CN110526733A - 一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法、施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法、施工方法，属于岩土工程技术领域。其技术方案为：一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法、施工方法，轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成；该施工方法包括轻质陶粒或者胶结型陶粒回填土预制备步骤和施工步骤。本发明的有益效果为：本发明充分利用地下空间开发的淤泥质土以及农业生产过程中产生废弃物为主要原料制成陶粒，制成的陶粒土密度小、强度高，作为回填土可有效减轻作用于下覆土体上的荷载，从而减小沉降，还可减轻作用于挡土结构物上的侧向土压力，增强稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种用于回填土技术的淤泥质土轻质陶粒的制备方法、施工方法。
背景技术
随着社会的发展以及城市化进程的不断推进，人类社会对地球资源的加速消耗，人口膨胀、土地紧张、能源短缺、环境恶化等一系列难题加速呈现。人们将目光转移到城市地下空间的利用以及沿海沿江地区的围海造地的开发，城市地下空间的开发涉及到地铁隧道、地下综合管廊、地下商场等，这些地下空间工程的开发，势必产生大量的渣土，而在当前国内环保要求愈加严格的背景下，渣土的向外运输将受到严重限制。而江河湖海等的疏浚工程也会产生大量的淤泥弃土，不能直接用作地基土使用。当前，这些弃土的处置方式主要是简单的堆放和填埋，不仅会占用大量的土地，还会造成严重的环境污染。
此外，我国也是农业大国，每年由于农作物而产生的秸秆数量大，种类多，分布广。故可将秸秆集中进行无烟或少烟碳化处理，合理开发利用农作物秸秆资源可以有效减少农村生态环境污染问题，所生成的秸秆灰作为工业生产原料，同渣土一样，若能同时进行集中处理再利用，也就解决了城市化进程中比较棘手的两大难题。
城市建设中的桥台和挡墙等挡土结构物、地下管线、地下综合管廊主体结构施工结束后，还要进行回填，而采取普通的回填土将会产生不均匀沉降的问题，在软土地基中该问题尤为突出。而采用轻质回填料进行回填是解决该问题的一条有效途径。由此，一种由淤泥质土制备轻质陶粒回填土的技术显得尤为重要。
目前现有的专利较多提出以渣土为主要原料。专利号：201610494795.5《一种利用地铁轨道渣土制备轻质陶粒的方法》其仅采用渣土与粉煤灰混合，生产出的陶粒表面易出现裂缝，浸水条件下，强度下降明显。专利号：201710204695.9《一种利用渣土制备轻质陶粒的方法》中将渣土生料与碳化稻壳灰、粉煤灰混合均匀制得配合料，采用喷雾碳酸氢钠溶液使得陶粒膨胀(发泡)温度范围增加，筒压强度为1.7-2.2MPa，强度较低。
另外，目前制备陶粒大多用于花盆底土或陶粒轻质混凝土，而不是作为土工回填材料，因此目前已有方法制备的轻质陶粒的物理力学性质不能够满足土工回填料的要求。为了更好地获得轻质高强的陶粒回填料解决实际工程问题，本申请具体提出一种淤泥质土制备轻质陶粒回填土的技术。
如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法、施工方法，该方法利用地下空间开发产生的淤泥质土以及农业秸秆废弃物为主要原料制成陶粒，不仅解决了废弃土的处置问题，也解决了广大农村地区秸秆燃烧带来的环境污染问题，可以变废为宝，改进现有制备陶粒方法，采用化学方法、分级燃烧，缩短烧制时间，提高生产效率，可制得更加轻质高强的陶粒；此外，按照工程实际需要不加或适当掺入一定比例的胶结材料，形成一种轻质陶粒回填土，用于软基上地下管线、地下综合管廊、桥台、挡土墙等的回填，并有效解决回填普通土时产生的土压力和差异沉降大的问题。
本发明是通过如下措施实现的：一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法，其中，所述轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成。
所述淤泥质土、粉煤灰、秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％，均匀混合，水固比为5％-20％，铝酸钠溶液、弱有机酸溶液的质量浓度均为1％-10％，一级预热温度为400℃-600℃，时间30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％，二级焙烧温度在1000℃-1150℃，时间5-20min。
其中，所述淤泥质土的含水率29.7％-42.8％，重度为17.3-18.8kN/m3，孔隙比0.936-1.198，塑限指数7.0-15.3，液限指数0.82-3.05，100-200kPa下的压缩系数为0.29-14MPa-1，压缩模量为2.97-7.90MPa。
