当用水泥等颗粒型悬浮体浆液不能灌入或难以取得效果的特殊工程地质条件情况时，在水泥灌浆完成后，再使用化学灌浆，进行局部地段的补强灌浆。有的混凝土结构发生裂缝需要修补，也常用化学灌浆。

化学灌浆的主要优点是：①化学浆液属于溶液型，黏度低，可灌性好，能渗入小至0.001毫米的微细裂隙和泥化夹层中，改变夹泥的物理力学性能。②化学溶液从流体变成胶凝体或固体的聚合时间，可在几秒钟到数小时之间较准确地进行调节控制，可有效控制浆液扩散范围，可在很短的时间内封堵有压集中渗流。③其聚合体几乎是不透水的，渗透系数一般为10^-8厘米/秒，且在高水头下不易被挤出。化学灌浆的缺点：①除硅酸钠外，大多数化学浆材价格昂贵；②有的高分子化学浆材在聚合前有不同程度的毒性，施工时须采取严格的防护措施，防止损害工人健康和污染环境。

化学浆材种类很多，水利工程地基处理常用的有硅酸钠系、丙烯酸盐、聚氨酯、环氧树脂等。

化学灌浆方法有：①单液法，将浆液的各组成成分在灌浆前混合成单一浆液，用灌浆泵压送到钻孔内；②双液法，将浆液的各种成分预先配制成两种液体，使用比例泵按规定比例将两种液体灌注到钻孔内，在孔内混合进入岩土裂隙内完成聚合反应。

使用化学灌浆加固软弱破碎岩带时，通常先进行水泥高压固结灌浆，而后进行化学灌浆，称为复合灌浆。中国几座300米级的高拱坝的不良地质地段都进行了复合灌浆，使用环氧树脂类浆液达到千吨以上。