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,s-n'md9X|]L中国灌浆网 - 化灌第一门户　　　　　　　　　　　(广东省飞来峡水利枢纽管理局，广东清远 511825) 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
&tr1fN,vk中国灌浆网 - 化灌第一门户　　摘 要：硅粉作为一种特效的混凝土掺入料，在水利工程和房屋建筑工程中逐渐得到推 广和应用。该文结合实例介绍了硅粉的性能，以及在岩土地基灌浆加固工程中的施工实践。 x^9bvH.y/i来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　关键词：硅粉；基础加固；承栽力；灌浆 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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W$P5k e-|5R!l*|/H中国灌浆网 - 化灌第一门户　　中图分类号：TV472.5来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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|　　文献标识码：B$Z.O2^b ?"?来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　文章编号 ：1008-0112(2006)04-0073-02&k1FJ$J#EI;v来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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_i2u{zv1 概述 J|N)|1KW来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　某水利工程防洪建筑物，在投入使用3个月后，柱基发生了不均匀下沉，出现了较大裂缝，被迫停止使用。 中国灌浆网 - 化灌第一门户来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　经补充地质勘探确证，基础发生下沉，主要原因是初期勘探误把建筑物下面的土石堆 积体当作半风化花岗岩地基；上部结构的设计荷载为1.1 MPa，而土石堆积体的允许承载力 为 0.5MPa左右，导致了基础和上部建筑出现较大沉降和开裂。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　根据设计荷载高和地形地质复杂等特点，基础加固采用了以水泥灌浆为主、在局部地段 加入化学灌浆和树根桩的综合治理措施。施工过程中，水泥浆液掺入了适量的活性硅粉，达 到提高水泥浆结石的强度的目的，改善了基础加固的效果。 G/Ydp+Ix}Tox来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
2 加固措施与灌浆施工 i7T1w来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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2.1 地基加固方案 F:S|H0a&l*Zq来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　防洪建筑物由7个柱基础以支承，其中外围6个尺寸相等的基础对称地分布在以中间基础为中心，半径为 6 m的圆周上，如图1所示。来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　从图 2可看出，基础与地基土石堆积体之间有一人工砌石垫层 ，此垫层的灰浆标号为 0.5 MPa。 中国灌浆网 - 化灌第一门户
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　　根据地质、地形和基础本身的特点，施工中采取了如下几项加固措施 ：来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　(1)砌石垫层直接灌注高强度硅粉水泥浆； mQU6A1T}:P来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　(2)垫层下面 3 m深度内的土石层因负荷较大，灌注硅粉水泥浆 ； 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
`l7H;TC{j]E　　(3)由于应力扩散作用，垫层下面 3～6 m深度内的土石层所受荷载已有较大的降低，只灌注一般的水泥浆液 ； 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
(r;J;WlT;o'ER中国灌浆网 - 化灌第一门户　　(4)2号及3号柱基因地形地质复杂，已发生过较大的沉降变形，故除实施上述加固措施外，再在基础的侧向增设φ150 mm、深 8 m的树根桩，并在基础下面3 m的范围内灌注环氧树脂浆液。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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N5@2.2 硅粉水泥浆主要性质 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
bYP0@aa中国灌浆网 - 化灌第一门户　　硅粉是冶金厂生产硅铁和工业硅过程中的副产品，是电炉内生产硅铁合金时，产生大量挥发性很强的SiO2和 Si气体在空气中迅速氧化并冷凝而成的一种超微固体物质。其主要成分是SiO2，具有比重和容重小、比表面和活性大等特点，是一种特效的混凝土掺入料，能明显地改善混凝土的性能，提高混凝土的强度。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
I1g9]){)N$HY中国灌浆网 - 化灌第一门户　　本工程所用硅粉的密度为2.1 g/立方厘米，松散容重为 222 kg/ 立方厘米，密实容重为 299 g/立方厘米，硅粉的化学成分见表1，颗粒级配列于表2，从表2看出硅粉的粒径变化为0.2～2.0 m，平均值为0.6 m左右。 7Nw"\h.D'h:`:j
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　　　　　　　　　　　　　　　　表 1　 硅粉的化学成份)l7N }$\5U#Ue_#i+B8S来自中国灌浆料网--碳纤维加固网

