CN109914436A - 一种自流平硬化土的制备与回填方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自流平硬化土的制备与回填方法，自流平硬化土的骨料是由废弃的泥土组成；胶凝材料为多种工业生产排放的固体废料经加工制成的回填型土体硬化剂；这种自流平硬化土具有抗渗性好、强度适中和环保的三重功效，既可防止地下水对回填料本身的浸蚀，同时还可以与基础结构紧密结合，防止地表水沿结构与回填料的界面下渗。消除了回填施工过程对结构层的影响和破坏，节省了建设成本。填补了地下开挖空隙回填材料的空白，具有节能减排、绿色环保的社会价值和降低建筑工程造价的经济效益。

Description

一种自流平硬化土的制备与回填方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体的来说涉及地基及地下开挖回填料的制备方法。

背景技术

对于地基及地下开挖回填料的选择，需要满足(1)、施工简单易行，加适量的水与开挖的弃土经搅拌后即可形成近似自由流体浆料，能快速展开并充填到各种形状和尺寸的空隙中；(2)、施工速度快，省去了人工和机械振捣的工作与时间，能在较短时间内即可硬化，承载荷重，大幅缩短工期；(3)、预拌混合产品，质量均匀稳定，施工现场干净整洁，有利于文明施工。

传统的地基及地下开挖的回填材料主要有：

(1)素混凝土材料：流动性较差，需要振捣。素混凝土强度和弹性模量与原位地层相差较大，回填后将产生较大的变形差异，当作为路基时，其回填料与周边地基土的弹性模量差异较大，将会产生差异变形。此外，沙石水泥价格持续走高，使混凝土价格居高不下，且供应紧张导致成本高、工期无保障；施工难度大，使得有些地方甚至无法施工，工程质量和安全无法保障；

(2)级配砂石回填：级配砂石成本高且货源少，施工空间狭小不易夯实且施工不安全；

(3)三合土回填：采用震动压路机碾压，可能对结构产生影响；有些位置机具无法到达，无法碾压；压实度难以达到，有较大的沉降风险。

(4)素土回填：回填素土无法保证密实度，尤其是小的间隙内无法回填。易产生较大的差异沉陷；有些部位施工空间狭小，压实机具到位不了，有很大的回填后沉降风险。

针对以上问题，针对地下开挖后在地下结构的间隙内回填料的施工要求，发明一种新型的回填材料是十分必要的。

这种回填材料应具有抗渗性好、强度适中和环保的三重功效，既可防止地下水对回填料本身的浸蚀，同时还可以与基础结构紧密结合，防止地表水沿结构与回填料的界面下渗。

由于地下回填的空间狭窄，施工时无法采用大型夯实和碾压设备，为减少施工对结构层的影响和破坏，节省了建设成本，需要这种回填料能自流平，自密实，消除了施工人员工作不到位等因素的影响。

另外，工业生产的固体废弃物是当今钢铁、电力、化工、治金、陶瓷和铸造行业亟需处理的工业垃圾，将这些工业废弃物资源化利用将是一个重要的发展方法。因此，利用工业固废发明一种新型、绿色的回填材料硬化剂的前景是光明的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种自流平硬化土及其制备方法。具体的内容如下：

所述的一种自流平硬化土是由工业固体废弃料配制的一种回填型土体硬化剂与地下开挖的弃土、建筑碴土等加水、拌均、胶凝而成的一种水硬性无机复合材料；施工状态呈流塑状，能自行流动；自流平硬化土的单轴抗压强度为50KPa以上；自流平硬化土制备的水胶比大于0.5；

所述回填型土体硬化剂是由矿渣微粉、粉煤灰、脱硫灰、废石膏、陶瓷灰、尾矿粉、铸造灰和石粉等，选择二种以上粉体材料，加入激发外加剂配制而成；自流平硬化土的塌落度大于200mm；自流平硬化土能以自流的方式充填到需要回填的空间中，不需要振动就能自密实；自流平硬化土的密实度是按标准贯入级数N控制的。