其中，所述秸秆灰是由小麦、水稻、玉米、薯类、棉花、甘蔗、油料作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分经粉碎机粉碎，添加至碳化设备中集中进行碳化处理，在650℃条件下隔绝空气加热分解为碳和其他产物。
其中，所述弱有机酸包括柠檬酸、乙酸、草酸、柠檬酸铁、羟基亚乙基二磷酸、顺丁烯二酸、己二酸、反丁烯二酸的一种或者几种的组合。
为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于回填土技术的轻质陶粒施工方法，包括轻质陶粒或者胶结型陶粒回填土预制备步骤和施工步骤，具体包括如下内容：
所述质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤：
1)由权利要求1至权利要求4制成的轻质陶粒堆积形成或由轻质陶粒、胶结材料和水的质量百分比为：59％-82％∶6％-40％∶1％-12％混合并搅拌均匀形成胶结型陶粒回填土；
2)将地下空间开挖时产生的淤泥质土，按照淤泥质土∶粉煤灰∶秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％进行混合均匀成为固体，水固比为5％-20％；
3)按照所述步骤2)中各个原料配比搅拌均匀形成浆体，采用制球机挤出，辊压，成球，依次喷淋质量浓度均为1％-10％的铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，以多通道燃烧器以一级温度400℃-600℃进行预热30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％时，再进行二级焙烧，提高温度至1000℃-1150℃生成陶粒，时间约为5-20min；
4)采用回转式冷却机对陶粒进行冷却；
5)采用振动筛分机器对步骤4)中陶粒进行筛分，其中振动方孔筛边长4mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm、32mm，筛分后入库保存；
6)如需胶结型陶粒回填土，则将制成的陶粒、胶结材料与水按照质量百分比：59％-82％，6％-40％，1％-12％混合搅拌均匀；
所述施工步骤为：
步骤一：将轻质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤中制得的轻质陶粒或胶结型陶粒回填土利用卡车或罐车运送到回填场地，卡车直接卸载，罐车采用压缩空气以气压方式浇注，采用搅拌车运输胶结形陶粒回填土，并在初凝前运到回填场地；
步骤二：铺设底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，排水设施靠近陶粒一侧采用细目滤网封堵，避免管道堵塞；
步骤三：在预填场地铺设一层土工布，分层填铺陶粒回填土，每层厚度1m，小型工程以及回填挡墙、桥台结构物每层填铺厚度不超过0.6m；
步骤四：每填铺一层，采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土体积减小至10％或高度减小0.1m为止；
步骤五：陶粒回填土填铺完成后，在陶粒回填土的顶层再铺设一层土工布，以隔离上部的盖层；
步骤六：可根据铺设厚度，采用石块对步骤五中的土层进行压重抗浮；
步骤七：进行上部路面基层和路面结构层施工。
其中，所述胶结材料包括水泥、石灰、石膏、地聚合物；
其中，所述焙烧制成的陶粒单颗粒点荷载强度为4.8-5.4MPa，松散陶粒堆积料100-200kPa下的压缩系数为0.134-0.148MPa-1，水泥添加量10％的胶结型陶粒回填土的峰值抗压强度为0.75MPa；
其中，所述陶粒的粒径范围为0-32mm，颗粒堆积密度范围为0.3-1.2g/cm3。
其中，所述胶结材料为水泥、石灰、石膏、地聚合物的任一几种的组合。
所述陶粒回填土可应用于桥台、挡土墙、地下室侧墙、隧道、管廊、管线以及软土地基上路堤的回填料。
本发明的有益效果为：
(1)充分利用地下空间开发的淤泥质土以及农业生产过程中产生废弃物为主要原料制成陶粒，不仅解决了废弃土的处置问题，也解决了广大农村地区秸秆燃烧带来的环境污染问题，可以变废为宝，符合可持续发展、建设美丽中国的理念。
(2)陶粒回填土的密度、强度可根据工程需要通过调节陶粒粒径以及掺入胶结材料的含量等进行控制，灵活性好、适应性强；
(3)制成的陶粒土密度小、强度高，作为回填土可有效减轻作用于下覆土体上的荷载，从而减小沉降，还可减轻作用于挡土结构物上的侧向土压力，增强稳定性。
(4)陶粒制备方法改进现有制备陶粒方法，采用化学方法、分级燃烧，缩短烧制时间，提高生产效率，节能环保。
附图说明
图1为本发明实施例1中的轻质陶粒土回填挡墙示意图；
图2为本发明实施例2中轻质陶粒土回填桥台示意图；
图3为本发明实施例3中轻质陶粒土换填软土路基示意图；
