《氢氧化钠溶液（碱液）加固湿陷性黄土地基技术规程》CECS68：94.pdf

C E C S 6 8 9 4 中国工程建设标准化协会标准 氢氧化钠溶液（碱液）加固湿陷性 黄土地．基技术规程 花妞班纵R船U L戌助N O N s 加I U M 甲 巾邓钾琴 S O L I了n0 NG R O讥 生N C F O R 团四匡N口玲理黔娜G C O U 人吃 I B 比L O E ssr0 U N D刃no 娜 中国工程建设标准化协会标准 氢氧化钠溶液（碱液功口固湿陷性黄土地基 技 术 规程 C E C S 6 89 4 主编单位西 安建筑科技 大 学 批 准部门中国工程建设标准化协会 批准 1 4 ）刃1 9 9 4年1 2月2 0日 白 飞 之泊一J- 月 日青 现批准氢氧化钠溶液（碱液）加固湿陷性黄土地基技术规程 C E C S 6 8 9 4为中国工程建设标准化协会标准，推荐给各有关单 位使用。在使用过程中，请将意见及有关资料寄交西安市环城西路 陕西省建筑科学研究院中国工程建设标准化协会湿陷性黄土委员 会（邮政编码 7 1 0 0 82，以便修订时参考。 中国工程建设标准化协会 1 9 9 4年1 2月2 0日 目次 1 总则 ， ， ， ⋯ ， ，。‘ ⋯ （l 2 勘察和设计 ， ⋯⋯ ～一带 ⋯’二” ”“ 2 3 施工 ⋯ ⋯ （勃 4工程验收 ， ⋯ ⋯ ”’ ’ 8 附录A Z 。 ’c时碱液儿 种浓度的换算表 ⋯ ⋯ ’ 9 附录B施工记 录表 ～ ⋯⋯”““““““““.“““” ” 1 0 附录C碱灰混合加固 ⋯⋯”“’。 ”““““““““” ”““ 1 2 附录D本规程用词说明 ⋯⋯”’ ’ ” . “ “““““““ 1 3 附加说明 二 ， ’ ⋯ ⋯ ”“‘ 门4 附条文说明 ⋯⋯ ” ⋯⋯ ”二 （1 5 1 总则 10 .1 为指导设计、施工人员正确使用氢氧化钠溶液（即碱液，下 同）加固湿陷性黄土地基，并做到技术先进、经济合理、安全适用、 确保质量，特制定本技术规程。 1.0.2 本规程适用于处理非 自重湿陷性黄土地 基上 以及 以黄土 为填料的填土地基上 已有 ‘建筑物的湿 陷事故。 1.0.3 当通过技术经济比较确认可采用碱液加固地下水位以上 的湿陷性黄土地基以及 以黄土为填料的填土地基时，其设计 、施工 和监理可参照本规程有关规定执行。 1.0.4 本规程未规定事项应按国家现行的有关标准、规范执行。 2 勘察和设计 2.0.1 碱液加固地基的设计应在掌握较详细的岩土工程勘察资 料的基础上进行。勘察工作应查明黄土地层 的时代、成因、湿陷性 黄土层的厚度、湿陷系数随深度的变化、湿陷类型和湿陷等级的平 而分布、水文地质和其他工程地质等条件 。 2.0.2 每幢单独建筑的勘探点数量不宜少 于3个，其中2 /3以上 应为探井，并全部为取土勘探点。探井取样时，其竖向间距不宜大 于 lm，土样直径不小于1 0 cm，半数以上勘探点的勘探深度应穿透 湿陷性黄土层 。 2 .0.3 对下列情况不宜采用碱液加固 l）对于地下水位以下或饱和度大于 80％的黄土地基； 2 ）已掺人 沥青、油脂和其他石油化合物的黄土地基。 2 . 0 . 4 自重湿陷性黄土地基能否采用碱液加固，取决于其对湿陷 的敏感性。自重湿陷敏感性强 的地基不宜采用碱液加固。对 自重 湿陷不敏感的黄土地基 经 过试验认可并拟采用碱液加固时，应采 取卸荷或其他措施以减少灌液时可能引起的较大附加下沉。 2.0.5 当土中可溶性和交换性的钙、镁离子含量较高（大于 1 0 mg eq/1 0鲍 干j 七） 时 ，可 只采用碱液 一 种溶 液加固；否则，需 用碱液 和氯化钙两种溶液进行加固。 2.0.6 通过技术经济比较，也可采用碱液与生石灰桩的混合加固 方法，见附录C 。 2.0.7 碱液加固地基的深度应根据场地的湿陷类型、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 合考虑后确定。 一 般应消除外荷湿陷范围内黄土层的湿陷性，加固 深度 一 般不宜超过sln 。 “ 2 . 如外荷湿陷影响深度较大，＿且为丙、 一 J 一 类建筑时，可 只消除基 础底面下相当于1 ．。