地基处理方法单液硅化法和减液法课件.ppt
单液硅化法：是指采用硅酸钠溶液注入地基土层中，使土颗粒之间及其表面形成硅酸凝胶薄膜，增强了土颗粒间的联结，赋予土耐水性、稳固性和不湿陷性，并提高土体的抗压和抗剪强度的地基处理方法。单液硅化法按其灌注溶液的工艺，可分为压力灌注和溶液自渗两种。,3.14 单液硅化法和碱液法,碱液法：是指将加热后的碱液（即NaOH溶液）以无压自流方式注入土中，使土颗粒表面溶合胶结形成难溶于水的，具有高强度的钙、铝硅酸盐络合物，从而达到消除黄土湿陷性，提高地基承载力的地基处理方法。碱液法分为单液法（NaOH溶液）和双液法（NaOH溶液和CaCl2溶液）两种。,3.14 单液硅化法和碱液法,单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位一下渗透系数为0.102.00m/d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，当采用碱液法时，应通过试验确定其适用性。对酸性土和已渗入沥青、油脂及石油化合物的地基土，不宜采用单液硅化法和碱液法。,3.13.1 适用土层,3.14 单液硅化法和碱液法,1.材料要求单液硅化法应由浓度为10%15%的硅酸钠（Na2OnSiO2）溶液，参入2.5% NaCl组成。其相对密度宜为1.131.15，并不应小于1.0。硅酸钠溶液的模数值n宜为2.53.3，其杂质含量不应大于2%。,3.13.2 设计单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.加固湿陷性黄土的溶液用量,3.13.2 设计单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.硅酸钠溶液稀释加水量,3.13.2 设计单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,4.灌注孔的布置（1）灌注孔的间距：压力灌注宜为0.801.20m，溶液自渗宜为0.400.60m。（2）加固拟建的设备基础和建（构）筑物的地基，应在基础底面下按等边三角形满堂布置，超出基础底面外缘的宽度，每边不得小于1m。,3.13.2 设计单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,4.灌注孔的布置（3）加固既有建（构）筑物和设备基础的地基，应沿基础侧向布置，每侧不宜少于2排。当基础底面宽度大于3m时，除应在基础每侧布置2排灌注孔外，必要时可在基础两侧布置斜向基础底面中心以下的灌注孔或在其台阶上布置穿透基础的灌注孔，以加固基础底面下的土层。,3.13.2 设计单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,1.加固深度的确定碱液法加固地基的深度应根据场地的湿陷类型、地基湿陷等级和湿陷性黄土层厚度，并结合建筑物类别与湿陷事故的严重程度等综合因素确定。加固深度宜为25m；对非自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的1.52.0倍；对级自重湿陷性黄土地基，加固深度可为基础宽度的2.03.0倍。,3.13.2 设计碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.单孔灌注量的估算,3.13.2 设计碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.加固土层厚度的估算,3.13.2 设计碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,4.灌注孔的布置当采用碱液加固既有建（构）筑物的地基时，灌注孔可沿条形基础两侧或单独基础周边各布置一排。当地基湿陷较严重时，孔距可取0.70.9m，当地基湿陷较轻时，孔距可适当加大至1.22.5m。,3.13.2 设计碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,1.主要机具设备单液硅化法施工的主要机具设备为注浆管(带孔眼花管和接长管)、胶皮管、溶液分配器、贮液箱、水泵或空气压缩机、打管三角架或振动钻等。,3.13.3 施工单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.施工工艺要求（1）压力灌注溶液的施工步骤，应符合下列要求：向土中打入灌注管和灌注溶液，应自基础底面标高起向下分层进行，达到设计深度后，将管拔出，清洗干净可继续使用。加固既有建筑物地基时，在基础侧向应先施工外排，后施工内排。灌注溶液的压力值由小逐渐增大，但最大压力不宜超过200kPa。,3.13.3 施工单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.施工工艺要求（2）溶液自渗的施工步骤，应符合下列要求：在基础侧向，将设计布置的灌注孔分批或去不打（或钻）至设计深度。将配好的硅酸钠溶液注满各灌注孔，溶液面宜高出基础底面标高0.50m，使溶液自行渗入土中。