图4为本发明实施例4中轻质陶粒土回填隧道、管廊、管线等地下结构物示意图。
其中，附图标记为：1、浆砌块石封盖；2、陶粒回填土；3、挡土结构物；4、软土地基；5、路面结构层；6、路面基层；7、原土层；8、隧道；9、管廊；10、管线；11、植物防护
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法，其中，所述轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成；
所述淤泥质土、粉煤灰、秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％，均匀混合，水固比为5％-20％，铝酸钠溶液、弱有机酸溶液的质量浓度均为1％-10％，一级预热温度为400℃-600℃，时间30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％，二级焙烧温度在1000℃-1150℃，时间5-20min。
具体地，所述淤泥质土的含水率29.7％-42.8％，重度为17.3-18.8kN/m3，孔隙比0.936-1.198，塑限指数7.0-15.3，液限指数0.82-3.05，100-200kPa下的压缩系数为0.29-14MPa-1，压缩模量为2.97-7.90MPa。
具体地，所述秸秆灰是由小麦、水稻、玉米、薯类、棉花、甘蔗、油料作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分经粉碎机粉碎，添加至碳化设备中集中进行碳化处理，在650℃条件下隔绝空气加热分解为碳和其他产物。
具体地，所述弱有机酸包括柠檬酸、乙酸、草酸、柠檬酸铁、羟基亚乙基二磷酸、顺丁烯二酸、己二酸、反丁烯二酸的一种或者几种的组合。
为了更好地实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于回填土技术的轻质陶粒施工方法，包括轻质陶粒或者胶结型陶粒回填土预制备步骤和施工步骤，具体包括如下内容：
所述质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤：
1)由权利要求1至权利要求4制成的轻质陶粒堆积形成或由轻质陶粒、胶结材料和水的质量百分比为：59％-82％∶6％-40％∶1％-12％混合并搅拌均匀形成胶结型陶粒回填土；
2)将地下空间开挖时产生的淤泥质土，按照淤泥质土∶粉煤灰∶秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％进行混合均匀成为固体，水固比为5％-20％；
3)按照所述步骤3)中各个原料配比搅拌均匀形成浆体，采用制球机挤出，辊压，成球，依次喷淋质量浓度均为1％-10％的铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，以多通道燃烧器以一级温度400℃-600℃进行预热30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％时，再进行二级焙烧，提高温度至1000℃-1150℃生成陶粒，时间约为5-20min；
4)采用回转式冷却机对陶粒进行冷却；
5)采用振动筛分机器对步骤4)中陶粒进行筛分，其中振动方孔筛边长4mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm、32mm，筛分后入库保存；
6)如需胶结型陶粒回填土，则将制成的陶粒、胶结材料与水按照质量百分比：59％-82％，6％-40％，1％-12％混合搅拌均匀；
所述施工步骤为：
步骤一：将轻质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤中制得的轻质陶粒或胶结型陶粒回填土利用卡车或罐车运送到回填场地，卡车直接卸载，罐车采用压缩空气以气压方式浇注，采用搅拌车运输胶结形陶粒回填土，并在初凝前运到回填场地；
步骤二：铺设底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，排水设施靠近陶粒一侧采用细目滤网封堵，避免管道堵塞；
步骤三：在预填场地铺设一层土工布，分层填铺陶粒回填土，每层厚度1m，小型工程以及回填挡墙、桥台结构物每层填铺厚度不超过0.6m；
步骤四：每填铺一层，采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土体积减小至10％或高度减小0.1m为止；
步骤五：陶粒回填土填铺完成后，在陶粒回填土的顶层再铺设一层土工布，以隔离上部的盖层；
步骤六：可根据铺设厚度，采用石块对步骤五中的土层进行压重抗浮；
步骤七：进行上部路面基层和路面结构层施工。
具体地，所述述胶结材料包括水泥、石灰、石膏、地聚合物。
