用堿液（氫氧化鈉溶液）加固地基，特別是加固濕陷性黃土地基，是我國60年代試驗研究成功的一種簡單、經(jīng)濟的地基處理方法，已在數(shù)百項工程上應用，效果良好。

一、地基處理與加固之堿液法加固機理

堿液加固是將一定濃度、溫度的堿液借自重灌入黃土中，與土中二氧化硅及三氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂等可溶性及交換性堿土金屬陽離子發(fā)生置換反應， 逐步在土粒外殼形成一層主要成分為鈉硅酸鹽及鋁硅酸鹽的膠膜，其反應方程式為：

當土粒周圍有充分的鈣離子存在時， 與產(chǎn)生的硅酸鈉發(fā)生化學反應生成強度高和難溶的硅酸鈣（ CaO m SiO2 xH2O）及石灰硅土狀膠結(jié)材料（ CaO x Na2O ySiO2），其反應式為

以上反應所得的膠結(jié)物能起到膠結(jié)土顆粒， 使土粒相互牢固地粘結(jié)在一起， 增強土顆料附加粘聚力的作用， 從而使土體得到加固。再上述反應是在固———液相間進行， 在常溫下反應速度緩慢，而提高溫度則能加速反應過程。對于鈣鎂離子含量較高的土（大于100mg 當量/1000g 土），僅灌入堿液即可得到較好的加固效果。對于鈣、鎂離子含量較少的土，可采用雙液法， 即在灌完堿液后， 再灌入氯化鈣溶液， 從而生成加固土所需要的氫氧化鈣與水硬性的膠結(jié)物（ nSiO2 xH2O），與土顆粒起到一定膠結(jié)作用，即所謂的硅化加固作用，其化學反應方程式為：

二、特點及適用范圍

堿液加固特點是：可有效提高地基強度（可達0.5MPa，相當天然土的2-5 倍），同時可大大消除或完全消除濕陷性， 降低壓縮性， 提高水穩(wěn)性， 而且作用施工設(shè)備簡單， 操作容易，材料易得，費用較低（僅為硅化法的三分之一） 。適用于濕陷性黃土地基；對于粘性土、素填土、地下水位以下的黃土地基， 經(jīng)試驗有效時也可應用， 但長期受酸性污水浸蝕的地基不宜采用。

堿液法處理地基施工

（一）、機具設(shè)備及材料要求

1、堿液加固機具設(shè)備包括：貯漿桶、注液管、輸漿膠管及閥門，以及加熱設(shè)備等。

2、堿液加固所用NaOH 溶液可用濃度大于30%或固體燒堿加水配制；對于NaOH 含量大于50g/L 的工業(yè)廢堿液和用土堿及石灰燒煮的土燒堿液，經(jīng)試驗對加固有效時亦可使用。

配制好的堿液中，其不溶性雜質(zhì)含量不宜超過1g/L，Na2CO3 含量不應超過NaOH 的5%。

CaCl2溶液要求雜質(zhì)含量不超過1g/L，而懸浮顆粒不得超過1%，pH 值不得小于5.5-6.0 。

（二）、施工要點

1、堿液加固設(shè)備及工藝如圖1。

圖1 堿液灌漿加固裝置

2、加固前，應在原位進行單孔灌注試驗，以確定單孔加固半徑、溶液灌注速度、溫度及灌注量等技術(shù)參數(shù)。

3、灌注孔用洛陽鏟或麻花鉆成孔，或用帶錐形頭的鋼管打入土中然后拔出成孔直徑一般為50-70mm 。先于孔中填料徑5-10mm 石子，至注液管下端標高，然后插入直徑20mm。

鍍鋅鐵皮制注液管，下部沿管長每20cm 鉆)#*個直徑3-4mm 的孔眼。

4、當灌注孔深度（石子填充部分）小于3m 時，注液管底部以上30cm 周圍應用粒徑0.5-20mm 小石子填充；大于3m 時高度應適當加大，以上用素土填充夯實直到地表為止。

當加固深大于5m，可以采用分層灌注，以保證加固的均勻性。

5、加固時，灌注孔應分期分批間隔打設(shè)和灌注， 同一批打設(shè)的灌注孔的時間距為2-3m ，每個孔必須灌注完全部溶液后，才可打設(shè)相鄰的灌注孔。

6、堿液加固多采用不加壓的自滲方式灌注，溶液宜采取加熱（溫度90-100 C）和保溫措施。灌注順序為：

1）單液法先灌注濃度較大（ 100-130%）的NaOH 溶液， 接著灌注較?。?50%）的NaOH溶液，灌注應連續(xù)進行，不應中斷。
2）雙液法按單液法灌完NaOH 溶液后，間隔4h 至1d 再灌注CaCl2 溶液。CaCl2 溶液同樣先濃（ 100-130%）后?。?50%）。為加快滲透硬化，灌注完后，可在灌注孔中通入1-1.5大氣壓的蒸氣加溫約1h。
當堿液的加入量為干土重的2-3%時，土體即可得到很好的加固。單液加固時，每1m3土體需NaOH 為40-50kg。雙液加固時， NaOH、CaCl2 各需30-40kg。
7、加固時，用蒸汽保溫可使堿液與地基地層作用得快而充分，即在70-100kPa 的壓力下通蒸汽1-3h ，如需灌CaCl2 溶液，在通汽后隨即灌注。應注意的是，對自重濕陷性顯著的黃土而言， 需用擠密成孔方法， 并且注漿和注汽要交叉進行， 使地基盡快獲得加固強度，以消除灌漿過程中所產(chǎn)生的附加沉陷。
8、加固已濕陷基礎(chǔ)，灌漿孔設(shè)在基礎(chǔ)兩側(cè)或周邊各布置一排。如要求將加固體連成一體，孔距可取0.7-0.8m。單孔的有效加固半徑R可達0.4m，有效厚度為孔長加0.5R。如不要求加固體連接成片， 加固體可視作樁體， 孔距為1.2-1.5m，加固土柱體強度可按,300-400kPa使用

三、工程實例

（一） 工程概況西安某學院一棟三層宿舍樓建造在濕陷性黃土地基上， 房屋兩側(cè)外部靠近基礎(chǔ)有一條墓道虛土坑，深達8.2m，未經(jīng)處理。由于地面雨水經(jīng)常沿虛坑滲入，浸濕地基產(chǎn)生濕陷， 導致基礎(chǔ)和墻身開裂， 曾先后采用局部加寬基礎(chǔ)打石灰樁、設(shè)基礎(chǔ)橫梁等方法進行加固處理，效果均不明顯，每當雨季，基礎(chǔ)繼續(xù)下沉，裂縫發(fā)展，最大不均勻下沉達250mm ，墻身裂縫寬達20mm 以上，與相鄰房屋接縫的磚墻相擠壓，破壞較為嚴重。為保證宿舍樓安全正常使用，經(jīng)研究采用堿液加固法對濕陷地基進行處理。

（二）施工情況及效果注漿孔沿基礎(chǔ)的兩側(cè)布置，圖1_a，在裂縫較大的地段，地基采用全面單液加固； 在墓道部位， 用地梁跨越墓道坑處將基礎(chǔ)抬起， 地梁兩端的地基采用雙液加固圖1_b。
地基加固后，經(jīng)多年考驗觀測，房屋穩(wěn)定，加固效果良好。

圖2 宿舍樓地基堿液加固法