化学成分www.cgkingdom.com2zXD Z0z:bR#Xk I A来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	SiO2来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 }I$Ou)M*oUdHm	Ai2O3来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 ;Hz$v#dq4G H\中国灌浆网 - 化灌第一门户	Fe2O3(N,k)O#}6s5R5G来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	CaOgt.Zg,L\Peq来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	MgO/M i7cR%LB%{7e来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	烧失量}-[GLB PUW$Z!i来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
含量/%www.cgkingdom.com]!H/f&j\0@$m来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	92.16\2E6M c5xh#S来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	0.44来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 @hvIf2}2\Y	0.27/_Hz+[/G2z;m来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	0.94来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 `k5WT%[	1.37 e1a'`/W;E        C(z\来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	1.63来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 .XlZ^来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 e中国灌浆网 - 化灌第一门户

　　　　　　　　　　　　　　　　中国灌浆网 - 化灌第一门户u\2^-?SEc+|~来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　　　　　　　　　　　　　　　表　2 　硅粉的颗粒级配来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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$_v7oX Y1S        r5j9Z/`　　由于硅粉颗粒极细，比表面积很大，因而需水量大和保水性好；为了降低浆液水灰比和提高浆液流动性，在浆液中掺入了适量的UNF-5高效减水剂。 www.cgkingdom.comrJ2biq来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　室内用525# 普通硅酸盐水泥进行配合比试验，结果表明，浆液水灰比较大时，掺硅粉不但不能提高浆液结石的强度，反而有所降低。硅粉掺入量过高则除使结石强度降低外，还会使浆液出现分层现象，硅粉水泥浆的适宜配合比为：浆液水灰比0.5～0.6，硅粉掺入量 6％ ～10％，UNF-5掺量1.2％～2.2％ 。 V)A)joW\*o-{来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　施工采用的实际配合比为：浆液水灰比0.5，硅粉掺量(占水泥重 )8.6％，UNF-5掺量 (占水泥重)2％，这种配合比的浆液粘度约为 1.25×10 -1 Pa·s，28 d龄期的抗压强度约为55～60 MPa。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
9me7?] }N0h2.3 现场施工及灌注量 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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{7h2MOo　　钻孔灌浆过程遵循地基灌浆的一般原则，采用纯压式全孔一次灌浆法。现场施工时，因浆砌石层没有止浆盖板，为了使孔口实现一定的灌浆压力，采取了一些针对性较强的措施：如超密布孔 (梅花形布孔，孔距为0.8 m)、多次加密、钻孔不冲洗、较高灌浆压力 (P=3 MPa，但严格控制在柱基础不上抬的限度内)、经常监视地面及现有裂缝的变形情况、浆液配料力求称量准确等等措施。灌浆结束标准为在规定的压力下，当注入率不大于 0.4 L/min时，继续灌注60 min或不大于 l L/min时，继续灌注 90 min。 Y7X8|Ya来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　从整个工程来说，首先在基础侧面打钢筋混凝土树根桩，然后在垫层及地基中进行水泥灌浆，最后进行化学灌浆。水泥灌浆自上而下分为 3个程序：先用硅粉水泥浆灌注入工砌石层 (灌注硅粉水泥浆l9.8立方米 )，再用同样的浆液灌注垫层下面 3 m深度内的土石层 (灌注硅粉水泥浆80 立方米 )，最后用一般水泥灌注垫层下面 3～6 m的土石层 (灌注一般 水泥浆160 立方米 )。第 2、3号柱基下面 3 m范围内共灌环氧树脂浆液l2.3 立方米 ，在地层孔隙已被硅粉水泥浆基本上填满的情况下，这种注浆量可算是比较合理的。 {)n^^/PH4{'scy来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
2.4 效果检测G'yg        D&XQ?来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　1)强度试验 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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z　　在施工过程中和施工结束后，钻孔取灌浆样品进行单轴抗压强度试验，其结果如下：#F:J*a#SO+L来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　(1)纯硅粉水泥浆结石：3个样品强度变化在 85.4～122.3 MPa之间，远大于同样配方室内试验的强度，估计是现场灌浆时灌浆压力使浆液密度增加的缘故；         V4Dm5TS来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　(2)硅粉水泥浆与垫层的结合体：3个样品强度变化在79.9～92.0 MPa之间，抗压强度接近纯硅粉水泥浆结石强度，估计是因为垫层石块为坚硬花岗岩，而且石块表面比较洁净的缘故。 www.cgkingdom.como(Fc(pm7?(}J来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　(3)硅粉水泥浆与地基堆石的结合体：6个样品强度变化在34.0～54.5 MPa之间，主要原因是堆石中含有软泥，灌浆时又不容许洗孔，样品表面不如垫层石块洁净。 nq y/Sc2Vs来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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　　(4)一般水泥浆与地基堆石的结合体：强度进一步降低，且波动较大，2个样品强度变化在21.5～25.2 MPa之间，其主要原因是浆液本身强度较低和石块表面不够干净。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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`3|6G0t        aL　　试验结果表明，所有加固样品的抗压强度都远大于设计要求，约为设计承载力的 20～90倍 。 nks
