[发明专利]用渗透浸渍聚凝粘结体对地下水位下的水泥构件加固方法

说明书

技术领域

本发明属于地下土木结构工程加固技术领域，特别涉及采用渗透浸渍聚凝粘结体对地下水位以下的水泥构件结构加固技术。

背景技术

地下的水泥制品结构(包括钢筋混凝土、混凝土、水泥土结构等)广泛用在各行各业的地下土木工程结构中，包括各种桥梁的墩基、混凝土大坝坝基、水利工程中的渡槽墩基、水闸闸基、地铁的地下水下桩基、矿井地下水下结构，海岸的地下混凝土结构，深基坑等等。上述这些长期在地下水环境中工作的混凝土、水泥土等等水泥构件经常处于水饱和状态，成为饱和水泥构件。地下水会从这些结构表面的微观裂纹、孔隙逐渐渗入到水泥构件内部_并导致水泥构件的材料性能发生劣化_在各种荷载影响下,水泥构件孔隙中的自由水会对孔壁产生水压力,给饱和水泥构件的力学性能带来一定影响。试验表明,与干燥的水泥构件相比,饱和水泥构件的静力强度有所降低。使其老化、使用寿命缩短。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种用渗透浸渍聚凝粘结体对地下水位下的水泥构件加固方法，本发明可对地下水位下的各种水泥构件进行加固，使水泥构件强度提高、功能恢复、寿命延长，且方法易于操作、工程造价低，实用性强。

本发明提出一种用渗透浸渍聚凝粘结体对地下水位下的水泥构件加固方法，该地下水位下的水泥构件为饱和水泥构件，其特征在于，包括下以步骤：

1）在该饱和水泥构件一侧或多侧的通过超高压旋喷注浆泵向高速旋转的钻机的空心钻杆内持续注入超高压纯水,从钻杆前端喷嘴喷射出高压水射流；通过高速旋转轴前端的喷嘴超高压喷水，形成射流旋击波,波浪反复冲击剥蚀切削所述饱和水泥构件外表面的泥皮,直至表面洁净为止；

2）再次同轴下钻，持续注入超高压水泥浆；通过高速旋转轴前端的喷嘴超高压喷出水泥浆，形成射流旋击波,波浪反复冲击所述饱和水泥构件内的饱和孔隙水和空气,并使饱和孔隙水和空气从所述饱和水泥构件中排出,使水泥浆渗透到所述饱和水泥构件内的孔隙中；同时使水泥浆渗透到所述饱和水泥构件的孔隙中形成渗透浸渍粘接体与原水泥构件的粗细骨料重新胶结生成致密水泥构件，同时形成一根辅助水泥土桩及将致密水泥构件与辅助水泥土桩连成一体的聚凝体。

所述步骤1）中所述的空心钻杆内持续注入超高压纯水的压力可为0.5～25Mpa。

所述步骤1）纯水的压力可从小到大逐步调节到设定值。

所述步骤2）中持续注入超高压水泥浆，水泥浆中水与水泥的重量比可为1:0.6至1:1.2。

所述步骤2）所述水泥浆的水与水泥的重量比中的水泥量的比例也可从小到大逐步调节到设定值。

所述步骤2）中的水泥浆的压力可为1.5～40Mpa。

所述步骤2）水泥浆的压力可从小到大逐步调节到设定值。

所述超高压旋喷注浆泵采用XPB-90型超高压旋喷注浆泵；钻机采用高速旋转的MGJ-50微型短臂钻机。

本发明的原理：采用本发明方法加固的饱和水泥构件以混凝土为例阐明原理,根据《混凝土的孔隙》（混凝土杂志，2008年第8期）得知：干燥的混凝土内部有很多的毛细孔和微毛细孔,呈分布连通的网状,能发生毛细作用,孔径在16～2.5nm之间变化；混凝土还存在外部裂缝.是一种充满空气的脆性微孔结构。当其在地下水位以下工作时前述自然环境之下的干燥混凝土变为饱和水混凝土,即干燥混凝土中的毛细孔渗入水时即把孔隙中的空气挤出并占居了毛细孔的孔隙空间（参见水利学报第37卷第8期中的《饱和混凝土静动力抗压强度变化的细观力学机理》一文）。