土的化學(xué)加固學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1土的化學(xué)土的化學(xué)(huxu)加固加固第一頁(yè)，共33頁(yè)。常用化學(xué)灌漿加固常用化學(xué)灌漿加固(ji )方法方法硅化法硅化法水泥土水泥土(nt)攪拌法攪拌法粉噴樁法粉噴樁法高分子材料高分子材料(cilio)第1頁(yè)/共32頁(yè)第二頁(yè)，共33頁(yè)。硅化法硅化法 將濃的硅酸鈉溶液和濃的氯化鈉溶液( 水玻璃) 注入地基中時(shí)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成(xngchng)固體，這種方式命名為“硅化法” 硅化加固反應(yīng)原理為: 灌注大量(dling)漿液后,軟弱的土體遭受擠壓且體積縮小，自身強(qiáng)度提高 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)與土體生成一種結(jié)構(gòu)緊密、強(qiáng)度較高抗?jié)撐g能力較強(qiáng)的新土體一“人造石”第2頁(yè)/共32頁(yè)第三頁(yè)，共33頁(yè)

2、。 硅化法分為壓力(yl)硅化、電動(dòng)硅化和加氣硅化三類(lèi)。其中，壓力(yl)硅化根據(jù)溶液不同又分為壓力(yl)雙液硅化、壓力(yl)單液硅化和壓力(yl)混合液硅化三種。第3頁(yè)/共32頁(yè)第四頁(yè)，共33頁(yè)。壓力硅化：用機(jī)械壓力把漿液均勻地注入目的層,漿液以充填、切割、劈裂、滲透等方式,排擠土粒間的水分、氣體,占據(jù)其位置(wi zhi),使原來(lái)松散、軟弱的土體、變?yōu)橐环N結(jié)構(gòu)緊密、強(qiáng)度較高抗?jié)撐g能力較強(qiáng)的新土體一“人造石”,它還具有一定的抬升地基的作用,從而達(dá)到硅化加固之目的。加氣硅化：先向地基土體中注入CO2 氣體, 使土體活化, 并將土顆粒中的水沖開(kāi), 然后采用低壓滲透法將稀釋后的水玻璃液體注入地

3、基土，與土體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成(shn chn)生成(shn chn)堿金屬水合硅酸鹽的二氧化硅凝膠,再注入CO2 氣體, 由于水玻璃強(qiáng)烈吸收CO2 而形成真空作用, 促進(jìn)溶液均勻分布于土中, 滲透到土的微孔內(nèi), 且形成硅酸凝膠體, 土體中的孔隙被漿液充填成為加固體。第4頁(yè)/共32頁(yè)第五頁(yè)，共33頁(yè)。幾種幾種(j zhn)硅化法的試用范圍硅化法的試用范圍第5頁(yè)/共32頁(yè)第六頁(yè)，共33頁(yè)。水泥土水泥土(nt)攪拌法攪拌法 利用深層攪拌機(jī)械將軟土和水泥(或水泥漿液)強(qiáng)制攪拌,并通過(guò)(tnggu)水泥(或水泥漿液)與軟土之間發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的土體。

4、 水泥土經(jīng)攪拌后發(fā)生(fshng)一系列物理化學(xué)反應(yīng),這是水泥土加固的根本原因,其主要反應(yīng)包括三個(gè)方面:水泥土加固原理第6頁(yè)/共32頁(yè)第七頁(yè)，共33頁(yè)。第7頁(yè)/共32頁(yè)第八頁(yè)，共33頁(yè)。粉噴樁法粉噴樁法 粉噴樁法屬于深層攪拌法加固(ji )地基方法的一種形式，也叫加固(ji )土樁。加固原理：利用粉體與軟土拌和后通過(guò)固結(jié)反應(yīng)(fnyng)形成穩(wěn)定的石灰土或水泥柱狀土,可提高地基承載力、減少沉降量、防止?jié)B漏、增加穩(wěn)定性等。試用范圍：處理淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、粉土和含水量較高(一般為30%70%)且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120 kPa的粘性土等地基。第8頁(yè)/共32頁(yè)第九頁(yè)，共33頁(yè)。粉噴樁施工(sh