所述的自流平硬化土中硬化剂掺入量为土体重量的5％以上；

所述的自流平硬化土的制备方法，包含如下具体步骤：

(1)将废弃的泥土加到搅拌机内并加入分散剂，使泥土松散并预搅拌均匀；

进一步，当泥土为较松散的泥土时，预拌时不需加入分散剂；

(2)将硬化剂加水制成浆液；

(3)将硬化剂浆液泵入泥土搅拌机内，与已分散均匀的泥土混合；

(4)充分搅拌混合使泥土的颗粒与固化剂充分融合；

(5)按硬化土的流动性和设计要求的标准贯入级数控制加水量；

(6)通过搅拌混合时间来控制其混合的均匀性；

(7)从搅拌机的出口处用管道输送到回填处；

进一步，当现场没有制作硬化土的施工场地或没有废弃的泥土时，硬化土的制备可以在专门的搅拌站配制，然后用混凝土罐车运送到需要回填的现场。

有益效果：自流平硬化土填补了建筑地基回填施工的高效快速回填材料的空白，与现有技术相比，用工业生产的固废材料作为土体硬化剂制作的自流平硬化土，具有节能减排、绿色环保的社会价值和降低建筑工程造价的经济价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明所述一种回填型土体硬化剂制备示意图。

图2为本发明所述的回填现场制备自流平硬化土及回填流程图。

图3为本发明所述的弃土点制备自流平硬化土及回填流程图。

图中：1—土体硬化剂粉体灌装车，2---土体硬化剂粉体贮存罐，21---粉体输送器，22---硬化剂浆液搅拌器，23---硬化剂浆液贮存罐，24---控制室，25---硬化剂浆液输送泵，26--硬化剂浆液计量器，27---贮水罐，3---自流平硬化土搅拌机，31---自流平硬化土输送车，32---自流平硬化土输送管道，33---自流平硬化土，4---地下结构，41---地下开挖后的回填区域。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

为了充分说明一种自流平硬化土及其制作方法，需要的回填型土体硬化剂是由按图1所示的方法生产的。

从图1的流程图可看出，回填型土体硬化剂是由矿碴经磨机加工成微粉与粉煤灰、脱硫灰或废石膏粉、或陶瓷灰或尾矿粉以等固废，经充分混合搅拌均匀，加入活性激发型外加剂混合制成。

回填现场制作自流平硬化土及回填施工流程如图2所示：

第一步：将回填型土体硬化剂用粉体罐装车1运至回填现场，输送到粉体贮存罐2中。

第二步：用粉体输送器21将回填型土体硬化剂输送到硬化剂浆液搅拌器22中，从贮水罐27中加水，制成硬化剂浆液放入到贮存罐23中临时存放，整过操作过程是由控制室24进行管理。

