第6章 化学加固法

1、地基处理地基处理灌浆法2概述1第6章化学加固法水泥土搅拌法4高压喷射注浆法3几种新型地基处理方法概述5地基处理地基处理化学加固法 （Chemical stabilization）指利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，通过灌注压入、高压喷射和机械搅拌，使浆液与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理力学性质的地基处理方法。化学加固法能否获得预期的效果，显然取决于两个方面：一是根据地基土体的特征，选择适当类型的化学浆液；二是合适的施工工艺。6.1 概述地基处理地基处理目前根据化学加固法中常用的浆液类型，可分为：水泥浆液；以水玻璃（ ）为主的浆液；以丙烯酰胺为主的浆液；以纸浆液为主的浆液。据施工工艺，可

2、将化学加固法划分为下列三类：灌浆法（注浆法）；高压喷射注浆法；水泥土搅拌法。6.1 概述地基处理地基处理6.2 灌浆法12灌浆材料灌浆材料灌浆理论灌浆理论3灌浆设计灌浆设计4质量检验质量检验5工程实例工程实例地基处理地基处理其加固目的有以下几个方面：增加地基土的不透水性，防止流沙、支护结构渗水、坝基漏水和隧道开挖时涌水以及改善地下工程的开挖条件；提高地基土的承载力，减少地基的沉降和不均匀沉降；整治塌方滑坡，处理路基病害；边坡护岸和防止桥墩的冲刷；进行托换技术，对原有建筑地基加固。6.2 灌浆法地基处理地基处理6.2 灌浆法地基处理地基处理（1）浆液材料分类6.2.1 灌浆材料地基处理地基处理（

3、2）浆液性质灌浆材料的分散度沉淀析水性凝结性热学性收缩性结石强度渗透性 耐久性6.2.1 灌浆材料地基处理地基处理（3）浆液材料的选择要求浆液应是真溶液而不是悬浊液。浆液黏度低，流动性好，能进入细小裂隙。浆液凝胶时间可从几秒至几小时范围内随意调节，并能准确地控制，浆液一经发生凝胶就在瞬时完成。浆液的稳定性好。浆液无毒无臭。 浆液应对注浆设备、管路、混凝土结构物、橡胶制品等无腐蚀性，并易清洗。6.2.1 灌浆材料地基处理地基处理6.2.1 灌浆材料浆液固化时无收缩现象，固化后与岩石、混凝土等有一定黏结性。浆液结石体有一定的抗压和抗拉强度，不龟裂，抗渗性能和防冲刷性能好。结石体抗老化性能好，能长久

4、耐酸、耐碱、耐盐、耐生物细菌等腐蚀，且不受温度和湿度的影响。材料来源丰富、价格低廉。浆液配置方便，操作容易。地基处理地基处理6.2.2 灌浆理论地基处理中，灌浆工艺所依据的理论主要可归纳为以下四类。渗入性灌浆劈裂灌浆压密注浆电动化学灌浆（1）粒状浆材的可灌性地基处理地基处理（2）浆液的流变性（3）渗入性灌浆理论6.2.2 灌浆理论地基处理地基处理6.2.2 灌浆理论地基处理地基处理6.2.2 灌浆理论地基处理地基处理（1）设计程序地质调查方案选择灌浆试验设计计算 补充和修改设计6.2.3 灌浆设计（2）设计内容灌浆标准施工范围灌浆材料浆液影响半径钻孔布置灌浆压力 灌浆效果评估地基处理地基处理（

5、3）方案选择灌浆目的地质条件 工程性质6.2.3 灌浆设计地基处理地基处理（4）灌浆标准防渗标准 强度和变形问题6.2.3 灌浆设计地基处理地基处理6.2.3 灌浆设计地基处理地基处理6.2.3 灌浆设计（5）浆材及配方设计原则（6）浆液扩散半径的确定地基处理地基处理（7）单排孔的布置6.2.3 灌浆设计地基处理地基处理6.2.3 灌浆设计（8）多排孔的布置（9）容许灌浆压力的确定地基处理地基处理3.3.4 循环反应器 例如对一级反应： 如各管等温、等容积、等循环比，则：地基处理地基处理 为了更形象地表示循环反应器的性能，定义： 对定常态下的恒容过程，和、的关系是：式（3-18）可写成：23v