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　　2)沉降观测 www.cgkingdom.com'aS5W$f{!vthdI来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
　　加固工程结束后28 d，用005A型高精度仪器测定荷重下防洪建筑物基础的沉降，最大荷载条件下各柱基的沉降值列于表3，可以看出，各柱基的沉降量都小到可以忽略不计的程度，说明了地基加固效果相当理想 。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
cS-G2\K7Uu+EI　　　　　　　　　　　　　　　表 3 　　观测沉降值来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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柱号来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 wNL来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 F}3v-O	1中国灌浆网 - 化灌第一门户b6}O%k8Y$@f]来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	2"E来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 UM!WR来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 ZQ来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	3'R}k}来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 \Y,s6H来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	4中国灌浆网 - 化灌第一门户\0a:iw\0DrZ1~来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	5ff t'T@6c k(T.|来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	6中国灌浆网 - 化灌第一门户,jA2f\0[&f来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	7www.cgkingdom.com#Q        i来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 na/UVn来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
最大荷载下柱www.cgkingdom.com        Q!i4~.v0d6n%^{6n-`7KX5p来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 基的沉降/mm-CVa}k7kO Uv~来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	0.02来自中国灌浆料网--碳纤维加固网         rqgDI5j6x	0.32来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 l5pF\0]e来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 K:wQ1Z	0.24!~:}8r-z!c1z,Z来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	0.36来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 8T ow9~u.Pn;v}m	0.35NiMP-X/c9NH来自中国灌浆料网--碳纤维加固网	0.19来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 ^L:vXGD%YZ	0.209G3Q8p来自中国灌浆料网--碳纤维加固网 Y tYi来自中国灌浆料网--碳纤维加固网

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NH"Qp/D Y&hUwww.cgkingdom.com3 结语 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
4Y2l.qw,r$a4uI　　1)硅粉是一种高分散度和高活性材料，室内试验和施工实践都证明，在水泥浆中掺入适 量硅粉可在较大辐度内提高浆液结石的强度 。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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Dwww.cgkingdom.com　　2)本地基加固工程之所以取得良好的效果，虽与打设树根桩和灌注环氧树脂及水泥浆有关，但起主要作用的是硅粉水泥灌浆，不仅因为此类浆液的强度特别高，而且接受其灌浆加 固的土石堆积体正是基础下面的主要受力层 。 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
GjJ#bP+J　　3)工程实践再一次证明了这类新型灌浆材料在岩土地基灌浆加固工程中的应用是成功 的，具有广 阔的应用前景和较高的推广使用价值。 8_KhC-C%R?来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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\B vW9@中国灌浆网 - 化灌第一门户参考文献 ： 来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
eNC1@*a[1]陈良奎．岩土加固实用技 术[M]．北京 ：地震出版社，1994T| ix&dC来自中国灌浆料网--碳纤维加固网
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