一j.sl , b为基 础宽度）深度范围内黄土层的 湿陷性。 对于自重 湿陷不敏感或不很敏感 的黄土地基，可消除外荷湿 陷影响深度内黄土层的湿陷性，该深度可近似按2 .0一 3,0 b确定。 2 . 0 . 8 如黄土的湿陷性强 ，湿陷性黄土层的厚度大，而建筑物湿 陷事故又较严重时，可考虑采用其他深层加固方法；如拟采用碱液 加固方法，应在经过全面技术经济比较后确认采用碱液加固更为 有利时方可应 用 。 20,9 碱液加固地基施二 1 二前， 一 般应在现场进行单孔或群孔灌液 试验，以确定加固半径、加固深度、溶液的浓度、灌液量和灌注速度 等参数。 2.0,1 0 碱液加固 _L 层的厚度h可按 ～ I ; ’式估算 h 一 Zr2.0.1 0 式中 Z －一 灌注孔的长度 ， 从注液管底部到灌注孔底部的距 离（ nl; r －一 有效加固半径（ m）。 2.0.1 1 碱液有效加固半径 r与每孔注人的碱液最、碱液浓度、温 度和土性（含水量、孔隙比、渗透系数）等有关 ， 一 般应通过现场试 验确定。试验时如碱液的浓度和温度符合 3。，8条和3 . 0 .1 1条的 规定，有效加固半径和碱液灌注量之 问的关系可近似按下式确定 ｝ 竹 n 一 l v 一 义 二二 0.62.0.1 1 式中 I厂 每孔的碱液灌注最（ l,，试验前可按）） 「 ｝ 固要求达到的 有效加周半径近似按（ 2 （ . 1 3）式进行估算； ,2 － 一 被加固土的原始孔隙率。 当无试验条件或工程 量较小时，厂可按经验值确定 ， 一 般取 0.4 0,sm。 2.0.1 2碱液灌注孔的平面布置 一 般可沿条形基础的两侧或单独 基础的周边各布置 一 排。孔距可根据加固要求确定。当加固要求 较高并要求加固土体连成 一 片时，孔距（中至中）可取1 ,8 一 20 r, 约0 .7 一 0.gm；当事故较轻或土质稍好时，孔距可适当加大至3.0 一 5.O r。 2.0.1 3 每孔 的碱液灌注量（以 L 计）可按下式估算 V a月二rZlrn2,0.1 3 式中 a 碱液充填系数，可取0 .6一0.8; 卢 工作条件系数，考虑碱液流失等影响，可取l 1 。 按上式求得的V并乘以灌注孔数即为碱液加固所需溶液的 总用量。 2 . 0 . 1 4 加固设计应进行以下两方面验算。 1 ）加固土体与基 础底部接触面处承 压力的验算 F 一卜G 一， 一一一 百 气；J 了1 2.0.1 4 式中 F 每 一 加固体所分担的上部结构传至基础顶面的竖向 力 设计值（ kN; G 一一 基础 自重设计值和基础上的土重标准值（ kN; A - 加固土体与基础底面 的接触面积（ m “; f加固土体承载力的设计值， 一 般应通过现场试验确 定；当无试验资料时，可近似取 3 0 0 一 4 0 0 kP a 。 2 ）加固土体底面标高处黄土承载力的验算，可按 一 般软弱 下卧层承载力验算，应符合建筑地基基础设计规范（G B J 7 一 89 的有关规定。 3 施工 3.0.1 施工机具包括成孔机具、溶液捅、输送管、注液管等。 3.0.2 灌注孔可用洛阳铲、螺旋钻取土成孔或用带有尖端的钢管 打人 土中成孔。孔的直径 一 般为6 一 1 2 cm，如土的渗透性较大，或 土的均匀性较差，成孔直径宜取低值，并打管成孔；如土的渗透性 较小或饱和度较大，则孔径宜取高值，并用洛阳铲或螺旋钻成孔 。 打孔要保证垂直度，在垂直和平行于基础方向的平面容许偏差各 不大于scm和1 0 cm ，偏斜度不大于1％。 3 . 0 . 3 灌注孔达到预定处理深度后，在孔中填人粒径为2 0 4 O mm的石子，直到注液管的下端标高处，而后将内径为2 0 mm的 钢注液管插人孔中，管底以上3 0 cm的高度内填人粒径为2smm 的绿豆砂，其上用素土或2 8灰土分层捣实直到地表。 抛填石子 不要太快，石 子含泥量低于 3％。 3.0.4 盛碱液捅可用厚 3 一 4 mm的钢板焊成容积为2 0 0 一 4 0 0 1, 的容器。在容器底部输液口装设笋2 0 mm的阀门。 3.0.5 溶液输送管可用沪2 5 mm的胶皮管，溶液经输液管和注液 管 自流渗人灌注孔四周的土中，形成加固土体。 