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1、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GC 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 8:9 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
2、黄土地基技术规程C E C S 6 89 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
3、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
4、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
5、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 mgeq/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
6、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
7、：_L 层的厚度h可按I ; 式估算：h一Z+r(2.0.1 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一义二二0.6(2.0.1 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
8、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rZ(l+r)n(2,0.1 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l1。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 .
9、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
10、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2?smm的绿豆砂，其上用素土或2:8灰土分层捣实直到
11、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。
12、废碱液中N aO H含量应大于5鲍，/ l，。53,0.7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.
13、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
14、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。
15、、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3(l。、卜 一flJ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
16、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J0.1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
17、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
18、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A2 0C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Ag/I5 2.6 96 3.897 5。3 186.9 59 8.81110.91 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 L1 1注二0 0夕目内b
19、o甘O乙n6 0乙.行了O n0I t夕曰q丹（)0甘月三，1,.1 1,二，月l。0 5 3 81.0 6 4 8l。0 7 5 81.0 86 91.0 9 7 91.10 891.13 0 91.15 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
20、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
21、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
22、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
23、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 8:9 4条 文 说 明次气口飞了飞产9 0b.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
24、，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
25、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
26、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
27、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 mgeq/ 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
28、 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
29、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
30、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2O一2
31、sb。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
32、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
33、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
34、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
