用碱液（氢氧化钠溶液）加固地基，特别是加固湿陷性黄土地基，是我国60年代试验研究成功的一种简单、经济的地基处理方法，已在数百项工程上应用，效果良好。

一、地基处理与加固之碱液法加固机理

碱液加固是将一定浓度、温度的碱液借自重灌入黄土中，与土中二氧化硅及三氧化铝、氧化钙、氧化镁等可溶性及交换性碱土金属阳离子发生置换反应， 逐步在土粒外壳形成一层主要成分为钠硅酸盐及铝硅酸盐的胶膜，其反应方程式为：

当土粒周围有充分的钙离子存在时， 与产生的硅酸钠发生化学反应生成强度高和难溶的硅酸钙（ CaO m SiO2 xH2O）及石灰硅土状胶结材料（ CaO x Na2O ySiO2），其反应式为

以上反应所得的胶结物能起到胶结土颗粒， 使土粒相互牢固地粘结在一起， 增强土颗料附加粘聚力的作用， 从而使土体得到加固。再上述反应是在固———液相间进行， 在常温下反应速度缓慢，而提高温度则能加速反应过程。对于钙镁离子含量较高的土（大于100mg 当量/1000g 土），仅灌入碱液即可得到较好的加固效果。对于钙、镁离子含量较少的土，可采用双液法， 即在灌完碱液后， 再灌入氯化钙溶液， 从而生成加固土所需要的氢氧化钙与水硬性的胶结物（ nSiO2 xH2O），与土颗粒起到一定胶结作用，即所谓的硅化加固作用，其化学反应方程式为：

二、特点及适用范围

碱液加固特点是：可有效提高地基强度（可达0.5MPa，相当天然土的2-5 倍），同时可大大消除或完全消除湿陷性， 降低压缩性， 提高水稳性， 而且作用施工设备简单， 操作容易，材料易得，费用较低（仅为硅化法的三分之一） 。适用于湿陷性黄土地基；对于粘性土、素填土、地下水位以下的黄土地基， 经试验有效时也可应用， 但长期受酸性污水浸蚀的地基不宜采用。

碱液法处理地基施工

（一）、机具设备及材料要求

1、碱液加固机具设备包括：贮浆桶、注液管、输浆胶管及阀门，以及加热设备等。

2、碱液加固所用NaOH 溶液可用浓度大于30%或固体烧碱加水配制；对于NaOH 含量大于50g/L 的工业废碱液和用土碱及石灰烧煮的土烧碱液，经试验对加固有效时亦可使用。

配制好的碱液中，其不溶性杂质含量不宜超过1g/L，Na2CO3 含量不应超过NaOH 的5%。

CaCl2溶液要求杂质含量不超过1g/L，而悬浮颗粒不得超过1%，pH 值不得小于5.5-6.0 。

（二）、施工要点

1、碱液加固设备及工艺如图1。

图1 碱液灌浆加固装置

2、加固前，应在原位进行单孔灌注试验，以确定单孔加固半径、溶液灌注速度、温度及灌注量等技术参数。

3、灌注孔用洛阳铲或麻花钻成孔，或用带锥形头的钢管打入土中然后拔出成孔直径一般为50-70mm 。先于孔中填料径5-10mm 石子，至注液管下端标高，然后插入直径20mm。

镀锌铁皮制注液管，下部沿管长每20cm 钻)#*个直径3-4mm 的孔眼。

4、当灌注孔深度（石子填充部分）小于3m 时，注液管底部以上30cm 周围应用粒径0.5-20mm 小石子填充；大于3m 时高度应适当加大，以上用素土填充夯实直到地表为止。

当加固深大于5m，可以采用分层灌注，以保证加固的均匀性。

5、加固时，灌注孔应分期分批间隔打设和灌注， 同一批打设的灌注孔的时间距为2-3m ，每个孔必须灌注完全部溶液后，才可打设相邻的灌注孔。

6、碱液加固多采用不加压的自渗方式灌注，溶液宜采取加热（温度90-100 C）和保温措施。灌注顺序为：

1）单液法先灌注浓度较大（ 100-130%）的NaOH 溶液， 接着灌注较稀（ 50%）的NaOH溶液，灌注应连续进行，不应中断。
2）双液法按单液法灌完NaOH 溶液后，间隔4h 至1d 再灌注CaCl2 溶液。CaCl2 溶液同样先浓（ 100-130%）后稀（ 50%）。为加快渗透硬化，灌注完后，可在灌注孔中通入1-1.5大气压的蒸气加温约1h。
当碱液的加入量为干土重的2-3%时，土体即可得到很好的加固。单液加固时，每1m3土体需NaOH 为40-50kg。双液加固时， NaOH、CaCl2 各需30-40kg。
7、加固时，用蒸汽保温可使碱液与地基地层作用得快而充分，即在70-100kPa 的压力下通蒸汽1-3h ，如需灌CaCl2 溶液，在通汽后随即灌注。应注意的是，对自重湿陷性显著的黄土而言， 需用挤密成孔方法， 并且注浆和注汽要交叉进行， 使地基尽快获得加固强度，以消除灌浆过程中所产生的附加沉陷。
8、加固已湿陷基础，灌浆孔设在基础两侧或周边各布置一排。如要求将加固体连成一体，孔距可取0.7-0.8m。单孔的有效加固半径R可达0.4m，有效厚度为孔长加0.5R。如不要求加固体连接成片， 加固体可视作桩体， 孔距为1.2-1.5m，加固土柱体强度可按,300-400kPa使用

三、工程实例

（一） 工程概况西安某学院一栋三层宿舍楼建造在湿陷性黄土地基上， 房屋两侧外部靠近基础有一条墓道虚土坑，深达8.2m，未经处理。由于地面雨水经常沿虚坑渗入，浸湿地基产生湿陷， 导致基础和墙身开裂， 曾先后采用局部加宽基础打石灰桩、设基础横梁等方法进行加固处理，效果均不明显，每当雨季，基础继续下沉，裂缝发展，最大不均匀下沉达250mm ，墙身裂缝宽达20mm 以上，与相邻房屋接缝的砖墙相挤压，破坏较为严重。为保证宿舍楼安全正常使用，经研究采用碱液加固法对湿陷地基进行处理。

（二）施工情况及效果注浆孔沿基础的两侧布置，图1_a，在裂缝较大的地段，地基采用全面单液加固； 在墓道部位， 用地梁跨越墓道坑处将基础抬起， 地梁两端的地基采用双液加固图1_b。
地基加固后，经多年考验观测，房屋稳定，加固效果良好。

图2 宿舍楼地基碱液加固法