3.0.6 加固前应对所用烧碱进行化学定量分析，以确定各种化学 成分的含量。加固用烧碱应符合下列规定 3.0.6.1固体烧碱或液体烧碱溶质 中N aO H含量不宜低于 85环； 3.0.6.2 碳酸钠 （ N 纯C O 3 ）的含量不得超过5; 3.0.6.3固体烧碱中不溶于水的杂质含量不得超过2％。 为降低成本，也可采用工厂废碱液。废碱液中N aO H含量应 大于5鲍，/ l ，。 5 3,0.7 氯化钙溶液中的杂质含量在每 一 升溶液中不得超过6馆， 悬浮颗粒不得超过 l％。 30 . 8 碱液可用固体烧碱或液体烧碱配制。加固每立方米黄土所 需N aO H用量约为干土质量 的 3％左 右，即3 5一 4 5 kg 。 碱液浓度不应低于 80 9 / I ,，也 不 宜 超过1 2 0 9 / I J，常用浓度为 9 0 一 1 0 0 9 /I，。 双液加固时，氯化钙溶液的浓度 一 般为5 0 一 8鲍／I，。 3 . 0 . 9 溶液的加碱量应符合下列规定 3 .0 .9 . 1 采用固体烧碱配制每立方米浓度为M的碱液时，每 立方米水中的加碱量按下式计算 I 0 0 0 M 尸 3.0.9 一 l 式中 G 、 －一 每立方米碱液中固体烧碱的投放 一量（ kg ; M -－一 配制碱液的浓度〔g/ I ,，计算时应将g化为 kg 尸 －一 固体烧碱中N aO H含 一量的百分数（ ）。 3 . 0 . 9 . 2 采用液体烧碱配制每立方米浓度为M的碱液时，液 体烧碱的投放量按下式计算 ___＿八了 V 、 ＝ 1O U U 一～ ；二 洲V 3.0.9 一 2 加水量 V Z为 V Z 一 ， 0。 。（， 一 杀 3.0.9 一 3 式中 V 。 一 一 所投放液体烧碱的体积（ I,; V 一 一 所加水的体积“J; 夕 －一 液体烧碱的 比重； N －一 液体烧碱的重 量百分浓度（）。 配制溶液时，应先放水，而后 徐徐放人碱块或浓碱液。 3 . 0.1 0 在灌注溶液过程中，应对 ‘ 碱液浓度随时用波美比重计检 核，使其符百规定要求。2 0 c时碱液 的浓度（以侮升溶液中含溶质 的克数表示，g/ l,）与百分浓度、波关浓度和溶液比重的换算关系 见附录八。 3.0.1 1 碱液应 在盛溶 液捅 ‘1 功目热到9。（ “ 以上，夕j ． 保持温度不低 于S O C。当用蒸汽加热时，可直接将蒸汽竹插人溶液中；必要时也 可采用蛇形管。 3. . 1 2 碱液的灌注速度以2 一 5 1,/ ll飞il、为宜。 如平均灌注速度超 过l I一／rl飞in ，应查 明孔洞位置并填实，垂行灌液。 如灌注速度小于 I L/ n, in，要查 明是否 系｝ 二的可灌性差 ．或会 仁液管被堵塞，或灌注孔 中气体不能顺利排出，并应及时进行疏导或修改设计。 、 每孔 的碱液灌注员 一 般 不应低于 一设i , f直。当＿_L 层 的可灌性差 时 ‘ ，在取得设于｝ 人 员同意后0 l’适当减少碱液灌注 从。 3.0.1 3 灌液施工中应合理安排灌注顺序和控伟 l 】 灌注溶液 的速 度。为减少灌液对 一建筑物 可能发生的附加厂 沉（在灌注溶液3 一 4 h 后 ，1利加「 沉 般即行停 ．1 1少，宜跳孔灌液少补 分段施「。 ， 一 般才I l邻两 了 L灌注1 1寸 价 1的衍 1 1扁 不响｛少J 几 3l 。、 卜 一fl J ‘ 灌液的j 天叮 孔，j 二1 1 距应不刁 、 一J 二 3 m。 3.0 . 1 4 当采用双液加固地基时，应先灌注碱液 ，隔8 一 1Z h后，再 灌注氧化钙溶液，其用 最为碱液的 /2一l/4。 3.0.1 5 施工中应 防．d二污染 水 源，注意 安 全操作，并备工作服、胶 皮手套、风镜、围裙、鞋罩等。皮肤如沾＿L碱液 ，应立 即用5％浓度 的硼酸溶液冲洗。 3.0.1 6 溶液灌注完毕后立即拔出注液管，并冲洗干净。同时清理 洗净盛溶液的容器。孔洞用细砂填实，其上部用水泥砂浆或灰土封 实。 3.0.1 7 采用碱液（或双液）加固已有建筑物地基 时 ，在灌液过程 中，应对建筑物进行沉降监测。灌液期问应何日观测 一 次。