地基处理—6化学加固法(课堂PPT)

（1）检验内容 • 固结体的整体性和均匀性； • 固结体的有效直径； • 固结体的垂直度； （2）检验方法 • 固结体的强度特性； • 开挖检验； ① 固结体的溶蚀和耐久性能。 • 钻孔取芯；
• 标准贯入试验；
工程实例
详见教材P141～142
6.4 水泥土搅拌法
1 加固机理 2 水泥土的物理力学性质 3 设计计算 4 施工方法 5 质量检验 6 工程实例
6.1 概述
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；
① 水泥土搅拌法。
6.2 灌浆法
1
灌浆材料
2
灌浆理论
3
灌浆设计
4
质量检验
5
工程实例
6.2 灌浆法
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； ① 进行托换技术，对原有建筑地基加固。
（1）加固机理 （2）施工工艺
（3）钉形水泥土双向搅拌桩设计原则
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例如对一级反应：
如各管等温、等容积、等循环比，则：
3.3.4 循环反应器
为了更形象地表示循环反应器的性能，定义： 循环比 离循 开环 反物 应料 器的 物体 料流积 的量流 体vv23量 积 对定常态下的恒容过程，β和α、β′的关系是：

施工注意事项
• 注浆顺序 按跳孔间隔注浆； 对有地下水流动：从高水头一端开始注浆。
• 钻杆注浆必须进行泥浆封闭；
• 注浆压力：初始小压力，最终压力高，一般情况下每深 1m压力增加20-50KPa； • 灌浆流量7-10L/min;
质量检验
• 统计灌浆量；
• 静力触探测试处理前后土体力学指标的变化；
• 载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋 板之分 按用途可分一般载荷和桩载荷 • 我们主要讲的是浅层平板静力载荷测试
• 优点：对地基土不产生扰动，结果最可 靠、最具有代表性，可直接用于工程设 计。是确定承载力的最主要方法。 • 缺点：价格昂贵、费时
二、测试设备与方法
（一）仪器设备
1. 承压板
要有足够的刚度，面积一 般为1000-5000cm2
6. 当需要卸载观测回弹时，每级卸荷量可为加荷量的2倍，历
时1h，每隔15min观测一次。荷载完全卸除后，继续观测3h。
三、测试数据整理
1.压力——沉降量关系曲线 P-s曲线的特征： I段直线段 II段曲线段
III段直线段
2.地基的承载力可用下述方法确定
（1）以压力为依据
①P—s 曲线上的两个特征点
• 由于基础宽度一般均超过30cm，所以B不宜太小 S (mm)
0
45
B(cm)
一般来说，大的比小的好，最好与实际基础面积相同；但
太大则需大的压力，有时难以达到。 所以承压板的面积应适中 1000cm2A5000cm2。
2. 沉降稳定（时间）标准

每级压力下的沉降稳定标准不同，则所观测的沉降量就
CSM工法和FMI工法
• CSM工法（Cutter Soil Mixing Method）主要用于地下连续墙、

3.施工控制标准
灌浆一般采用定量灌浆，而不是以不吃浆为止。 灌浆后的质量指标，只能在施工结束后通过现场检测来确定
施工阶段的控制标准
正常情况下注入理论耗浆量 按耗浆量降低率进行控制 Q=Vn+m 第二次序孔的耗浆量比第一次序孔大为减少
浆液扩散半径的确定
1.理论公式估算
不同的扩散机理，公式不同
球形扩散理论 ——用于浆液在砂层中的渗透公式
第五章
化学加固
概 概
述 述
定义：化学加固法指利用水泥浆液、粘土浆液或其他化
学浆液，通过灌注压入、高压喷射或机械搅拌，使浆液 与土颗粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的 地基处理方法。
化学加固法
灌浆法 水泥土搅拌法 高压喷射注浆法
第一节 灌浆法
概述：灌浆法是指利用液压、气压、电化学原理，通过注 浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密 等方式，赶走土颗粒间和岩土裂隙中的水分和空气后占据 其位置，经过胶凝（或固化）后，浆液将原来松散的土粒 或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水 性能好、化学稳定性好的“结石体” 用途： 建筑工程
2、劈裂灌浆----是指在较高的灌浆压力下，浆液克服地层 的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土层结构的破坏和扰 动，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔 隙，从而使浆液的可灌性和扩散距离增大，加固范围大大 扩大。 特点：压力较大，浆液较稀。 劈裂灌浆初次出现的劈裂面 是在阻力最小的小主应力面， 随着注浆压力的提高，又会 在中间主应力面产生新的劈 裂面，如此继续在钻孔附近 形成网状浆脉。 适合大体积土体的加固
灌浆压力的确定 灌浆压力――指不会使地表面产生变化和邻近建筑物 受到影响的前提下可能采用的最大压力。