6、v流量离开反应器物料的体积循环物料的体积流量循环比3.3.4 循环反应器地基处理地基处理对地基灌浆而言，最重要的效果检查方法是在灌浆体内钻孔，并通过钻孔进行不同的测试工作。灌浆施工结束后，通过灌浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流水量及渗透系数，不合格的需要进行补充灌浆。通过钻孔，从灌浆体内取出原状样品，送试验室进行必要的试验研究。建筑物投入运行后，通过钻孔网观测灌浆体上下游的水位和渗流量。6.2.4 质量检验地基处理地基处理详见教材P1311336.2.5 工程实例地基处理地基处理6.3 高压喷射注浆法12加固机理加固机理设计计算设计计算3质量检验质量检验4工程实例工程实例地基处

7、理地基处理固结体的形态和喷射流移动方向有关。一般分为旋转喷射（旋喷）、定向喷射（定喷）和摆动喷射（摆喷）三种，如图6-21所示。6.3 高压喷射注浆法地基处理地基处理6.3 高压喷射注浆法地基处理地基处理 6.3 高压喷射注浆法地基处理地基处理 （1）高压喷射流对土体的破坏作用（2）水（浆）、气同轴喷射流对土的破坏作用（3）水泥与土的固结机理6.3.1 加固机理地基处理地基处理（1）旋喷直径确定（2）地基承载力计算（3）地基变形计算6.3.2 设计计算地基处理地基处理（4）防渗堵水设计（5）浆量计算（6）浆液材料与配方6.3.2 设计计算地基处理地基处理6.3.3 质量检验（1）检验内容固结体

8、的整体性和均匀性；固结体的有效直径；固结体的垂直度；固结体的强度特性； 固结体的溶蚀和耐久性能。（2）检验方法开挖检验；钻孔取芯；标准贯入试验； 载荷试验。地基处理地基处理详见教材P1411426.3.4工程实例地基处理地基处理6.4 水泥土搅拌法12加固机理加固机理水泥土的物理力学性质水泥土的物理力学性质3设计计算设计计算4施工方法施工方法5质量检验质量检验6工程实例工程实例地基处理地基处理深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软土地基的承载力，减少沉降量，还可用来提高边坡的稳定性，一般应用于以下方面：作为建筑物或构筑物的地基；进行大面积地基加固；加固道路、桥涵；作为地下防渗墙

9、，阻止地下水渗透。6.4 水泥土搅拌法地基处理地基处理6.4.1 加固机理（1）适用条件 目前国内水泥土深层搅拌法主要用于加固正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。（2）加固机理水泥的水解和水化反应黏土颗粒与水泥水化物的作用离子交换和团粒化作用硬凝反应 碳酸化作用地基处理地基处理（1）水泥土的物理性质含水量重度相对密度 渗透系数6.4.2 水泥土的物理力学性质（2）水泥土的力学性质水泥土的破坏特性地基处理地基处理无侧限抗压强度及其影响因素6.4.2 水泥土的物理力学性质地基处理地基处理6.4.2 水泥土的物理力学性质抗拉强度抗剪强度地基处

10、理地基处理变形模量根据试验结果的线性回归分析，得到 与 大致呈正比关系，它们的关系式为：压缩系数和压缩模量水泥土的压缩系数约为 ，其相应的压缩模量 。水泥土抗冻性能6.4.2 水泥土的物理力学性质地基处理地基处理6.4.3 设计计算（1）水泥土搅拌桩的设计对地质勘察的要求加固形式的选择 加固范围的确定（2）水泥土搅拌桩的计算水泥土搅拌桩单桩竖向承载力的设计计算水泥土搅拌桩复合地基的设计计算下卧层验算地基处理地基处理（1）水泥浆搅拌法6.4.4 施工方法地基处理地基处理（2）粉体喷射搅拌法6.4.4 施工方法地基处理地基处理6.4.4 施工方法地基处理地基处理6.4.5 质量检验地基处理地基处理6.4.6 工程实例详见教材P163165地基处理地基处理6.5 几种新型地基处理方法概述12排水粉喷桩排水粉喷桩双向水泥土搅拌桩双向水泥土搅拌桩3钉形水泥土双向搅拌桩钉形水泥土双向搅拌桩地基处理地基处理6.5.1 排水粉喷桩（1）加固机理（2）施工工艺地基处理地基处理（3）适用条件6.5.1 排水粉喷桩地基处理地基处理6.5.2 双向水泥土搅拌桩（1）加固机理对桩周土体的扰动桩身质量的均匀性（2）施工工艺首先平整、压实施工场地，定位放线。搅拌机就位切土下沉提升搅拌（3）适用条件地基处理地基处理大量工程实例表明，常规水泥土搅拌桩除存在桩身质量不均匀和对桩周土体