如附加 一 「 沉速率超过Z mm/ l或累计 一I ’沉 星超过 。 1 1时，应采取卸菏或 支护措施，或隔3 一 5 l后再行施工。 4 工程 验 收 J 0.1 碱液加固地基的验收应在施工完毕3 0 d后进行，并以施工 记录和 沉降观测记录为依据。 4 . 0 . 2 加固土体通过开剖或钻孔取样作无侧限抗压 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，其 个月龄期的无侧限抗压强度的平均值不得低于设计值的9 0％。 加固土体的外型 和整体性， 一 般可对有代表性的加固土体进 行开剖，量测其加固体的半径和有效加固厚度。有条件时也可用触 探法（如标准贯人试验）检验。 地基经碱液加固后，应继续进行1 一 3年沉降观测，按加固前 后沉降观测结果的变化，或用触探法量测加固前后土 中阻力的变 化，确定加固质量。 4 .0.3 碱液加固地基验收时，应提交下列资料 l） 岩土工程勘察报告； 2）材料试验报告（如烧碱和氯化钙成分含量分析试验报 告）; 3 ）建筑物地基处理前后的沉降观测报告； 4 ） 加固土体开剖检验报告； 5 ）施工记录（参照附录B ; 6 ）灌注孔平面位置竣工图。 4 . 0 . 4 对重要工程并有试验条件时，尚应提交下列资料 l ）现场灌液试验报告； 2 ）加固体浸水载荷试验报告； 3 ）加固体试块强度试验报告； 4）触探法测定土中阻力变化试验报告。 8 附录A 2 0 C 时碱液几种浓度的换算表 2 0O C时碱液几种浓度的换算表 表A g/I 5 2.6 9 6 3.89 7 5。3 1 86.9 5 9 8 .81 110.9 1 3 5 . 1 6 1. 百分浓度波美浓度（ “B e 溶液比重 亡 J 月 勺 月 了 O U C 冲 0 1 且 9 白 ,． 孟 I L 1 1 注 二 0 0 夕 目 内 bo 甘 O 乙 n6 0 乙 . ． ⋯ ⋯ 行 了 O n 0 I t 夕 曰 ‘ q 丹 （ 0 甘 月． 三 ， 1 , . 1 1 ,． 二 ， ． 月 l 。0 5 3 8 1.0 6 4 8 l。0 7 5 8 1.0 86 9 1.0 9 7 9 1.10 89 1.13 0 9 1.15 3 0 ” 唱 翻 担 咧 鸽 “ 唱 喝 旧 份 二 丈 徊 召 日 樱 肆 绷 2 气 、 扣 到 羁 田 枷 到 暇 囚 坦 耀 侧 黛 娜 渊 “ 韶 澎 一 羁 m 习 阳 侧 二 。 ） 华 韶 一 （ 旦 咙 到 扣 照 刘 一 一 二 咙 韶 leeleseeeeeeesseeeeeeese 卜 eees 式 犷 曰 刁 氧 钱 ． 的 ｝ 卜 阵 书 毕 件 织 仁 于 - ｝ 能 肆 泄 日 “ 划 矫 日 理 联 暇 日 耀 蝴 裂 阿 具 挺 侄 耀 嗒 旧 份 日 理 旧 喝 普 ， 飞 和 甲 “ 唱 御 幻 训 倡 蝴 一 （ U .－ 王 ＼ 。 ） 一 产 杀 岔 』 ， 一 侧 、 。 。 、 一 险 ， 雌 气 众 l 勿 后 一袭 比 娜 一 “ 崛 唱 职 一 一 娜 渊 袱 〕 卜 俗 一 那 口 目 卜 侧 喂 旧 份 日 摺 潮 司 阿 口 叔 惶 督 ， 曰 ＼ 切 ） 说 娜 督 一一 一一 （ 。 起 ） 一 八 、 ｝ 喇 督 口 软 侧 雄 一 如 渊 衬 、 枷 到 一 缪 口 枷 到 如 蝴 唱 代 日 理 一 （ 如 巴 崛 其 越 一 （ 庄 ） 侧 哑 粼 输 口 拭 斌 纵⋯ l 『 黛 如 卿 日 翱 口 缚 回 一 （ 日 ） 转 嗒 旧 日 樱 彬 得 帅 二 联 囚 日 摺 蝴 裂 呵 具 妞 蜓 撰 镇 逻－一 ｝ 侧 l 镬 、 ‘当 招 。 袱 琳 以 日 搜 云 ） 军 军 一 『 污 错 畔 叫 攀 侧 ｝ 。 ｝ 一 （ 州 ￡ 转 岸 襄 泣 口 际 链 一 划 一 阳 华 引 兴 ⋯ ⋯ “ ． 户 n 以 “ 划 姗 日 理 附录 C 碱灰混合加固 碱灰混合加固是把碱液加固法与生石灰桩加固法结合使用的 一 种新的力 1 固方法，它具有减少 附加下沉、增大力n固半径、节约烧 碱用量和降低造价等优点。 