化學加固法

化學加固法是利用化學溶液或股結劑，灌入土中，將土粒膠結起來。目前採用的化學漿液有水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酸胺為主的漿液和以紙漿為主的漿濃等。加固的施工方法有灌注法、旋噴法、旋轉攪非法和電滲矽化法等。本節只介紹電滲矽化法。

基本介紹

• 中文名：化學加固法
• 外文名：chemical grouting
• 性質：提高土體的力學強度的方法
• 常用方法：矽化加固法、鹼液加固法

常見的化學加固法

矽化加固法

通過打入帶孔的金屬灌注管，在一定的壓力下，將矽酸鈉（俗稱水玻璃）溶液注入土中；或將矽酸鈉及氯化鈣兩種溶液先後分別注入土中。前者稱為單液矽化；後者稱為雙液矽化。

單液矽化

適用於加固滲透係數為 0.1～2.0米/日的濕陷性黃土和滲透係數為0.3～5.0米/日的粉砂。 加固濕陷性黃土時，溶液由濃度為10～15%的矽酸鈉溶液摻入2.5%氯化鈉組成。溶液入土後,鈉離子與土中水溶性鹽類中的鈣離子（主要為硫酸鈣）產生離子交換的化學反應,在土粒間及其表面形成矽酸凝膠,可以使黃土的無側限極限抗壓強度達到0.6～0.8兆帕。加固粉砂時，在濃度較低的矽酸鈉溶液內（比重為1.18～1.20）加入一定數量的磷酸（比重為1.02），攪拌均勻後注入，經化學反應後，其無側限極限抗壓強度可達0.4～0.5兆帕。

雙液矽化

適用於加固滲透係數為 2～8米/日的砂性土；或用於防滲止水，形成不透水的帷幕。矽酸鈉溶液的比重為1.35～1.44，氯化鈣溶液的比重為1.26～1.28。兩種溶液與土接觸後，除產生一般化學反應外，主要產生膠質化學反應，生成矽膠和氫氧化鈣。在附屬反應中，其生成物也能增強土顆粒間的連結，並具有填充孔隙的作用。砂性土加固後的無側限極限強度可達1.5～6.0兆帕。

矽化法總結

矽化法可達到的加固半徑與土的滲透係數、灌注壓力、灌注時間和溶液的粘滯度等有關，一般為0.4～0.7米，可通過單孔灌注試驗確定。各灌注孔在平面上宜按等邊三角形的頂點布置,其孔距可採用加固土半徑的1.7倍。加固深度可根據土質情況和建築物的要求確定，一般為4～5米。

矽酸鈉的模數值通常為2.6～3.3，不溶於水的雜質含量不超過2%。 此法需耗用矽酸鈉或氯化鈣等工業原料，成本較高。其優點是能很快地抑制地基的變形，土的強度也有很大提高，對現有建築物地基的加固特別適用。但是，對已滲有石油產品、樹膠和油類及地下水pH值大於9的地基土，不宜採用矽化法加固。

鹼液加固法

鹼液對土的加固作用不同於其他的化學加固方法，它不是從溶液本身析出膠凝物質，而是鹼液與土發生化學反應後，使土顆粒表面活化，自行膠結，從而增強土的力學強度及其水穩定性。為了促進反應過程,可將溶液溫度升高至80～100°C再注入土中。加固濕陷性黃土地基時，一般使溶液通過灌注孔自行滲入土中。黃土中的鈣、鎂離子含量較高，採用單液即能獲得較好的加固效果。

電化學加固法 　在地基土中打入一定數量的金屬電極桿，通過電極導入直流電流，使水分從陰極排走，從而使土固結。用電化學法加固地基時，主要發生三個過程：①電滲，電滲后土大量脫水並固結；②離子交換作用，交換時吸附的鈉、鈣被氫及鋁代替；③結構形成過程，由鋁膠形成土粒結構，也可採用電流和化學溶液配合的方法使土加固，即化學溶液通過帶孔的灌注管網注入土中,通電後溶液隨著水的運動由陽極向陰極擴散,提高加固效果。

電化學法

一般用於加固滲透係數小於0.1米/日的淤泥質地基。但此法昂貴，需由專門的設備作試驗，確認有效後才採用。

高分子化學加固法 　將高分子化學溶液壓入土中進行地基處理的一種方法。它適用於砂類土地基加固、帷幕灌漿，以及地下工程的止水堵漏；對壩基工程的泥化夾層與斷層破碎帶的加固亦有成效，如將氰凝灌入砂土後的抗壓強度可達10.0兆帕。

用於地基加固的高分子材料品種較多，有脲醛樹脂、丙烯醯胺類（也稱丙凝）、聚氨酯類（也稱聚氨基甲酸酯或氰凝）等,其中以聚氨酯類比較好。60年代末,日本首先研製的TACSS灌漿材料和中國在 70年代初研製成的氰凝，都是以過量的異氰酸酯與聚醚反應而得，稱為預聚體。預聚體含有一定量的游離異氰酸基(-NCO)能與水反應，當漿液灌入土中時，-NCO基遇水後在催化劑作用下，進一步聚合和交聯，反應物的粘度逐漸增大而凝固，生成不溶於水的高分子聚合物，達到加固地基的目的。

氰凝灌漿的特點是：遇水反應後，由於水是反應的組成部分,因此,漿液被水沖淡或流失的可能性較小；而且在遇水反應過程中放出的二氧化碳氣體使漿液發生膨脹，向四周滲透擴散，又擴大了加固範圍。高分子材料價格昂貴，限制了它的使用。有劇毒，施工中應有防毒措施，並應考慮對環境污染的問題。

化學錨栓化

學錨栓是繼膨脹錨栓之後出現的一種新型錨栓，是通過特製的化學粘接劑，將螺桿膠結固定於砼基材鑽孔中，以實現對固定件錨固的複合件。 套用範圍： 各種設備基礎的固定；各種建築結構中的鋼筋埋植；鐵路、鐵軌的錨固；幕牆安裝錨固；化工設備、管道、廣告牌等的安裝錨固；水利設施、碼頭、公路、橋樑等工程的各種錨固。 產品優點： 靠化學物質粘接受力，經過檢測錨固力強，形同預埋；無膨脹應力，對基材要求低，可套用在開裂混凝土中，邊間距小；產品採用玻璃密封包裝，化學成分與大氣不發生接觸，性能穩定，透明玻璃可直接目測管內藥劑質量，在安裝過程中粉碎的玻璃（SiO2）直接充當骨料，粘接更牢靠；產品內管固化劑同樣由玻璃密封，攪拌後充分混合迅速凝固，安裝快捷，節省施工時間；化學藥劑性能優良，耐酸鹼、耐低溫、耐老化，耐熱性能好，常溫下無蠕變，耐水漬，在潮濕環境中長期負荷穩定，抗焊性、阻燃性能良好，抗震性能好。

膨脹螺栓上包一個圈筒,這個圈筒上是有縫隙的,用時在牆上打一個洞.把膨脹螺栓放到這個洞裡,在擰緊螺栓時圈筒被擠壓撐開．這樣使螺栓卡在洞裡．起到固定的作用．