35、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l+r，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
36、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
37、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
38、） 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
39、，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
40、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
41、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
42、，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 6一80g/ 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，虽然比一般碱液加固法采用的80一1 2 0 9/ l一溶液浓度强度略低，但比同一场地 天然黄土的强度（ 7 5 kP a）仍要高出1.6 7倍，满足地基加固要求。3,0.93 . 0 . 9 . 1由于固体烧碱中仍含有少量其他成分杂质，故配置碱液时应按纯N aO H含量来考虑。式（3.0.9一1 ）中忽略了由于固体烧碱投入后引起的溶液体积的少许变化。现将该式应用举例如下：设 固体烧碱 中含纯N a0 H为，85%，要求配 置碱液浓
43、度为1 2鲍L，则配置每立方米碱液所需固体烧碱量为：?_.M行。一10 0 0 X二 ；一I O U U XI尸0.1 285%?1 4 1.Z kg3 . 0 . 9 . 2采用液体烧碱配置每立方米浓度为M的碱液时，液体烧碱体积与所加的水的体积 之 和为1 0 0 0 1,，在1 0 0 0 I J溶液中，N aO H溶质的量为1 0 0。盯。一般化工厂生产的液体烧碱浓度以质量百分浓度表示者居多，故施工中用 比重计测 出液体烧碱比重p并已知其重量百分浓度为N后，则每升液体烧碱中N a0 H溶质含_ ,_,、，.,G,I 0 0 0 M,一二，_, ,.、,量即为，一尸V;N，故V。一炭子一土
44、笼 资 产，相 应 水 的体积为V Z-一,/，峥一洲v侧V 甲一一”一”_l八 了 、1 0 0 0一V l一1 0 0 0 1一，二 千。尸义 V/举 例如下：设 液体烧 碱的 重 量 百 分浓度 为3 0%，比重为1,3 2 8，配制浓度为10 0 9。I，碱液时，每立方米溶液中所加 的液体烧碱量为：_M._0.1U。一1( )U O一二；一I U U t）了育 不 丁万丁一二二下下一劫1 1,P丈 vlj乙6入jU少。3.0.1 1碱液灌注前加温主要是为了提高加固土体的早期强度。在常温下，加固强度增长很慢，加固3 d后，强度才略有增长。温度超过4 0C以上时，反应过程可大大加快，连续加
45、温2 1 1即可获得较高强度。温度愈高，强度愈大。试验表明，在4 0C条件下养护2 h,比常温下养护3 d的强度增长1.0倍；在80C条件下养护2 h，比常温下养护3 cl的强度提高2 .87倍，比2 8d常温养护提高1.3 2倍。因此，施工时应将溶液加热到沸腾。加热可用煤、炭、木柴、煤气或通人锅炉蒸汽，因地制宜。3.0.1 2碱液加固与硅化加固的施工 工艺不同之处在于后者是加压灌注（一般情况下），而前者是无压自流灌注，因此一般渗透速度比硅化法慢。其平均灌注速度在1一I O I J/min之间，以2一5 1,/min速度效果最好。灌注速度超过1 0 1一min，意味着土中存在有孔洞或裂隙，造成
46、溶液流失；当灌注 速度小于1 1,/min时，意味着溶液灌不进，如排除灌注管被杂质堵塞的因素，则表明土的可灌性差。当土中含水量超过2 8或饱和度超过7 5时，溶液就很难注人，一般应减少灌注峨或另行采取其他加固措施以进行补救。3 . 0 . 1 3在灌液过程中，由于 土体被溶液中携带的大量水份浸湿，立 即变软，而加固强度的形成尚需一定时问。在加固土强度形成以前，土体在基础荷载作用下由于浸湿软化将使基 础产生一定的附加下沉，为减少施工中产生过大的附加下沉，避免建筑物产生新的危害，应采取跳孔灌液并分段施工，以防止浸湿区连成一片。由于3 d龄期强度可达到2 8d龄期强度 的5 0左右，故规定相邻两孔灌
47、注1 1寸 间问隔不 少于3 d。3 . 0 . 1 4采用C aC 1 2与N aO H的双液法加固地基时，两种溶液在土中相 遇 即反应生成C a( O H )：与N aC I。前者将沉淀在 土粒周围而起到胶结与填充的双重作用。由于黄土是钙、镁离子饱和土，故一般 只采用单液法加固。但女”要提高加固土强度，一也可考虑用双液法。施工时如两种溶液先后采用同一容器，则在碱液灌注完后应将容器中的残留碱液清洗干净，否则，后 注人的C aC 1 2溶液将在容器2 8中立即生成白色的（ 饭（ O H )2沉淀物，从而使注液管堵塞，不利于溶液的渗人。为避免C a ( :l2溶液在土中置换过多的碱液中的钠离子，
48、规 定 两 种溶液 间 隔灌注 时 间不 应 少 于8一1 2 1 1，以便使先注人的碱液 与被加 固土体有较充分的反应 时间。4工程 验 收4.0.1碱液加 固后，土体强度有一个增长 的过程，故验收工作应在施工完毕3 0 d以后进行。4.0.2碱液加固工程质量的判定除以沉降观测为主要依据外，还应对加固土体的强度、有效加固半径和加固深度进行测定。有效加固半径和加固深度 目前只能实地开挖测定。强度则可通过钻孔或开挖取样测定。由于碱液加固土 的早期强度是不均匀的，一般应在有代表性的加固土体中部取样，试样的直径和高度均为scm，试块数应不 少 于3个，取其强度平均值。考虑到后期强度还将继续增长，故允
49、许加固土一个月龄期的无侧限抗压 强度的平均值可不低于设i十 值的9 0。如采用触探法检验加固质量，宜采用标准贯人试验；如采用轻便触探易导致钻杆损坏。4.0.3、4.0.4碱液加固地 基 工程验收应按加固工程的规模和重要性而有所区别。对加固工程量较小又 没有进行现场试验条件的，验收时，除应提交竣工图及施工纪录外，一般还应提交岩土工程勘察报告、材料试验报告和沉降观测报告。对重要工程，地质条件又较复杂时，一般均须进行现场灌液试验或加固体浸水载荷试验，所以验收时还应提交这方面的试验报告以及测定加固土体的无侧限抗压 强度的报告。需本标准可按如下地址索购：地址：北京百万庄建设部 中国工程建设标准化协会邮政编码：1 0 0 83 5电话：(0 1 0)883 7 5 6 1 0不得私自翻印。