石灰桩的直径 一 般．为lF ） 一 2 c 。， “I川洛 阳铲或锤击钢管成 孔 ，孔 深与碱液灌注孔相同。成 孔后，在孔中分层填人粒径为2 scm的生石灰块，何层虚铺3 O cm，用夯锤（锤 重1 5 0 一 2 0 N）夯实， 侮层 夯击1 ） 一 1 5次，落距 一 般大于5 0 cm 。石灰块夯填到基础底而 标高处 ，而后 用2 , 8灰土夯填封顶，其厚度不小于lm。 当基础埋 深较小 时 ，不小于8 cm。生 石灰块中不得夹杂有未烧透 的石灰石 和煤块，也不 得使川粉状灰〔i 川灰）。 碱液灌注孔与石灰妇L的中距 一 般为帕 一 5 c ,， 、。在每个灌注孔 的四周可布置2一4 个生石灰桩孔，生 石灰桩孔应布置在碱液加固 半径范围 以内。 衍 一 灌注孔（包括四周的石灰叔t孔）的加固半径应通过现场试 验确定；当无 试验资料时，加固半径 可按式（2 .0.1 1）估算，并增大 2 0％ 一 3 0，加固厚度和碱液灌注量也可近似参） 只式（ 2.0.1 0 ）和 式（ 2 .0.1 3）估算。 碱液的灌注宜在四周的生石灰桩孔夯填完成后立即进行，其 问隔时 ‘ 问不应超 过4 1 、。 本附录未规 定 的事项 可参｝ 只第二章和第三章的有关规定执 行。 附录 D 本规程用词说明 一 、为便于在执行规程条文1 1 寸区另lJ 对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下 1． 表示很严格，非这样做不 可的 jl三 而词采用 “ 必须 ” ；反 l石i 词采川 “ l ，吠禁” 。 2． 表示严格，在正常情况下都应这样做的 正 面词采用 “ 应 ” ；反 而词采用 “ 不应 ” 或 “ 不得 ” 。 3 ． 表示允许稍有选择，在条件价 可时首先应这样做的 正 而词采用 “ 宜 ” 或 “ 可 ” ；反 而词采用 “不 宜 ” 。 二认条 文中指 明应按其他 有关标准、规范执行时，写法为 “ 应 符合 ， ⋯ 的规定 ” 。 于仆必须按所指定 的标准和规范执行的写 法为 “ 可参1 双 ⋯⋯ ” 。 附加说明 本规程主编单位和主要起草人名单 主 编 单 位西安建筑科技大学 主要起草人钱鸿络涂光扯樊超然 中国工程建设标准化协会标准 氢氧化钠溶液（碱液）加固湿陷性黄土地基 技术规 程 C E C S6 89 4 条 文 说 明 次 气 口 飞 ． 了 飞． 产 9 0 } b . 1 一 今 自 dU 心 m 男 l 总 2 勘察和设计 工3施 4工 程验 收 ⋯ ⋯ （ 1 0 1 总则 10 .2 本条的规定是基 于 ] ）我国目前有关碱液加固的工程实例，绝大部分都是用于 处理非 自重湿陷性黄土地基上 以及以黄土为填料的填土地基上 已 有建筑物的湿陷事故，自重湿陷性黄土地基则实践少。 2 ）自重湿陷性黄土地基采用碱液加固有可能产生较大的附 加下沉。 因此 ，本条明确本规程适用于处理非 自重湿陷艇仁黄土地基上 以及 以黄土为填料的填土地基 上已有建筑物的湿陷事故。 但不排 除在 自重湿陷性黄土地基上采用。对于这类地基，如试验证明加固 有效，且附加下沉较小时，也可采用。 1.0.3 作为 一 种地基加固方法，碱液加固法不仅仅只限于处理黄 土地基＿L 已有建筑物的湿陷事故 ，也可用于加固地 下水位以上的 湿陷性黄土地基 以及 以黄土为填料的填土地基。但是 ，这时它与其 他地基处理方法相比较，往往因其造价高而被筛选掉。所以，只有 在有条件的情况下并通过技术经济综合比较后确认为可 以采用时 才予采用。 2 勘察和设计 2.0.1、2.0,2 黄土地基的湿陷事故是被水浸湿引起的 ，浸水前后 地基 土的湿陷性质必然有较大变化，因此，在加固前必须进行事故 处理勘察工作。事故处理勘察应较 一 般详勘更为详细，以便为合理 确定地基加固深度和平而加固范围提供依据。 勘探深度应穿透湿 陷性黄土层 ，以便决定处理深度的下 限。取 土问距宜为lm。 2.0.3 l）对 于地下水位以下或饱和度较大（如大于80）的黄土地 基 ，由于 土孔隙中 已全部或大部充满了水，靠溶液自重注入，将使 溶液渗透速度大大减慢，土中水将稀释并降低碱液的浓度，同时还 将降低溶液温度，从而影响加固效果。 