硅化法

在我國的濕陷性黃土地區， 常用的處理地基的化學法主要有硅化法和鹼液加固法兩種。硅化法由於其工藝簡單、 設備價格便宜，使用性、機動性靈活，技術方法簡單，易於掌握和操作，加固後的效果明顯，加固後地基的強度、承載力都有極大的提高，從而從根本上消除黃土的濕陷性，極大地降低黃土的壓縮性，故被廣泛地運用於濕陷性黃土地區，處理黃土地基。由於有多種注入漿液的方法，根據注入方式的不同，可以將硅化法細分為壓力硅化、電動硅化和加氣硅化三大類型，另外採用較多的壓力硅化法，可根據溶液中成分的不同，又可以分為雙液硅化、壓力單液硅化和壓力混合液硅化三種 ^[1]  。

單液硅化適用於加固滲透係數為 0.1～2.0米/日的濕陷性黃土和滲透係數為0.3～5.0米/日的粉砂。 加固濕陷性黃土時，溶液由濃度為10～15%的硅酸鈉溶液摻入2.5%氯化鈉組成。溶液入土後,鈉離子與土中水溶性鹽類中的鈣離子（主要為硫酸鈣）產生離子交換的化學反應,在土粒間及其表面形成硅酸凝膠,可以使黃土的無側限極限抗壓強度達到0.6～0.8兆帕。加固粉砂時，在濃度較低的硅酸鈉溶液內（比重為1.18～1.20）加入一定數量的磷酸（比重為1.02），攪拌均勻後注入，經化學反應後，其無側限極限抗壓強度可達0.4～0.5兆

雙液硅化適用於加固滲透係數為 2～8米/日的砂性土；或用於防滲止水，形成不透水的帷幕。硅酸鈉溶液的比重為1.35～1.44，氯化鈣溶液的比重為1.26～1.28。兩種溶液與土接觸後，除產生一般化學反應外，主要產生膠質化學反應，生成硅膠和氫氧化鈣。在附屬反應中，其生成物也能增強土顆粒間的連結，並具有填充孔隙的作用。砂性土加固後的無側限極限強度可達1.5～6.0兆帕。

混合液由不同劑量鋁酸鹽溶液和水玻璃溶液混合而成，通過壓力直接將混合溶液一次性的壓入土中，導致水玻璃與鋁酸鹽在土中發生化學反應， 生成較多的硅膠和硅酸鋁鹽的凝膠物質，同時溶解土中可溶性物質， 膠結土顆粒，使土體膠結在一起成為一個整體，從而得到加固和降低土體的滲透性。

電化學加固法或電動雙液硅化法簡稱為電動硅化法，是基於壓力雙液硅化法的基礎上，通過設置陰陽電極後通入直流電，利用電滲作用可以將溶液的分佈半徑擴大，這樣就擴大了硅化法的加固半徑，提高了硅化法的加固效果。在施工工程中，可以把帶孔注漿液管作為陽極，鐵棒作為陰極，然後把水玻璃和氯化鈣溶液先後通過作為陽極的注漿管壓入土中，接通電流後，就會導致孔隙水由陽極流向陰極，故而化學溶液也隨水流滲流，分佈在土的孔隙中，通過化學反應後生成硅膠和硅酸鋁鹽的凝膠物質，而且在電滲作用下還可以導致硅膠部分脱水，這樣就加速了硅膠膠結土體的加固過程，使土體的強度迅速增加。

加氣硅化法是預先將少量的二氧化碳氣體注入到需要加固的地基中，使土體孔隙中的空氣有一部分被二氧化碳氣體取代，從而就導致土體活化，接着注入水玻璃到含有二氧化碳氣體土體中，然後再次將二氧化碳氣體壓入到土體中，這樣就導致呈鹼性的水玻璃溶液極大地吸收了二氧化碳，從而導致形成了自真空作用，反應生成的硅膠可以將土中 95%～97%的孔隙填充，使得硅膠在土中的膠結作用達到最大化，從而使地基得到了充分的加固。

建築物(構築物)地基的強度、變形和穩定性不能滿足正常使用要求時所採取的加固措施。如：軟土地基的強度——地基承載力設計值低於基礎的豎向荷載；地基實際變形超過地基變形容許值;地基失穩，發生滑動的可能；地震時飽和粉砂和粉土，可能發生液化，引起噴水冒砂；岩溶(喀斯特)形成的溶洞、溶溝和土洞;濕陷性黃土遇水發生驟然濕陷；膨脹土遇水膨脹，失水收縮等等。以上情況均能危及建築物(構築物)的安全，應該進行地基加固處理。地基加固包括：軟土地基加固、膨脹土地基加固、岩溶地基加固(喀斯特地基加固)、液化砂土地基加固、濕陷性黃土地基加固等。