具体地，所述焙烧制成的陶粒单颗粒点荷载强度为4.8-5.4MPa，松散陶粒堆积料100-200kPa下的压缩系数为0.134-0.148MPa-1，水泥添加量10％的胶结型陶粒回填土的峰值抗压强度为0.75MPa；
具体地，所述陶粒的粒径范围为0-32mm，颗粒堆积密度范围为0.3-1.2g/cm3。
具体地，所述胶结材料为水泥、石灰、石膏、地聚合物的任一几种的组合。
所述陶粒回填土可应用于桥台、挡土墙、地下室侧墙、隧道、管廊、管线以及软土地基上路堤的回填料。
为了更好地实现本发明目的，本发明还提供如下几个具体实例进行对本发明的技术方案内容具体阐述。
实施例1轻质陶粒土回填挡墙
参见图1，实施例中，所述轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成；
所述淤泥质土、粉煤灰、秸秆灰的质量百分比为：69％∶23％∶8％，均匀混合，水固比为17％，依次喷淋质量浓度6％的铝酸钠溶液、羟基亚乙基二磷酸溶液，一级预热温度为500℃，时间120s，二级焙烧温度在1150℃，时间19min；烧制的陶粒筛分选用粒径为8-20mm。施工机械：320 GC液压挖掘机，DC-5T驾驶式压路机，LYL9406GFL罐装车等，AJT-25气压式浇注设备。
施工步骤如下：
(1)根据回填范围进行开挖，放坡坡度较小，开挖使用320 GC液压挖掘机，挖掘机配合人工进行凿毛处理；
(1)根据回填范围进行开挖，放坡坡度较小，开挖使用320 GC液压挖掘机，挖掘机配合人工进行凿毛处理；
(2)采用LYL9406GFL罐装车运输纯陶粒回填土，准备工作完成后，铺设土工布，作为陶粒与下层土之间的分隔物；
(3)底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，上方采用细目钢筋滤网隔离，避免管道堵塞；
(4)使用AJT-25气压式浇注设备进行分层回填，每层铺设厚0.6m，使用DC-5T驾驶式压路机分层压实，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土高度减小0.1m为止；
(5)填筑作业达到预先设定的高度，每1.2米铺设一层土工格栅，挡墙留有钢筋预埋件，可用于安装U型连接板和土工格栅，重复步骤4；
(6)铺设土工布作为陶粒与上层路面基层之间的分隔物；
(7)洒水保湿养护7天后进行上部路面基层以及结构层的施工，至挡墙自然斜坡部分采用浆砌块石压重抗浮。
实施例2轻质陶粒土回填桥台
参见图2，本实施例中，所述轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成；
所述淤泥质土、粉煤灰、秸秆灰的质量百分比为：70％∶24％∶6％，均匀混合，水固比为16％，，依次喷淋质量浓度6％的铝酸钠溶液、羟基亚乙基二磷酸溶液，一级预热温度为500℃，时间120s，二级焙烧温度在1150℃，时间18min；烧制的陶粒筛分选用粒径为8-24mm。胶结型陶粒回填土由陶粒、胶结材料和水混合均匀并由搅拌机搅拌形成，质量百分比分别为72％、20％、8％，胶结材料选用强度为42.5MPa的普通硅酸盐水泥，制成的胶结型陶粒回填土的峰值抗压强度为0.8MPa。
施工机械有PC-200挖掘机，DFL5250GJBA混凝土罐装搅拌车，HZP型排式振捣机，QJHBT40-13-37S车载式拖泵。
施工步骤如下：
(1)根据设计图纸及施工规范要求，放出台背回填范围及标高范围，并使用白灰洒出台背施工范围；
(2)根据回填范围进行开挖，开挖使用PC-200挖掘机配合人工进行，距桥台50cm范围内使用人工继续开挖至预定深度；
(3)采用DFL5250GJBA混凝土罐装搅拌车运输胶结型陶粒回填土，且在初凝前运到摊铺地点，并有足够的摊铺、振实、整平和抹面时间；
(4)底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，排水设施靠近陶粒一侧采用集水井，上方采用细目钢筋滤网隔离，避免管道堵塞；
(5)在预填场地铺设好一层土工布，使用QJHBT40-13-37S车载式拖泵进行分层填筑胶结型陶粒回填土，每层厚度0.6m；
(6)每填铺一层，使用HZP型排式振捣机振捣密实，至少3遍，直到陶粒回填土体积减小10％或高度减小0.1m为止；
(7)填筑作业达到预先设定的高度后，铺设土工布作为陶粒与上层路面基层之间的分隔物；
(8)洒水保湿养护7天后进行上部路面基层和桥面结构层的施工。
实施例3轻质陶粒土换填软土路基
参见图3，本实施例中采用纯陶粒回填土，陶粒由地下空间开挖时产生的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机挤出生成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液后经高温焙烧而成，淤泥质土质量占比75％、粉煤灰质量占比20％与秸秆灰质量占比5％均匀混合，水固比为17％，依次喷淋质量浓度7％的铝酸钠溶液、羟基亚乙基二磷酸溶液，一级预热温度550℃，时间100s，二级焙烧温度1100℃，时间16min，烧制的陶粒选用粒径为5-28mm，松散陶粒堆积密度为0.8g/cm3，在100-200kPa下的压缩系数为0.14MPa-1。