第三步：将废弃的泥土加入到搅拌机3内并加入分散剂，使泥土松散并预搅拌均匀；当泥土为较松散的泥土时，预拌时不需加入分散剂；

第四步：，使用硬化剂浆液输送泵25，经硬化剂浆液计量器26将回填型土体硬化剂量化输送到自流平硬化土搅拌机3中与已分散均匀的泥土混合；

第五步：充分搅拌混合使泥土的颗粒与固化剂充分融合；

加水控制标准：按硬化土的流动性和设计要求的标准贯入级数N控制加水量；

均匀性控制标准：通过搅拌混合时间来控制其混合的均匀性；

流动性检测，从搅拌机出口处取样品，用流动计测量其流动秒数，用；搅拌的均匀性是按每立方米土体在规定搅拌叶片数量和搅拌速度与时间量的乘积，建立的标准。

第六步，经检测合格后，从搅拌机的出口处用管道32输送自流平硬化土33到达地下结构4的回填区域41处，通过自流方式分层回填。

第七步：回填结束后用塑料膜覆盖其表面，养护过程可适量撒水，让其硬化；冬季应做好防冻保暖措施。

第八步：硬化土的质量检验，按标准贯入度级数N与设计要求的值对比来确定其分层的回填的质量。

弃土点制作自流平硬化土及回填施工流程如图3所示：

第一步：将回填型硬化剂的制浆机2和自流平硬化土搅拌机3安装在弃土点位置；

第二步：将回填型土体硬化剂用粉体罐装车1运至弃土点位置，输送到粉体贮存罐2中存放。

第三步：用粉体输送器21将回填型土体硬化剂输送到硬化剂浆液搅拌器22中，从贮水罐27中加水，制成硬化剂浆液放入到贮存罐23临时存放，整过操作过程是由控制室24进行管理。

第四步：将废弃的泥土加到搅拌机3内并加入分散剂，使泥土松散并预搅拌均匀；当泥土为较松散的泥土时，预拌时不需加入分散剂；

第五步：使用硬化剂浆液输送泵25，经硬化剂浆液计量器26将回填型土体硬化剂量化输送到自流平硬化土搅拌机3中与已分散均匀的泥土混合；

第六步：充分搅拌混合使泥土的颗粒与固化剂充分融合；

加水控制标准：按硬化土的流动性和设计要求的标准贯入级数控制加水量；

均匀性控制标准：通过搅拌混合时间来控制其混合的均匀性；

流动性检测，从搅拌机出口处取样品，用流动计测量其流动秒数，用；搅拌的均匀性是按每立方米土体在规定搅拌叶片数量和搅拌速度与时间量的乘积，建立的标准。

第七步，经检测合格后，从搅拌机的出口处用管道32输送自流平硬化土33到自流平硬化土输送车31中，运送到达地下结构4的回填区域41处，通过自流方式分层回填。

第八步：回填结束后用塑料膜覆盖其表面，养护过程可适量撒水，让其硬化；冬季应做好防冻保暖措施。

第九步：硬化土的质量检验，按标准贯入度级数N与设计要求的值对比来确定其分层的回填的质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，所述的自流平硬化土是由工业固体废弃料配制的一种回填型土体硬化剂与地下开挖的弃土、建筑碴土等加水、拌均、胶凝而成的一种水硬性无机复合材料；施工状态呈流塑状，能自行流动；所述回填型土体硬化剂是由矿渣微粉、粉煤灰、脱硫灰、废石膏、陶瓷灰、尾矿粉、铸造灰和石粉等，由二种以上粉体材料，加入激发外加剂配制而成；自流平硬化土的塌落度大于200mm；自流平硬化土的密实度是按标准贯入级数N控制的。

2.根据权利要求1所述的一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，自流平硬化土的单轴抗压强度为50KPa以上。

3.根据权利要求1所述的一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，自流平硬化土制备的水胶比大于0.5。

4.根据权利要求1所述的一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，自流平硬化土中硬化剂掺入量为土体重量的5％以上。

5.根据权利要求1所述的一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，包含如下具体步骤：

(1)将废弃的泥土加到搅拌机内并加入分散剂，使泥土松散并预搅拌均匀；

进一步，当泥土为较松散的粉状泥土时，预拌时不需加入分散剂；

(2)将硬化剂加水制成浆液；

(3)将硬化剂浆液泵入泥土搅拌机内，与已分散均匀的泥土混合；

(4)充分搅拌混合使泥土的颗粒与固化剂充分融合；

(5)按硬化土的流动性控制加水量；

(6)通过搅拌混合时间来控制其混合的均匀性；

(7)从搅拌机的出口处用管道将流态的硬化土输送到回填处；

进一步，当现场没有制作硬化土的施工场地或没有废弃的泥土时，硬化土的制备能在专门的搅拌站配制，然后用混凝土罐车运送到需要回填的现场。

6.根据权利要求1所述的一种自流平硬化土的制备与回填方法，其特征是，硬化土能以自流的方式充填到需要回填的空间中，不需要振动就能自密实。