

表1 原池塘工程地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)概況

表2 非池塘工程地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)概況

4.2 施工流程

4.2.1 材料選擇及定位

注重材料的選擇，保證整個(gè)工藝的效果及施工質(zhì)量。漿料在注漿施工過程中起著重要作用。根據(jù)有關(guān)資料，水泥是一種常用的注漿材料，具有很好的水穩(wěn)定性，同時(shí)，通過攪拌形成穩(wěn)定的膠結(jié)體。選材時(shí)應(yīng)保證水泥質(zhì)量符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須具有良好的強(qiáng)度和耐久性。

4.2.2 鉆孔

注漿施工時(shí)，對(duì)鉆孔要求很高，為保證注漿效果，施工過程可從以下幾方面著手：一是保證孔壁的筆直，使孔壁有良好的均勻性。二是嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范鉆孔，完成鉆孔作業(yè)后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，可較好地控制鉆孔的吸水能力。三是在鉆孔結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清理雜物，保證后續(xù)工作的有效進(jìn)行。

4.2.3 插管

鉆孔的同時(shí)，將注漿管插入一定深度的地層，鉆孔結(jié)束后，需將噴管插入，通過空氣輸送后，拔出鉆桿。為防止插管時(shí)被雜物堵塞，可以同時(shí)進(jìn)行射水工作。需要注意的是，若射水壓力較大，極易引發(fā)孔壁塌陷問題，施工時(shí)需控制在1MPa以內(nèi)。

4.2.4 噴漿

噴漿施工應(yīng)嚴(yán)格按照自上而下的順序進(jìn)行，充分考慮地下水、地質(zhì)條件等因素，調(diào)整噴漿的流量、壓力等。如在實(shí)際應(yīng)用中仍需二次噴射，則需將漿土混合物噴出，二次噴射可不斷增大固體粒徑。噴漿結(jié)束后，要做好清潔工作，才能更好地保證施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，本文以房屋建筑中的土木工程施工注漿技術(shù)研究為探討方向。從中可以看出，現(xiàn)階段對(duì)房屋建筑的土木工程施工注漿技術(shù)的研究已成為建筑相關(guān)人員急需解決的重要課題。在建筑現(xiàn)代化發(fā)展的大背景下，注漿技術(shù)從客觀角度分析有了全新的發(fā)展，其中注漿材料和品種逐漸增多，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)注漿技術(shù)的研究，結(jié)合我國建筑發(fā)展趨勢和具體應(yīng)用，在優(yōu)化注漿施工規(guī)范的同時(shí)，促進(jìn)我國房屋建筑質(zhì)量穩(wěn)定提升。