土體化學(xué)加固常見(jiàn)化學(xué)材料

由于經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面的限制。在實(shí)際工程中應(yīng)用的化學(xué)材料，常見(jiàn)的有石灰、含水硅酸鈉（水玻璃）和堿液。

土體化學(xué)加固是指引入某種化學(xué)材料，使它與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而改善土體力學(xué)性能的工程措施 。

在軟弱土體中用機(jī)械成孔，填入生石灰，壓實(shí)形成樁體。生石灰的吸水、膨脹、放熱和與土之間的離子交換、凝硬反應(yīng)等作用，可以改善樁體周圍土體的物理力學(xué)性能。

用氣壓或液壓將水玻璃注入土體的裂縫或孔隙，以改善土體的抗?jié)B性。這是一種較早流行的灌漿工藝，具有價(jià)格便宜、滲入性高和無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，仍廣泛用于大壩地基、隧道等工程中。

氫氧化鈉溶液（簡(jiǎn)稱堿被）加固濕陷性黃土地基。中國(guó)于20世紀(jì)60年代首先試驗(yàn)成功。堿液灌入黃土后，先與土中可溶性及交換性堿土金屬陽(yáng)離子發(fā)生置換反應(yīng)，逐步在土粒表面形成一個(gè)主要成分為鈉的硅酸鹽及鋁酸鹽的膠膜，該膠膜與土粒周圍的鈣離子結(jié)合形成強(qiáng)度高、難溶解的鈣-堿-硅絡(luò)合物（CaO·xNaqO·ySiO），使土粒牢固地黏結(jié)在一起，從而達(dá)到改善土體力學(xué)性質(zhì)的目的 。2100433B

土體加固處理分為表層處理和深層處理兩大類。前者一般涉及表層3～5 m以內(nèi)的土層，常用的有挖除、換土、墊層、擠淤、壓實(shí)、擠密樁、樹(shù)根樁、排水固結(jié)、摻膠凝材料等措施。深層軟弱土體加固方法主要有排水固結(jié)、擠密砂樁、強(qiáng)夯、振沖、高壓噴射注漿、深層攪拌、灌漿等項(xiàng)。前4項(xiàng)主要是使土體加密，后3項(xiàng)是以不同方式向土體內(nèi)加入膠凝材料，使其固化。其他還有凍結(jié)法、熱處理法、電滲排水法、電化學(xué)加固法等，可在特殊條件下采用。20世紀(jì)70年代以來(lái)用土工合成材料加固土體已得到很大發(fā)展。

土體加固排水固結(jié)

近代沉積的高含水量低密度軟黏土層，力學(xué)性質(zhì)很差。在土體自重或外載荷(堆載、抽真空、降低地下水位等)作用下，使土體預(yù)先排水固結(jié)，可以提高土的密度和粒間有效應(yīng)力，從而提高強(qiáng)度，減小壓縮性。因軟黏土滲透性弱，不易固結(jié)，常在土體中設(shè)置砂井、土工排水板等，以縮短滲徑，加速固結(jié)過(guò)程。一些對(duì)沉降不太敏感的建筑物，如堤壩、路基、油罐等，也可以用控制施工速率或加載速率的方法，使軟土的強(qiáng)度增長(zhǎng)與加載過(guò)程相適應(yīng)，保持軟土地基的穩(wěn)定性。

土體加固擠密砂樁

用振動(dòng)打樁機(jī)將帶有樁靴的鋼套管打入土體內(nèi)，邊拔管，邊灌砂，并用振動(dòng)或搗實(shí)法壓實(shí)，形成密實(shí)的樁柱體，與周圍被擠密的土體一起，組成復(fù)合地基，以提高地基承載力。樁體材料也可用土或灰土，形成土樁或灰土樁復(fù)合地基。這種方法對(duì)松砂、非飽和松散黏性土、濕陷性黃土等的擠密作用是明顯的。對(duì)飽和軟黏土地基，其擠密作用不大，但較高的置換率(例如30%～70%)使砂樁在復(fù)合地基中起主要作用，同時(shí)也有利于土體的排水固結(jié)。

土體加固強(qiáng)夯

以重錘在大落高下夯擊地面，使土體在巨大沖擊能量下壓密，以提高強(qiáng)度，減小壓縮性。其有效深度取決于夯擊能量，可達(dá)10m以上。對(duì)易液化的飽和松砂，強(qiáng)夯可使土體液化，土粒在重新沉積過(guò)程中排列得更為密實(shí)。對(duì)低密度的非飽和土體，如濕陷性黃土、未經(jīng)壓實(shí)的填土、松散無(wú)黏性土等，強(qiáng)夯可使松散土體壓實(shí)。對(duì)飽和軟黏土配合排水后是否適用尚無(wú)一致意見(jiàn)。強(qiáng)夯法施工時(shí)振動(dòng)大，在附近有建筑物的地區(qū)要慎用。

土體加固振沖

使振沖器在邊沖水、邊振動(dòng)作用下沉入土體，至預(yù)定深度，然后在邊振動(dòng)、邊上提過(guò)程中，將砂石料填入振沖形成的孔洞內(nèi)，并借振沖器的振動(dòng)作用壓密填料，形成砂石樁柱，與周圍被振沖、壓密的土體一起組成復(fù)合地基，提高地基承載力。對(duì)無(wú)黏性土，主要是振沖加密作用;而對(duì)黏性土，則主要是振沖置換作用。振沖法的適用范圍與振沖器的功率有關(guān)，一般20～30 kW的振沖器可用于砂層和黏土層，而70 kW以上的大型振沖器可用于砂礫石層。

土體加固高壓噴射注漿

用高壓將水泥漿液通過(guò)鉆孔底部的噴嘴噴入地層，與被高壓射流切割破碎的地層材料混合，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，邊噴射漿液，直至地面。經(jīng)一定時(shí)間后，混合物硬化而成一定直徑的樁體，稱為旋噴樁，可以與周圍地層材料組成復(fù)合地基，也可連續(xù)成排，作為基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)或地基防滲結(jié)構(gòu)。如噴嘴只在一定角度內(nèi)擺動(dòng)而不作旋轉(zhuǎn)，可以噴成一定厚度的板墻，作防滲帷幕，稱為定噴或擺噴。

土體加固深層攪拌

用特制的鉆頭，在鉆孔中一定深度處借機(jī)械力量旋轉(zhuǎn)切削土體，同時(shí)將水泥或石灰的粉體或漿體通過(guò)空心鉆桿和鉆頭上的噴嘴，在壓力下噴入土體中，與被切割破碎的地層材料混合均勻，邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，直至地面。在一定時(shí)間后混合物凝固成樁體，與原地層一起組成復(fù)合地基，以提高地基的承載力。

土體加固灌漿

通過(guò)鉆孔將水泥或其他漿液，在靜壓力下灌注入地層的裂隙或孔隙內(nèi)，固化而成具有一定強(qiáng)度和低透水性的結(jié)石，起加固和防滲作用，其應(yīng)用極為廣泛，技術(shù)上也有很大發(fā)展。

土體動(dòng)力加固是指利用沖擊力或振動(dòng)力使土體顆粒重新排列，形成較為密實(shí)、穩(wěn)定的新結(jié)構(gòu)，以改善土體力學(xué)性質(zhì)的工程措施 。

對(duì)不能滿足工程要求的人工填土或天然土體采用物理化學(xué)方法進(jìn)行人工處理，改善其力學(xué)性質(zhì)的工程措施。