第6章 化學(xué)加固法

1、地基處理地基處理灌漿法2概述1第6章化學(xué)加固法水泥土攪拌法4高壓噴射注漿法3幾種新型地基處理方法概述5地基處理地基處理化學(xué)加固法 （Chemical stabilization）指利用水泥漿液、黏土漿液或其他化學(xué)漿液，通過灌注壓入、高壓噴射和機械攪拌，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來，以改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)的地基處理方法?；瘜W(xué)加固法能否獲得預(yù)期的效果，顯然取決于兩個方面：一是根據(jù)地基土體的特征，選擇適當(dāng)類型的化學(xué)漿液；二是合適的施工工藝。6.1 概述地基處理地基處理目前根據(jù)化學(xué)加固法中常用的漿液類型，可分為：水泥漿液；以水玻璃（ ）為主的漿液；以丙烯酰胺為主的漿液；以紙漿液為主的漿液。據(jù)施工工藝，可

2、將化學(xué)加固法劃分為下列三類：灌漿法（注漿法）；高壓噴射注漿法；水泥土攪拌法。6.1 概述地基處理地基處理6.2 灌漿法12灌漿材料灌漿材料灌漿理論灌漿理論3灌漿設(shè)計灌漿設(shè)計4質(zhì)量檢驗質(zhì)量檢驗5工程實例工程實例地基處理地基處理其加固目的有以下幾個方面：增加地基土的不透水性，防止流沙、支護結(jié)構(gòu)滲水、壩基漏水和隧道開挖時涌水以及改善地下工程的開挖條件；提高地基土的承載力，減少地基的沉降和不均勻沉降；整治塌方滑坡，處理路基病害；邊坡護岸和防止橋墩的沖刷；進行托換技術(shù)，對原有建筑地基加固。6.2 灌漿法地基處理地基處理6.2 灌漿法地基處理地基處理（1）漿液材料分類6.2.1 灌漿材料地基處理地基處理（

3、2）漿液性質(zhì)灌漿材料的分散度沉淀析水性凝結(jié)性熱學(xué)性收縮性結(jié)石強度滲透性 耐久性6.2.1 灌漿材料地基處理地基處理（3）漿液材料的選擇要求漿液應(yīng)是真溶液而不是懸濁液。漿液黏度低，流動性好，能進入細小裂隙。漿液凝膠時間可從幾秒至幾小時范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，并能準確地控制，漿液一經(jīng)發(fā)生凝膠就在瞬時完成。漿液的穩(wěn)定性好。漿液無毒無臭。 漿液應(yīng)對注漿設(shè)備、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物、橡膠制品等無腐蝕性，并易清洗。6.2.1 灌漿材料地基處理地基處理6.2.1 灌漿材料漿液固化時無收縮現(xiàn)象，固化后與巖石、混凝土等有一定黏結(jié)性。漿液結(jié)石體有一定的抗壓和抗拉強度，不龜裂，抗?jié)B性能和防沖刷性能好。結(jié)石體抗老化性能好，能長久

4、耐酸、耐堿、耐鹽、耐生物細菌等腐蝕，且不受溫度和濕度的影響。材料來源豐富、價格低廉。漿液配置方便，操作容易。地基處理地基處理6.2.2 灌漿理論地基處理中，灌漿工藝所依據(jù)的理論主要可歸納為以下四類。滲入性灌漿劈裂灌漿壓密注漿電動化學(xué)灌漿（1）粒狀漿材的可灌性地基處理地基處理（2）漿液的流變性（3）滲入性灌漿理論6.2.2 灌漿理論地基處理地基處理6.2.2 灌漿理論地基處理地基處理6.2.2 灌漿理論地基處理地基處理（1）設(shè)計程序地質(zhì)調(diào)查方案選擇灌漿試驗設(shè)計計算 補充和修改設(shè)計6.2.3 灌漿設(shè)計（2）設(shè)計內(nèi)容灌漿標(biāo)準施工范圍灌漿材料漿液影響半徑鉆孔布置灌漿壓力 灌漿效果評估地基處理地基處理（

5、3）方案選擇灌漿目的地質(zhì)條件 工程性質(zhì)6.2.3 灌漿設(shè)計地基處理地基處理（4）灌漿標(biāo)準防滲標(biāo)準 強度和變形問題6.2.3 灌漿設(shè)計地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計（5）漿材及配方設(shè)計原則（6）漿液擴散半徑的確定地基處理地基處理（7）單排孔的布置6.2.3 灌漿設(shè)計地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計（8）多排孔的布置（9）容許灌漿壓力的確定地基處理地基處理3.3.4 循環(huán)反應(yīng)器 例如對一級反應(yīng)： 如各管等溫、等容積、等循環(huán)比，則：地基處理地基處理 為了更形象地表示循環(huán)反應(yīng)器的性能，定義： 對定常態(tài)下的恒容過程，和、的關(guān)系是：式（3-18）可寫成：23v

