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(jī)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(gè)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(jì)灌漿設(shè)計(jì)4質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)5工程實(shí)例工程實(shí)例地基處理地基處理其加固目的有以下幾個(gè)方面：增加地基土的不透水性，防止流沙、支護(hù)結(jié)構(gòu)滲水、壩基漏水和隧道開挖時(shí)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(hù)岸和防止橋墩的沖刷；進(jìn)行托換技術(shù)，對(duì)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(qiáng)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(dòng)性好，能進(jìn)入細(xì)小裂隙。漿液凝膠時(shí)間可從幾秒至幾小時(shí)范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確地控制，漿液一經(jīng)發(fā)生凝膠就在瞬時(shí)完成。漿液的穩(wěn)定性好。漿液無毒無臭。 漿液應(yīng)對(duì)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(shí)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(qiáng)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(xì)菌等腐蝕，且不受溫度和濕度的影響。材料來源豐富、價(jià)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(dòng)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(jì)程序地質(zhì)調(diào)查方案選擇灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算 補(bǔ)充和修改設(shè)計(jì)6.2.3 灌漿設(shè)計(jì)（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容灌漿標(biāo)準(zhǔn)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(píng)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(jì)地基處理地基處理（4）灌漿標(biāo)準(zhǔn)防滲標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)度和變形問題6.2.3 灌漿設(shè)計(jì)地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計(jì)地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計(jì)（5）漿材及配方設(shè)計(jì)原則（6）漿液擴(kuò)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(jì)地基處理地基處理6.2.3 灌漿設(shè)計(jì)（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(duì)一級(jí)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(duì)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(duì)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(jìn)行不同的測(cè)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(cè)定地基的流水量及滲透系數(shù)，不合格的需要進(jìn)行補(bǔ)充灌漿。通過鉆孔，從灌漿體內(nèi)取出原狀樣品，送試驗(yàn)室進(jìn)行必要的試驗(yàn)研究。建筑物投入運(yùn)行后，通過鉆孔網(wǎng)觀測(cè)灌漿體上下游的水位和滲流量。6.2.4 質(zhì)量檢驗(yàn)地基處理地基處理詳見教材P1311336.2.5 工程實(shí)例地基處理地基處理6.3 高壓噴射注漿法12加固機(jī)理加固機(jī)理設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算3質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)4工程實(shí)例工程實(shí)例地基處

7、理地基處理固結(jié)體的形態(tài)和噴射流移動(dòng)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(dòng)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(duì)土體的破壞作用（2）水（漿）、氣同軸噴射流對(duì)土的破壞作用（3）水泥與土的固結(jié)機(jī)理6.3.1 加固機(jī)理地基處理地基處理（1）旋噴直徑確定（2）地基承載力計(jì)算（3）地基變形計(jì)算6.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算地基處理地基處理（4）防滲堵水設(shè)計(jì)（5）漿量計(jì)算（6）漿液材料與配方6.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算地基處理地基處理6.3.3 質(zhì)量檢驗(yàn)（1）檢驗(yàn)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(qiáng)度特性； 固結(jié)體的溶蝕和耐久性能。（2）檢驗(yàn)方法開挖檢驗(yàn)；鉆孔取芯；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)； 載荷試驗(yàn)。地基處理地基處理詳見教材P1411426.3.4工程實(shí)例地基處理地基處理6.4 水泥土攪拌法12加固機(jī)理加固機(jī)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(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算4施工方法施工方法5質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)6工程實(shí)例工程實(shí)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(jìn)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(jī)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(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。（2）加固機(jī)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(tuán)?；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(duì)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(qiáng)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(qiáng)度抗剪強(qiáng)度地基處

10、理地基處理變形模量根據(jù)試驗(yàn)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(jì)計(jì)算（1）水泥土攪拌樁的設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)算水泥土攪拌樁單樁豎向承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算水泥土攪拌樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)計(jì)算下臥層驗(yàn)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(yàn)地基處理地基處理6.4.6 工程實(shí)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(jī)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(jī)理對(duì)樁周土體的擾動(dòng)樁身質(zhì)量的均勻性（2）施工工藝首先平整、壓實(shí)施工場地，定位放線。攪拌機(jī)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(shí)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(duì)樁周土體