[01733046]一种土遗址裂隙修复方法

①课题来源与背景 在我国西北干旱半干旱地区,遗留了大量的土遗址,作为中国文化遗产的重要类型之一,这些土遗址具有极高的历史、科学、艺术和社会价值。然而由于当时建造工艺的局限以及长期受到自然和人为破坏的影响,在土遗址本体上产生了诸如裂隙、坍塌、掏蚀等一系列危及力学稳定性的病害,严重影响土遗址的安全赋存。其中,裂隙是对遗址体破坏最大的一种病害类型,裂隙的发育、发展会导致遗址体发生失稳变形破坏,最终引起坍塌或冲沟等多种病害。目前国内对于土遗址裂隙的治理,通常用运裂隙注浆修复的手段。通过对土遗址裂隙注浆,使浆液在裂隙中的结石体充填裂隙,改善裂隙部位的应力集中,提高遗址体的整体稳定性,并且阻断进入遗址体内部的通道,阻止雨水和其他有害物质进入遗址体内部,进而有效防止裂隙和其它病害的进一步发育,提高土遗址的稳定性和耐久性。 因此,对土遗址中裂隙的修补加固将有利于提高土遗址的整体性能,对土遗址的保护十分有利。传统的加固方法是,首先用沙土、碎石、或者土块充填裂隙,然后使用当地黏土配制的泥浆灌注裂隙,最后对形成的注浆结石体做旧。然而,由于普通泥浆耐久性极差,在干旱、大风或强降雨等恶劣的气候下极易发生二次破坏,严重影响修复效果,因此基于PS材料（模数3.8～4.0的硅酸钾）的注浆浆液（PS+遗址地黏土或PS+遗址地黏土+粉煤灰拌和的浆液）在西北地区土遗址裂隙修复工程中得到了广泛运用,配合传统的注浆工艺,经过加固后的土遗址强度、水稳定性、耐久性和抗风蚀能力均得到明显改善。然而PS材料耐水性差,固结后脆性大,部分地区有“泛碱”现象,并且PS系列注浆材料收缩变形较大,与裂缝两侧土体壁面粘结不够牢固,产生干缩分异,生成微小裂隙,形成注浆结石体和土体“两张皮”的现象,长时间在大风、降雨等恶劣气候作用下,会逐渐使注浆体与裂缝两侧微小缝隙变大,最终生成新的裂缝,严重影响修复后土遗址的长期耐久性。 ②技术原理及性能指标 为了解决采用目前的常规方法进行土遗址裂隙修复时,存在注浆浆液的收缩性较大,注浆后易与裂隙两侧遗址土体产生干缩分异、浆液结石体与遗址土体的兼容协调性不理想问题,本发明提出了一种土遗址裂隙修复方法。该方法的具体步骤包括：润缝,采用1.5％的SH浆液对裂隙两侧的土体进行喷洒渗透;配置注浆浆液,所述注浆浆液包括SH浆液和注浆材料,所述注浆材料包括Cao、F和C,并且CaO:F:C的质量比为3:2:5,所述SH浆液与所述注浆材料的质量比为0.50～0.56;其中,CaO为生石灰,F为粉煤灰,C为当地黏土;支模注浆,借助平板对裂隙的临空面进行封堵并在所述平板上设置注浆孔,通过所述注浆孔将所述注浆浆液注入裂隙中;其中,所述注浆孔贯穿平板连通裂隙与外界;拆模补浆,待注浆浆液初凝后,将所有平板进行拆除,并且使用注浆浆液对注浆不密实的地方进行二次补浆;做旧,待注浆浆液阴干后,采用由浓度为1.5％的SH浆液和遗址土调制的泥浆对注浆结石体的表面进行抹平做旧。 ③技术的创造性与先进性 1、在本发明中采用由SH浆液、生石灰、粉煤灰以及当地黏土组成的注浆浆液进行土遗址裂隙的注浆修复,并且通过对生石灰、粉煤灰以及当地黏土三者之间质量比的精准控制,使注浆结石体在成型过程中产生大概5％的体积膨胀效果,从而克服采用现有技术进行裂隙注浆时注浆结石体存在的严重收缩变形问题,实现注浆结石体与裂隙两侧土体之间的牢固粘结,真正实现对土遗址裂隙的注浆加固效果。 2、在本发明中通过在注浆结石体中加入石灰桩,借助石灰桩成型和养护过程中向四周产生的胀发对周围的注浆结石体产生挤密作用,从而使注浆结石体和裂隙两侧土体之间的结合更加挤密,增加注浆结石体与土体之间粘结牢固力,进一步提高对土遗址裂隙的修复效果。 3、在本发明中首先进行注浆浆液的注浆,然后等注浆浆液达到初凝状态后再进行石灰浆的注浆。此时,处于初凝状态下的注浆浆液具有良好的可塑性,这样再进行石灰浆的注浆,就可以利用石灰浆在成桩的过程中对注浆浆液的初凝体进行挤密,并且在注浆浆液和石灰浆之间发生离子交换,提高两者之间结合的紧密性。同时,避免了在注浆浆液终凝状态下注入石灰浆时,石灰桩膨胀的应力无法对注浆浆液结石进行挤密,以及可能会导致石灰桩自身断裂的问题。 4、在本发明中通过对石灰浆成分的确定以及其中各个成分比例的调整控制,使石灰桩在成型过程中具有一定的胀发效果,并且通过添加聚丙烯纤维对成型石灰桩的脆性、抗压强度和抗拉强度进行平衡控制,从而保证石灰桩结构的稳定性,进而保证注浆结石体与土体的牢固结合,保证土遗址裂隙注浆加固的耐久性。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本发明技术成熟可靠,适用于土遗址加固工程实践以及试验研究的技术领域,安全性与可靠性高。 ⑤应用情况及存在的问题 该发明初步应用于土遗址加固工程实践以及试验研究,不存在其他问题。 ⑥历年获奖情况 无