6、v流量離開反應(yīng)器物料的體積循環(huán)物料的體積流量循環(huán)比3.3.4 循環(huán)反應(yīng)器地基處理地基處理對地基灌漿而言，最重要的效果檢查方法是在灌漿體內(nèi)鉆孔，并通過鉆孔進行不同的測試工作。灌漿施工結(jié)束后，通過灌漿體內(nèi)鉆孔，用壓水、注水或抽水等辦法測定地基的流水量及滲透系數(shù)，不合格的需要進行補充灌漿。通過鉆孔，從灌漿體內(nèi)取出原狀樣品，送試驗室進行必要的試驗研究。建筑物投入運行后，通過鉆孔網(wǎng)觀測灌漿體上下游的水位和滲流量。6.2.4 質(zhì)量檢驗地基處理地基處理詳見教材P1311336.2.5 工程實例地基處理地基處理6.3 高壓噴射注漿法12加固機理加固機理設(shè)計計算設(shè)計計算3質(zhì)量檢驗質(zhì)量檢驗4工程實例工程實例地基處

7、理地基處理固結(jié)體的形態(tài)和噴射流移動方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（旋噴）、定向噴射（定噴）和擺動噴射（擺噴）三種，如圖6-21所示。6.3 高壓噴射注漿法地基處理地基處理6.3 高壓噴射注漿法地基處理地基處理 6.3 高壓噴射注漿法地基處理地基處理 （1）高壓噴射流對土體的破壞作用（2）水（漿）、氣同軸噴射流對土的破壞作用（3）水泥與土的固結(jié)機理6.3.1 加固機理地基處理地基處理（1）旋噴直徑確定（2）地基承載力計算（3）地基變形計算6.3.2 設(shè)計計算地基處理地基處理（4）防滲堵水設(shè)計（5）漿量計算（6）漿液材料與配方6.3.2 設(shè)計計算地基處理地基處理6.3.3 質(zhì)量檢驗（1）檢驗內(nèi)容固結(jié)體

8、的整體性和均勻性；固結(jié)體的有效直徑；固結(jié)體的垂直度；固結(jié)體的強度特性； 固結(jié)體的溶蝕和耐久性能。（2）檢驗方法開挖檢驗；鉆孔取芯；標(biāo)準貫入試驗； 載荷試驗。地基處理地基處理詳見教材P1411426.3.4工程實例地基處理地基處理6.4 水泥土攪拌法12加固機理加固機理水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)3設(shè)計計算設(shè)計計算4施工方法施工方法5質(zhì)量檢驗質(zhì)量檢驗6工程實例工程實例地基處理地基處理深層攪拌法適用于加固軟弱地基，它所形成的固結(jié)體可提高軟土地基的承載力，減少沉降量，還可用來提高邊坡的穩(wěn)定性，一般應(yīng)用于以下方面：作為建筑物或構(gòu)筑物的地基；進行大面積地基加固；加固道路、橋涵；作為地下防滲墻

9、，阻止地下水滲透。6.4 水泥土攪拌法地基處理地基處理6.4.1 加固機理（1）適用條件 目前國內(nèi)水泥土深層攪拌法主要用于加固正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基。（2）加固機理水泥的水解和水化反應(yīng)黏土顆粒與水泥水化物的作用離子交換和團?；饔糜材磻?yīng) 碳酸化作用地基處理地基處理（1）水泥土的物理性質(zhì)含水量重度相對密度 滲透系數(shù)6.4.2 水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)（2）水泥土的力學(xué)性質(zhì)水泥土的破壞特性地基處理地基處理無側(cè)限抗壓強度及其影響因素6.4.2 水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)地基處理地基處理6.4.2 水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)抗拉強度抗剪強度地基處

10、理地基處理變形模量根據(jù)試驗結(jié)果的線性回歸分析，得到 與 大致呈正比關(guān)系，它們的關(guān)系式為：壓縮系數(shù)和壓縮模量水泥土的壓縮系數(shù)約為 ，其相應(yīng)的壓縮模量 。水泥土抗凍性能6.4.2 水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)地基處理地基處理6.4.3 設(shè)計計算（1）水泥土攪拌樁的設(shè)計對地質(zhì)勘察的要求加固形式的選擇 加固范圍的確定（2）水泥土攪拌樁的計算水泥土攪拌樁單樁豎向承載力的設(shè)計計算水泥土攪拌樁復(fù)合地基的設(shè)計計算下臥層驗算地基處理地基處理（1）水泥漿攪拌法6.4.4 施工方法地基處理地基處理（2）粉體噴射攪拌法6.4.4 施工方法地基處理地基處理6.4.4 施工方法地基處理地基處理6.4.5 質(zhì)量檢驗地基處理地基處理6.4.6 工程實例詳見教材P163165地基處理地基處理6.5 幾種新型地基處理方法概述12排水粉噴樁排水粉噴樁雙向水泥土攪拌樁雙向水泥土攪拌樁3釘形水泥土雙向攪拌樁釘形水泥土雙向攪拌樁地基處理地基處理6.5.1 排水粉噴樁（1）加固機理（2）施工工藝地基處理地基處理（3）適用條件6.5.1 排水粉噴樁地基處理地基處理6.5.2 雙向水泥土攪拌樁（1）加固機理對樁周土體的擾動樁身質(zhì)量的均勻性（2）施工工藝首先平整、壓實施工場地，定位放線。攪拌機就位切土下沉提升攪拌（3）適用條件地基處理地基處理大量工程實例表明，常規(guī)水泥土攪拌樁除存在樁身質(zhì)量不均勻和對樁周土體