5、 gng)工藝流程第9頁(yè)/共32頁(yè)第十頁(yè)，共33頁(yè)。1) 11#、12#、13#三個(gè)斷面預(yù)壓160天時(shí),固結(jié)度分別為76.3%、80%、85.72%,工后剩余沉降量為、10.7 cm,在相同樁間距情況下,樁長(zhǎng)者為好;在相同樁長(zhǎng)情況下,樁密者為好;2)粉噴樁尖以下尚存的軟土層越薄,加固的效果越好;粉噴樁復(fù)合地基(dj)能承受較大的加荷速率,且能有效地減少總沉降量,特別是樁身范圍內(nèi)的沉降量。第10頁(yè)/共32頁(yè)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。高分子材料高分子材料(cilio)加固法加固法高分子材料(cilio)的種類(lèi)第11頁(yè)/共32頁(yè)第十二頁(yè)，共33頁(yè)。 聚氨酯是采用多異氰酸酯和聚醚樹(shù)脂等作為主要(zhyo)材

6、料，再加入增塑劑、稀釋劑、表面活性劑、催化劑等配成漿液。灌入地層后，遇水而成凝膠體，起加固地基和防滲堵漏作用。加固機(jī)理: 聚氨醋灌漿材料被高壓注射到混凝土內(nèi)部,遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),開(kāi)始出現(xiàn)膨脹,借助緩慢膨脹力及持續(xù)外加壓力,使灌漿材料滲透(shntu)至微細(xì)縫隙,在短時(shí)間內(nèi)膨脹固化,從而達(dá)到完全止水和加固的目的。第12頁(yè)/共32頁(yè)第十三頁(yè)，共33頁(yè)。第13頁(yè)/共32頁(yè)第十四頁(yè)，共33頁(yè)。聚氨酯漿液(jingy)特點(diǎn) 漿液粘度(zhn d)低，可灌性好，結(jié)石有較高強(qiáng)度，可與水泥灌漿相結(jié)合，建立可靠防滲帷幕。 漿液遇水反應(yīng)后漿液粘度(zhn d)迅速增大，不會(huì)被稀釋和沖走，可用于動(dòng)水條件下防水堵漏，

7、封堵各種形式的地下、地面及管道漏水，封堵牢固，止水見(jiàn)效快。 耐久性好，安全可靠，不污染環(huán)境； 操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)效益好。第14頁(yè)/共32頁(yè)第十五頁(yè)，共33頁(yè)。土工(t n)合成材料加固 它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類(lèi)型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面(biomin)或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。第15頁(yè)/共32頁(yè)第十六頁(yè)，共33頁(yè)。土工合成(hchng)材料的分類(lèi)第16頁(yè)/共32頁(yè)第十七頁(yè)，共33頁(yè)。土工織物一般(ybn)特性第17頁(yè)/共32頁(yè)第十八頁(yè)，共33頁(yè)。濾層作用(zuyng) 土工織物過(guò)濾功能與傳統(tǒng)的砂、石等粒料濾層一樣,既可使水流(shuli

8、)通過(guò)又可防止土顆粒的流失,以免造成管涌現(xiàn)象“在水利、鐵路、公路、建筑等各項(xiàng)工程中,特別是水利工程中用作堤壩基礎(chǔ)或邊坡反濾層已極為普遍。在砂石料緊缺的地區(qū),用土工織物做反濾層,更顯示出它的優(yōu)越性。第18頁(yè)/共32頁(yè)第十九頁(yè)，共33頁(yè)。 當(dāng)水流從被保護(hù)土自右向左流入堆石體時(shí)，部分細(xì)土粒將被水流挾帶進(jìn)入堆石體。在被保護(hù)土一側(cè)的土工織物表面附近，較粗土粒首先被截留，使透水性增大。同時(shí)，這部分較粗粒層將阻止其后面(hu mian)的細(xì)土粒繼續(xù)被水流帶走，而且越往后細(xì)土粒被流失的可能性越小，于是就在土工織物的右側(cè)形成一個(gè)從左往右顆粒逐漸變細(xì)的“天然反濾層”。第19頁(yè)/共32頁(yè)第二十頁(yè)，共33頁(yè)。排水作用