单元4
• •
基础工程施工
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课题2 箱形基础施工简介 箱形基础是由底板、顶板、纵横墙板组成，如图4-20所示。箱形基础空间刚 度大，整体性好，对地基的不均匀沉降有显著的调整和减小作用。箱形基础 的地下空间可作为地下室使用。另外箱形基础可减小地基的附加应力，减小 地基的沉降，适用于上部荷载大的建筑。目前我国很多高层建筑都采用这种 基础。 2.1 基础施工前准备 （1）现场、资料准备 箱形基础的埋深比一般浅基础深，箱形基础的施工技术比一般浅基础复杂。 因此开工前应熟悉施工图，了解施工现场的水文地质资料，做好施工组织设 计。 （2）机具准备 一般指水平和竖直运输工具、搅拌设备、其他小型工具等，当施工场地需要 降水、打桩等工序时，还需准备专用的施工设备。 （3）材料准备 按工程进度要求分批、分段准备施工所用砖、瓦、灰、砂、石、钢筋、木材、 模板等材料，并做好材料质量验收，保证工程连续施工。
6.3.1搅拌法的特点和适用范围
• （1）搅拌法的特点 • 1）由于将固化剂和软土共同搅拌混合，最大限度地利用 了原位土； • 2）施工过程中无振动、无噪声、无污染；搅拌法施工对 土体不产生侧向土压力，因此施工中对周围建筑物的影响 很小； • 3）土体加固后重度变化很小，对软弱下卧层的附加沉降 影响不大； • 4）可有效地提高地基承载力；工期短、造价低廉、效益 显著。 • （2）适用范围及适用工程 • 搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、粉质黏土、含 水量较高且承载力标准值小于120kPa的黏性土地基，对 超软土的效果更为显著。 • 搅拌法适用于大面积原材料堆场、港口码头岸壁、高速公 路软土地基、工业与民用建筑地基加固等工程。
课题6 化学加固法
• 6.1概述 • 凡将化学溶液或胶结剂通过压力灌注或搅拌混合 等方式灌入土中，使土粒胶结以提高地基强度、 减小沉降量的方法统称为化学加固法。这类施工 方法可用于地基施工前或施工期间的地基处理， 也可在建筑物投入使用后作为补强措施。浆液 （常用的有水泥浆液、硅酸浆液、丙烯酸氨浆液、 纸浆浆液）注入地基的方法根据地基土的性质以 及浆液性质的不同，有高压喷射注浆液、搅拌法、 灌浆法等。

(5) 土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层 不致产生附加沉降；
(6) 与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢 材，并降低了造价；
(7) 根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、 壁状、格栅状和块状等加固形式。
适用土质
水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥 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。
灌浆法按施工工艺可分为：渗透灌浆、 劈裂灌浆、挤密灌浆和电动化学灌浆等。采 用不同的灌浆工艺进行施工，加固地基的原 理不同，适用范围也不同。
6.1 水泥土搅拌法
6.1.1 概述
水泥土搅拌法是用于加固饱和黏性土地基的一 种新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作为 固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处 就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌， 由固化剂和软土间所产生的一系列物理化学 反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性 和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强 度和增大变形模量。
水泥土搅拌法可分为：喷水泥浆搅拌和 粉体喷射搅拌两种，粉体喷射搅拌法又称为 粉喷法。在深层搅拌法中，通常采用水泥为 固化物，也有采用石灰为固化物的。
高压喷射注浆法按施工工艺可分为：旋 喷法、定喷法和摆喷法；按喷射形式又可分 为：单管法、双管法、三重管法和多重管法； 按高压喷射注浆施工方向又可分为：垂直高 压喷射注浆和水平高压喷射注浆。
一、固原理
软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理，是基于 水泥加固土(以下简称水泥土)的物理化学反应过程。 它与混凝土的硬化机理有所不同，混凝土的硬化 主要是水泥在粗填充料(即比表面不大、活性很弱 的介质)中进行水解和水化作用，所以凝结速度较 快。而在水泥加固土中，由于水泥的掺量很小(仅 占被加固土重的7%~15%)，水泥的水解和水化反 应完全是在具有一定活性的介质土的围绕下进行， 所以硬化速度缓慢且作用复杂，因此水泥加固土 强度增长的过程也比混凝土缓慢。