2 ）土中已渗人油脂或有机质含量较多时 ，溶液与土不易接 触，不能产生化学反应，无加固作用或加固效果不好。 2.0.4 自重 湿陷性黄土地基能否采用碱液加固要 区别对待，如 自 重湿陷不敏感或不太敏感的黄土地基（主要分布在关中和晋东南 地 区）仍可考虑采用，这方面 已有成功应用 的实例 。如位于陕西省 耀县梅家坪的陕西省焦化厂，其地基为1级 自重湿陷性黄土（按 湿陷性黄土地 区建筑规范 （ G B J 2 5 一 9 0）应为W 级 湿陷性黄土地 基），自重湿陷性土层厚1 4 .sm，但 自重湿陷属于 不太敏感类型 。 1 9 7 6年采用碱液法加固处理 回收车问鼓风机室地基 湿陷事故，处 理深度下限为附加应力与 自重应力的比值等于0 .1处，取得了较 为满意的加固效果。对大部分 自重湿陷敏感的陇东、陇西及陕北地 区以及其他地 区的新近堆积黄土 ，在灌注碱液时，如施工不当，可 能会产生较大的附加下沉，因此需要 通过原位试验和采取卸荷、跳 孔灌液、分段施工等措施，确认其对建筑物不致产生 明 显危害时方 2 0 可采用。 2二0.5 室内外试验表明，当土中可溶性和交换性钙镁离子含量不 少于 1 0 mg eq/ lO飞 千土时，灌人氢氧化钠溶液都 一可得到较好 的 加固效果。 氢氧化钠溶液注入 土中后，土粒表层会逐渐发生膨胀和软化， 进而发生表面的相互溶合和胶结（钠铝硅 酸盐类胶结），但这种溶 合 胶 结是非 水 稳 性 的，只有 在土粒 周 围存 在 有C a O H 2和 M g O H 2的条件下，刁 一 能使这种胶结构成为强度高且具有水硬性 的钙铝硅酸盐结合物。这些结合物的生成将使土粒牢固胶结，强度 大大提高，并且．有充分的水稳性。 由于黄土中钙、镁离子含量 一 般都较高（属于钙、镁离子饱和 土），故采用单液法加固已 足够。如钙、镁离子含量较低，则需考虑 采用碱液与氯化钙溶液的双液法加固。为了提高碱液加固黄上的 早期强度，也可适当注人 一 定量的氯化钙溶液。 2.0.6 西安建筑科技大学在19 86 1 9 9 2 年问曾先后在四个工程 的地基事故处理中采用了碱灰混合加固法 ，它是 一 种把碱液加固 法与生石灰桩加固法结合使用的新方法 ，试验及实践表明， ‘它具 有减少附加下沉、增大加固半径、节约烧碱用量和降低工程造价等 优点。如河北涉县某铁厂的两幢五层宿舍楼，因地基浸水湿陷下 沉，墙体严重开裂，原拟拆除重建，后决定加固地基； 一 幢采用碱液 加固法， 一 幢采用碱灰混合加固法，竣工后对比，后者比前者节约 烧碱1/3，工程造价也相应降低了3 0％。所以 ，为进 一 步加以推广 和使用，在条件许可并通过技术经济综合比较后确认为可 以采用 碱灰混合加固法时，建议采用。 2.0.7 碱液加固深度的确定，关系到加固效果和工程造价，要保 证加固效果良好而造价又低，就需要确定 一 个合理的加固深度。碱 液加固法适宜于浅层加固，加固深度不宜超过4 一 sm。过深除增加 施工难度外，造价也过高。当加固深度超过 srll 时，应与其他加固 方法进行技术经济比较后 ，再行决定。 , 2 1 位于 湿陷性黄土地基 上 的基 础 ，浸水后产生 的湿陷量 可分为 由附加压力引起的湿陷以及由饱和 自重压力引起的湿陷，前者 一 般称为外荷湿陷，后者称为 自重湿陷。 有关浸水载荷试验研究资料表明 ，外荷湿陷与 自重湿陷影响 深度是不同的。对非 自重湿陷性黄土地基只存在外荷湿陷。当其 基底压力不超过2 0 0 kP a时，外荷湿陷影响深度约为基础宽度b的 1,O 一 2 .4倍，但80％ 一 9 0％的外荷湿陷量集 中在基底下1.0 一 1.5 b的深度范围内，其下所占的 比例很小。对自重湿陷性黄土地 基，外荷湿陷影响深度则为2 O 一 2sb。在湿陷影响深度下 限处土 的附加压力与饱和 自重压力的比值为0 .2 5 一 。．3 6，其值较 一 般确 定压缩层下限标准 O.2 （对 一 般上）或。 ．1（对软土）要大得多，故外 荷湿陷影响深度小于压缩层深度。 位J 一二黄土地 基上的中小型工业与民用建筑物，其基础宽度多 为l 一 Z m。 