9、(zuyng) 土工織物是一種透水材料(cilio),具有良好的法向和平面透水性,能排除地表面水和地下水，土工織物本身形成排水通道,土體的水分匯集在織物內(nèi),可沿著織物平面緩慢地排出土體。隔離(gl)作用 將土工織物放在兩種不同的材料之間或同一材料不同粒徑之間以及土體表面與上部建筑結(jié)構(gòu)之間,使其隔離開(kāi)來(lái)，當(dāng)受外部荷載作用時(shí),雖然材料受力互相擠壓,而由于土工織物在中間隔開(kāi),不使互相混雜或流失,保持材料的整體結(jié)構(gòu)和功能。第20頁(yè)/共32頁(yè)第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。加筋作用(zuyng) 土工織物埋在土體中充當(dāng)抗拉元件(yunjin)以分布土體所承受的應(yīng)力,增加土體的模量,限制土體側(cè)向位移,還增加土體和其

10、它材料之間的摩阻力,提高土體及有關(guān)建筑物的穩(wěn)定性。防護(hù)(fngh)作用 土工織物可以將比較集中的應(yīng)力擴(kuò)散開(kāi)予以減小,也可由一種物體傳遞到另一物體使應(yīng)力分解,防止土體受外力作用破壞,起到對(duì)材料的防護(hù)作用。第21頁(yè)/共32頁(yè)第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。土工合成材料在道路(dol)工程的應(yīng)用第22頁(yè)/共32頁(yè)第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。1、臨時(shí)(ln sh)道路 利用土工織物(zhw)的隔離、排水、反濾,補(bǔ)強(qiáng)等多種功能,改變土基的物理力學(xué)性質(zhì),以改善其通車(chē)性能。多用針刺或熱粘型無(wú)紡?fù)凉た椢?zhw)1、集料一土工織物(zhw)一土基;2、剛性板一土工織物(zhw)一土基;3、縱柔橫剛的土工網(wǎng)一土工織物(zhw)

11、一土基。第23頁(yè)/共32頁(yè)第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。第24頁(yè)/共32頁(yè)第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。2、面層與基層之間的柔性(ru xn)路面結(jié)構(gòu)層 高等級(jí)公路要求強(qiáng)基薄面,將高模量的土工合成材料置于路面結(jié)構(gòu)層中,可增大路面結(jié)構(gòu)層的抗拉強(qiáng)度(kn l qin d),減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度,保持路面的結(jié)構(gòu)完整性。第25頁(yè)/共32頁(yè)第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。應(yīng)用(yngyng)實(shí)例1、江蘇高速公路、京福高速公路采用土工格柵進(jìn)行路基路面加筋。2、上海外灘二期道路(dol)拓寬工程的中山東二路采用三層土工織物分層包裹碎石、水泥粉煤灰及回填土形成人造硬殼層。第26頁(yè)/共32頁(yè)第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。3、加固(ji )軟土地

12、基1、用塑料排水板代替(dit)砂井以加速軟土地基的固結(jié),提高地基承載力2、用土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)結(jié)合(jih)碎石或砂礫墊層鋪設(shè)于軟土地基和路堤之間,利用其抗拉強(qiáng)度加筋軟基路堤,保證路堤的穩(wěn)定性。第27頁(yè)/共32頁(yè)第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。應(yīng)用(yngyng)實(shí)例1、津京塘高速公路將土工織物鋪設(shè)于路堤底部,和塑料排水板結(jié)合進(jìn)行軟土地基處理,取得較好效果。2、江蘇高速公路及汾灌高速公路采用有紡?fù)凉た椢锛?0 cm的砂礫層(或碎石墊層)進(jìn)行軟弱地基加筋,在基坑底部和碎石墊層頂部(dn b)分別鋪設(shè)土工網(wǎng)處理軟基地段小型構(gòu)筑物基礎(chǔ).3、洛三高速公路采用土工網(wǎng)包裹50 cm厚碎石墊層進(jìn)行軟基處理的。第28頁(yè)/共32頁(yè)第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。4、用于護(hù)坡(hp) 用土工格柵和復(fù)合(fh)加筋帶構(gòu)筑加筋土擋墻和橋臺(tái)或加陡路堤邊坡,增強(qiáng)穩(wěn)定性,節(jié)省占地，也用于路堤邊坡加強(qiáng)層。第29頁(yè)/共32頁(yè)第三十頁(yè)，共33頁(yè)。第30頁(yè)/共32頁(yè)第三十一頁(yè)，共33頁(yè)。第31頁(yè)/共32頁(yè)第三十二