一、灌浆胶结法的概念、分类及所用浆液材料

灌浆胶结法，亦称注浆法，是利用压力或电化学原理通过注浆管将加固浆液注入地层中，经一定时间后，浆液将松散的土体或缝隙岩体胶结成整体，形成强度大、防水防渗性能好的人工地基。

灌浆法可分为压力灌浆和电动灌浆两类。压力灌浆是常用的方法，是在各种大小压力下使水泥浆液或化学浆液挤压充填土的孔隙或岩层缝隙。电动化学灌浆是在施工中以注浆管为阳极，滤水管为阴极，通过直流电电渗作用下孔隙水由阳极流向阴极，在土中形成渗浆通道，化学浆液随之渗入孔隙而使土体结硬。

灌浆胶结法所用浆液材料分为粒状浆液（纯水泥浆、水泥黏土浆和水泥砂浆等，统称为水泥基浆液）和化学浆液（环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类和聚氨酯等）两大类。

粒状浆液常用的水泥一般为40级以上的普通硅酸盐水泥。由于含有水泥颗粒，对孔隙小的土层，虽在压力下也难于压进，所以只适用于粗砂、砾砂、大裂隙岩石等孔隙直径大于0.2mm的地基加固。如获得超细水泥，则可适用于细砂等地基。水泥浆液有取材容易、价格便宜、操作方便、不污染环境等优点，是国内外常用的压力灌浆材料。

化学浆液中常用的是以水玻璃（Na₂O·nSiO₂）为主剂的浆液，由于它无毒、价廉、流动性好等优点，在化学浆材中应用最多，约占90%。其他还有以丙烯酰胺为主剂和以纸浆废液木质素为主剂的化学浆液，它们性能较好、粘滞度低，能注入细砂等土中。但有的价格较高，有的虽价廉源广，但有含毒的缺点，用于加固地基受到一定限制。

二、硅化法

利用硅酸钠（水玻璃）为主剂的化学浆液加固方法称为硅化法，现将其加固机理、设计计算及施工扼要介绍如下：

1.加固机理

硅化法按浆液成分可分为单液法和双液法。

单液法使用单一的水玻璃溶液，它较适用于渗透系数为0.1～0.2m/d的湿陷性黄土等地基的加固。此时，水玻璃较易渗透入土孔隙。

双液法常用的有水玻璃—氯化钙溶液、水玻璃—水泥浆液、水玻璃—铝酸钠溶液等，可适用于渗透系数K＞2.0m/d的砂类土。

化学浆液在土中发生化学反应生成硅酸胶凝体，使土粒胶结成一定强度的土体，无侧限抗压强度可达1500kPa以上。

对于受沥青、油脂、石油化合物等浸透的土以及地下水pH值大于9的土，不宜采用硅化法加固。

2.硅化法的有关参数确定(www.daowen.com)

加固范围及深度应根据地基承载力和要求沉降量验算确定，一般情况加固厚度不宜小于3m，加固范围的底面不小于由基底边缘按30°扩散的范围。

浆液灌注量可按经验公式估算。如果用水玻璃—氯化钙浆液，两种浆液用量（体积）相同。

灌注有效半径r应通过现场试验确定，它与土的渗透系数、压力值有关。一般r为0.3～1.0m；灌注间距常用1.75r，每排间距取1.5r。

3.硅化法的施工要点

硅化法的施工包括打管入土、冲洗管、试水、注浆及拔管等工序。

注浆管用内径19～38mm的钢管，下端约0.5m段钻有若干直径为2～5mm的孔眼，供浆液向外流出，用机械设备将注浆管打入土中。

然后用泵压水冲洗注浆管以保证浆液能畅通灌入土中。

将清水压入注浆管试水，以了解土的渗透系数，以便调整浆液比重、确定有效灌注半径、灌注速度等。

灌浆压力不应超过该处上覆土层的压力过多（有土上荷重者除外），一般灌注压力随深度变化，每加深1m可增大20～50kPa。灌浆速度应以在浆液胶凝时间以前完成一次灌注量为宜，可根据土的渗透系数以压力控制速度，在一般情况砂类土为0.001～0.005m³/min，渗透性好的选用高值，否则用低值。

灌浆宜按孔间隔进行，每孔灌浆次序与土层渗透系数变化有关。如加固土渗透系数相同，应先上后下灌注；如渗透系数不同，则应先灌注渗透系数大的土层。

灌浆后应立即拔出注浆管并进行清洗。

在软黏土中，土的渗透性很低，压力灌注法效果极差，可采用电动硅化法代替压力灌注。但电动硅化法由于灌注范围、电压梯度、电极布置等条件限制，仅适用于较小范围的地基加固。

硅化法加固地基在公路上仅用于少数已有构造物地基的加固。