当基础宽度为Z m或Z m以上时，其外荷湿陷影响深度 将超过4 m，为避免加固深度过大，当基础较宽，也即外荷湿陷影响 深度较大时，加固深度可减少到 1 ． 。一1.5 1; ，这时可消除80％一 9。％的外荷湿陷 一最 ，从而大大减轻湿陷的危害。 对 ’ 自重湿陷性黄土地基，试验研究表明，当地基属于自重湿陷 不敏感或不很敏感类型时，如浸水范围小，外荷湿陷将占到总湿陷 量的87写、 1 0 0，自重湿陷将不产生或产生的很不充分。当基底 压力不超过2 0 0 kP a时，其外荷湿陷影响深度为2 .0 一 2.5 b，故本 规 程建议，对 于 这类地基，建议加固深度为2 .0一 3.0 b，这样可 基 本消除地 基的全部外荷湿陷。 2 . 0 . 8 木条主要指 自重湿陷很敏感的黄土地基， 一 般其湿陷性土 层厚度大，因而碱液加固深度大，费用高，又可能引起较大附加下 沉，故不宜采用此法。 ’ 2 . 0 . 9 由于不同场地黄土 J性质的差异 ，碱液加固设计、施工前，应 进行灌液试验及加固体的浸水载荷试验。 一这些试验除可取得更能 反映实际效果的有关加固参数外，也为了便于总结经验，积累资 2 2 料，以完善加固方法。 灌液试验主要为了取得灌液量与加固半径之间的关系、渗透 速度的快慢、不同浓度碱液加固的效果、加固土体无侧限抗压强度 的分布规律等有关资料。有条件时，还应测定不同龄期的强度增长 值。试验土质条件应与拟加固的地基相同。 一 般可进行单孔或群 孔灌液试验。碱液灌注后应在土中自然养护 1 4 2 8d（最少不得低 于7 d ）后，再行开挖，测定有效加固半径，并取样测定加固 ’土 体的 无侧限抗压强度。土样应削成直径scm、高scm的圆柱体。由于加 固体尚未完全硬化，试样在空气中存放不宜超过2 4 h ，否则应进行 密封存放与运输。 浸水载荷试验的承压板面积可取S 0 0 0 cmZ或l0 0 0 ocmZ 。如仅 观测加固后消除湿陷的效果，可在灌注溶液后再放置承压板；如要 同时观测加固过程中由于基 础荷载或土自重所引起的附加下沉 ， 则应先放置承压板并加载到基底实际压力值，然后对承压板 一 F 黄 土灌注碱液，并观测加固过程中的附加下沉。碱液灌完后，在土中 自然养护1 4 一 2 8d再进行浸水，以观测消除湿陷的效果。对非 自重 湿陷性黄土地基， 一 般浸水3 一 5 d后，下沉 即可稳定，可观察出在 外荷湿陷影响深度范围内的加固效果。 对自重湿陷性黄土地基浸 水3 一 5 d后，如继续下沉，则为加固深度（即外荷湿陷影响深度）以 下土 的自重湿陷值。 2 . 0.1 0试验表明，碱液灌注过程中，溶液除向四周渗透外 ，还往 灌注孔上下各外渗 一 部分，其范围约相当于有效加固半径 。 但灌 注孔以上的渗出范围，由于溶液温度高，浓度也相对较大；故土体 硬化快，强度高；而灌注孔以下部分 ，则因溶液 温度和浓度都已降 低，故强度较低。因此，在加固厚度计算时，可将孔下部渗出范围略 去，而取h 一 lr，偏于安全。 2.0.1 1 每 一 灌注孔加固后 形成的加固上体可 近似看作 一 圆柱 体，这 圆柱体的平均半径即为有效加固半径。灌液过程中，水份渗 透距离远较加固范围大。在灌注孔四周，溶液温度高，浓度也j们对 － 2 3 较大；溶液往 四周渗透中，溶液的浓度和 温度都逐渐降低，故加固 体强度也相应由高到低。试验结果表明，无侧限抗压强度 一 距离关 系曲线近似为 一 抛物线，在加固柱体外缘 ，由于土的含水量增高， 其强度比未加固的天然土还低。灌液试验中 一 般可取加固后无侧 限抗压 强度高于 天然土无侧限抗压 强度平均值5 0％以上的土体 为有效加固体，其值大约在1 0 0 一 1 5 O kP a 之间。有效加固体的平 均半径 即为有效加固半径。 从理论 上讲，有效加固半径随溶液灌注量的增大而无 限增大， 但实际上，当溶液灌注超过某 一 定数量后 ，加固体积并不与灌注量 成正 比，这是 因为外渗范围过大时，外围碱液浓度大大降低，起不 到加固作用，因此存在 一 个较经济合理的加固半径。试验表明，这 一 合理半径 一 般为0 .4 一 0.sm。 2.0.1 2 碱液加固 一 般采用直孔，很少采用斜孔。