硅化法

建筑工程名词

硅化法加固地基发展已有近百年历史。它具有价格低廉、渗入性好和无毒害等优点，对于矫正建筑物倾斜、控制地基变形、提高地基承载力等工程问题具有明显的效果。硅化法通过打入带孔的金属灌注管，在一定的压力下，将硅酸钠（俗称水玻璃）溶液注入土中；或将硅酸钠及氯化钙两种溶液先后分别注入土中。前者称为单液硅化；后者称为双液硅化。

简介

在我国的湿陷性黄土地区，常用的处理地基的化学法主要有硅化法和碱液加固法两种。硅化法由于其工艺简单、设备价格便宜，使用性、机动性灵活，技术方法简单，易于掌握和操作，加固后的效果明显，加固后地基的强度、承载力都有极大的提高，从而从根本上消除黄土的湿陷性，极大地降低黄土的压缩性，故被广泛地运用于湿陷性黄土地区，处理黄土地基。由于有多种注入浆液的方法，根据注入方式的不同，可以将硅化法细分为压力硅化、电动硅化和加气硅化三大类型，另外采用较多的压力硅化法，可根据溶液中成分的不同，又可以分为双液硅化、压力单液硅化和压力混合液硅化三种。

方法

单液硅化

单液硅化适用于加固渗透系数为 0.1～2.0米/日的湿陷性黄土和渗透系数为0.3～5.0米/日的粉砂。加固湿陷性黄土时，溶液由浓度为10～15%的硅酸钠溶液掺入2.5%氯化钠组成。溶液入土后,钠离子与土中水溶性盐类中的钙离子（主要为硫酸钙）产生离子交换的化学反应,在土粒间及其表面形成硅酸凝胶,可以使黄土的无侧限极限抗压强度达到0.6～0.8兆帕。加固粉砂时，在浓度较低的硅酸钠溶液内（比重为1.18～1.20）加入一定数量的磷酸（比重为1.02），搅拌均匀后注入，经化学反应后，其无侧限极限抗压强度可达0.4～0.5兆

双液硅化

双液硅化适用于加固渗透系数为 2～8米/日的砂性土；或用于防渗止水，形成不透水的帷幕。硅酸钠溶液的比重为1.35～1.44，氯化钙溶液的比重为1.26～1.28。两种溶液与土接触后，除产生一般化学反应外，主要产生胶质化学反应，生成硅胶和氢氧化钙。在附属反应中，其生成物也能增强土颗粒间的连结，并具有填充孔隙的作用。砂性土加固后的无侧限极限强度可达1.5～6.0兆帕。

混合液硅化法

混合液由不同剂量铝酸盐溶液和水玻璃溶液混合而成，通过压力直接将混合溶液一次性的压入土中，导致水玻璃与铝酸盐在土中发生化学反应，生成较多的硅胶和硅酸铝盐的凝胶物质，同时溶解土中可溶性物质，胶结土颗粒，使土体胶结在一起成为一个整体，从而得到加固和降低土体的渗透性。

电动硅化法

电化学加固法或电动双液硅化法简称为电动硅化法，是基于压力双液硅化法的基础上，通过设置阴阳电极后通入直流电，利用电渗作用可以将溶液的分布半径扩大，这样就扩大了硅化法的加固半径，提高了硅化法的加固效果。在施工工程中，可以把带孔注浆液管作为阳极，铁棒作为阴极，然后把水玻璃和氯化钙溶液先后通过作为阳极的注浆管压入土中，接通电流后，就会导致孔隙水由阳极流向阴极，故而化学溶液也随水流渗流，分布在土的孔隙中，通过化学反应后生成硅胶和硅酸铝盐的凝胶物质，而且在电渗作用下还可以导致硅胶部分脱水，这样就加速了硅胶胶结土体的加固过程，使土体的强度迅速增加。

加气硅化法

加气硅化法是预先将少量的二氧化碳气体注入到需要加固的地基中，使土体孔隙中的空气有一部分被二氧化碳气体取代，从而就导致土体活化，接着注入水玻璃到含有二氧化碳气体土体中，然后再次将二氧化碳气体压入到土体中，这样就导致呈碱性的水玻璃溶液极大地吸收了二氧化碳，从而导致形成了自真空作用，反应生成的硅胶可以将土中 95%～97%的孔隙填充，使得硅胶在土中的胶结作用达到最大化，从而使地基得到了充分的加固。

地基加固

建筑物(构筑物)地基的强度、变形和稳定性不能满足正常使用要求时所采取的加固措施。如：软土地基的强度——地基承载力设计值低于基础的竖向荷载；地基实际变形超过地基变形容许值;地基失稳，发生滑动的可能；地震时饱和粉砂和粉土，可能发生液化，引起喷水冒砂；岩溶(喀斯特)形成的溶洞、溶沟和土洞;湿陷性黄土遇水发生骤然湿陷；膨胀土遇水膨胀，失水收缩等等。以上情况均能危及建筑物(构筑物)的安全，应该进行地基加固处理。地基加固包括：软土地基加固、膨胀土地基加固、岩溶地基加固(喀斯特地基加固)、液化砂土地基加固、湿陷性黄土地基加固等。

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