在溶液自渗过程中，每隔23h，向孔内添加一次溶液，防止孔内溶液渗干。,3.13.3 施工单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.施工要点及注意事项（1）施工中应经常检查各灌注孔的加固深度、注入土中的溶液量、溶液浓度和有无沉淀现象。采用压力灌注时，应经常检查在灌注溶液过程中，溶液有无灌注孔冒出地面，如发现溶液冒出地面，应立即停止灌注，采取有效措施处理后再继续灌注。,3.13.3 施工单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.施工要点及注意事项（2）计算溶液量全部注入土中后，所有灌注孔宜用2:8灰土分层回填夯实。（3）采用单液硅化法加固既有建（构）筑物或设备基础的地基时，在灌注硅酸钠溶液过程中，应进行沉降观测，当发现建（构）筑物和设备基础的沉降突然增大或出现异常情况时，应立即停止灌注溶液，待查明原因并采取有效措施处理后，再继续灌注。,3.13.3 施工单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,1.机具设备及施工工艺碱液法加固地基的灌注孔可用洛阳铲、螺旋钻成孔或用带有尖端的钢管打入土中成孔，孔径为60100mm，孔中填入粒径为2040mm的石子，直到注液管下端标高处，再将内径20mm的注液管插入孔中，管底以上300mm高度内填入粒径为25mm的小石子，其上用2:8灰土填入并夯实。,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,1.机具设备及施工工艺,图3-64 碱液法加固装置示意图1-加热蒸汽管；2-灌浆桶；3-高温碱液；4-阀门；5-25mm胶皮管；6-20mm灌注管；7-灌注孔；8-加固土体；9-封孔夯填土,2.碱液的配制（1）碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制，加固1m3黄土需要NaOH量约为干土质量的3%，即3545kg。（2）碱液浓度不应低于90g/L，常用浓度为90100g/L。双液加固时，CaCl2溶液的浓度为5080g/L。,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.碱液的配制（3）配制溶液时，应先放水，而后徐徐放入碱块或浓碱液。溶液加碱量可按下列方法计算：,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,2.碱液的配制,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.施工要点及注意事项（1）应在盛溶液桶中将碱液加热到90以上才能进行灌注，灌注过程中桶内溶液温度应保持不低于80。（2）碱液加固施工，应合理安排灌注顺序和控制关注速率。灌注时宜间隔12孔，并分段施工，相邻两孔灌注的间隔时间不宜少于3d，同时灌注的两孔间距不应小于3m。灌注碱液的速度宜为25L/min。,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,3.施工要点及注意事项（2）当采用双夜加固时，应先灌注NaOH溶液，间隔812h后再灌注CaCl2溶液，后者用量为前者的1/21/4。（3）施工中应防止污染水源，并应安全操作。,3.13.3 施工碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,（1）硅酸钠溶液灌注完毕，应在710d后对加固的地基进行检验。（2）单液硅化法处理后的地基竣工验收时，承载力及其均匀性应采用动力触探或其他原位测试检验。必要时，还应在加固土的全部深度内，每隔1m取土样进行室内试验，测定其压缩性和湿陷性。（3）地基加固结束后，还应对已加固地基的建（构）筑物或设备基础进行沉降观测，直至沉降稳定，观测时间不应少于半年。,3.13.4 质量检验单液硅化法,3.14 单液硅化法和碱液法,（1）碱液加固施工应做好施工记录，检查碱液浓度及每孔注入量是否符合设计要求。施工中每间隔13d，应对既有建筑物的附加沉降进行观测。,3.13.4 质量检验碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,（2）碱液加固地基的竣工验收，应在加固施工完毕28d后进行。可通过开挖或钻孔取样，对加固土体进行无侧限抗压强度试验和水稳性试验。取样部位应在加固土体中部，试块数不少于3个，28d龄期的无侧限抗压强度平均值不得低于设计值的90%。将试块浸泡在自来水中，无崩解。当需要查明加固团体的外形和整体性时，可对有代表性加固土体进行开挖，量测其有效加固半径和加固深度。,3.13.4 质量检验碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,（3）地基经碱液加固后应继续进行沉降观测，观测时间不得少于半年，按加固前后沉降观测结果或用触探法检测加固前后土中阻力的变化，确定加固质量。,3.13.4 质量检验碱液法,3.14 单液硅化法和碱液法,结 束,3.14 单液硅化法和碱液法,