如灌注孔紧贴基 础边缘，红ll有 一 半加固体位于基底以下 ，已起到承托基础的作用， 故 一 般只需沿条形基础两侧或 ．单独基础周边各布置 一 排孔即可。 如孔距为1 .8 一 2.0 r，则加固体连成 一 片，相当于在原基础两侧或 匹 l周增加 一 拓宽的基础；如孔距超过2 r，则相当于在基础两侧或 四周设置 了刚性桩，与周围未加固土体组成复合地基。 2.0.1 3 湿陷性黄土的饱和度 一 般在1 5％ 一 7 7％范围内变化，多 数在4 0％ 一 5 0％左右，故溶液充填土的孔隙时不 可能全部取代原 有水分，因此充填系数取o,6 一 0.8。 举例如下，如加固1 .om3黄 土， 一设其原 始孔隙率为5 0，饱 和度为4 0％、则原有水分体积 为 0.2 m3 。 当碱液充填系数为0 .6时，则1.O m“土中注人碱液为0. 3 （ 一 。．6只 0.5 ） 耐 ，孔隙将被全部充满，饱和度达1 0 0％。 考虑到溶 液注人 过程中可能将取代原有土粒周围的部分弱结合水 ，这时可 取充填系数为0 . 8，则注人碱液量为0 .4 （ 一 0 .8x0.5 m3，将有 0 . lm “ 原有水份被挤出。 考虑到黄土的大孔隙性质，将会有少 量碱液顺大孔隙流失，不 一 定能均匀地向四周渗透，故实际施工时，应使碱液灌注量适当加 2 4 大，本规程建议取工作条件系数为1 .1 。 2.0,1 4土体经过化学加固后的承载能力验算，可以有两种模式 1 ）按垫层考虑； 2）按复合地基考虑。 如加固土体在基底连成 一 片时，按垫层考虑较为合理，由于加 固土体强度 一 般较天然土可增长 一 倍以上 ，故其承载力可不验算， 都能满足基础荷载要求，这时仅需验算力1 1固土体底面处 天然黄上 的承载力，也即将加固深度以下土层按软弱下卧层对待。当灌注孔 间距较大，加固土体未连成 一 片时，可近似将加固土体与周围米加 固土体作为复合地基来对待。这时除应验算加固．土体底面处天然 黄土的承载力外，加固土体与基 础底部接触面处 的承压力也需进 行验算，式（2 ,0.1 4）未考虑未加固土体的承载力，偏于安全 。 3 施 工 3.0.2 灌注孔直径的大小主要与溶液的渗透量有关。如土质疏 松，由于溶液渗透快，则孔径宜小。如孔径过大，在加固过程中，大 量溶液将渗人灌注孔下部，形成上小下大的蒜头形加固体。如土的 渗透性弱，而孔径较小，就将使溶液渗人慢，灌注时间延长，溶液由 于在输液管中停留时问长，热量散失，将使加固体早期强度偏低， 影响加固效果。 3.0.3 在灌注孔的填石过程 中，应严格控制石 子粒径不超过 4 cm，否则容 易在孔上部卡住而影 响灌注效果 、。填石高度也不能超 过设计埋管深度，不能用棍棒在孔内捣石 ，以防将孔周粘性土带下 而填塞了石子间的孔隙，使溶液无法渗入 。如出现这种情况，只能 将该灌注孔报废，而在其邻近重新补孔灌注。如出现填石超过设计 埋管深度，可采取加大灌液量措施解决。 碱液加固与硅化加固 一 样，在其加固过程中也应防止出现冒 浆。 一 旦 出现浆液沿管壁冒出地 面 ，应立 即停止灌注，将注液管四 周浸湿的软土挖掉，重新用天然黄土分层夯填密实，再恢复灌注。 冒浆常因封口不严造成，因此，在埋注液管时，应注意在其周围用 粘性 土分层捣实，在接输送管时防止 碰松注液管，以防冒浆。 3.0.4 盛碱液捅也可 以利用废旧汽油捅改装而成。 3.0.6、3 .0.7 固体烧碱质量 一 般均能满足加固要求，液体烧碱及 氯化钙在使用前均应进行化学成分定量分析，以便确定稀释到设 计浓度时所需的加水量。 氯化钙中悬 浮颗粒易堵塞土中孔隙，影lF J溶液渗透，故其含量 不得超过1％。 为降低碱液加固成本，也可利用工厂废碱液进行加固，但工厂 2 6 用过的废碱液 一 般浓度较低，如浓度过低，则加固效果不好，故明 确限定其浓度不得低于 5鲍／I“。1 9 87 年，西安建筑科技大学曾在 陕西省新型建材厂采用废碱液加固黄土地 基，原料来源为西安第 二染织 厂 及 西安漂染厂布匹漂染后 的废碱液，其浓度为5 6 一 80 g/ L 。现场试验表明，在加固范围内土体无侧限抗压强度平均值为 Z ookP a ，虽然比 一 般