施工机械：EX2500-5大型挖掘机，DC-5T驾驶式压路机，LYL9406GFL罐装车等，AJT-25气压式浇注设备。
施工方法如下：
(1)土方开挖边坡修整应和主体土方开挖工程同步进行，处理边坡表面的松动土，以确保边坡稳定和施工安全；
(2)采用EX2500-5大型挖掘机分阶梯式开挖土层，人工进行清底，以确保槽底土质结构不被挖动，将地基上表面的浮土、杂物清除干净，铺设底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，排水设施靠近陶粒一侧采用集水井，上方采用细目钢筋滤网隔离，避免管道堵塞。
(3)采用LYL9406GFL罐装车运输纯陶粒回填土，准备工作完成后，铺设土工布，作为陶粒与下层土之间的分隔物；
(4)将挖除部分用粒径为5-20mm纯陶粒回填土进行换填施工，使用AJT-25气压式浇注设备进行分层回填，每层铺设厚1m，使用DC-5T驾驶式压路机分层压实，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土高度减小0.1m为止；
(5)路基填筑符合设计标高后，在陶粒回填土与上层结构物间水平铺设土工布；
(6)进行路面基层和路面结构层的施工；
(7)对于路堤两端斜坡陶粒裸露部分，上覆浆砌块石封盖并勾缝抹平，浆砌块石封盖坡面上方可进行绿化防护边坡。
实施例4轻质陶粒土回填管廊
参见图4，在本实施例中所采用的是胶结型轻质陶粒回填土，所选陶粒由地下空间开挖时产生的陶粒由地下空间开挖时产生的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机挤出生成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液后经高温焙烧而成，淤泥质土质量占比65％、粉煤灰质量占比30％与秸秆灰质量占比5％均匀混合，水固比为16％，依次喷淋质量浓度5％的铝酸钠溶液、羟基亚乙基二磷酸溶液，一级预热温度500℃，时间90s，二级焙烧温度1150℃，时间15min。烧制的陶粒选用粒径为4-20mm。胶结型陶粒回填土由陶粒、胶结材料和水混合均匀并由搅拌机搅拌形成，质量比分别为79％、15％、6％，胶结材料选用强度为42.5MPa的普通硅酸盐水泥，制成的胶结型陶粒回填土的峰值抗压强度为0.78MPa。
施工机械：FRZ-50型插入式振动器设备，DFL5250GJBA混凝土罐装搅拌车，QJHBT40-13-37S车载式拖泵等。
将挖除部分用胶结型轻质陶粒回填土进行回填浇筑施工，具体施工方法如下：
(1)在管廊的两侧基坑底部铺设土工布，作为陶粒回填土与下层土之间的分隔物；
(2)采用DFL5250GJBA混凝土罐装搅拌车运输胶结型陶粒回填土，使用胶结型轻质陶粒回填土必须在初凝前运到摊铺地点，并有足够的摊铺、振实、整平和抹面时间；
(3)使用QJHBT40-13-37S车载式拖泵进行胶结型陶粒回填土分层浇筑回填，每层0.6m厚，采用插入式FRZ-50型振动器振动密实，在机械振动密实不到的填土部位，应配合人工进行填充密实，直到陶粒回填土高度减小0.1m为止；
(4)管廊顶板上方回填前，检验顶板受力等性能须符合要求，再胶结型陶粒回填土进行回填，重复以上步骤；
(5)在胶结型陶粒回填土与上部结构层之间铺设土工布；
(6)洒水保湿养护7天后进行上部结构层的施工。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于回填土技术的轻质陶粒的制备方法，其特征在于，所述轻质陶粒由地下空间开挖的淤泥质土、粉煤灰与秸秆灰混合经制粒机制成圆球，依次喷淋铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，经两级高温焙烧制成；
所述淤泥质土、粉煤灰、秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％，均匀混合，水固比为5％-20％，铝酸钠溶液、弱有机酸溶液的质量浓度均为1％-10％，一级预热温度为400℃-600℃，时间30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％，二级焙烧温度在1000℃-1150℃，时间5-20min。
2.根据权利要求1所述的轻质陶粒的制备方法，其特征在于，所述淤泥质土的含水率29.7％-42.8％，重度为17.3-18.8kN/m3，孔隙比0.936-1.198，塑限指数7.0-15.3，液限指数0.82-3.05，100-200kPa下的压缩系数为0.29-14MPa-1，压缩模量为2.97-7.90MPa。
3.根据权利要求1所述的轻质陶粒的制备方法，其特征在于，所述秸秆灰是由小麦、水稻、玉米、薯类、棉花、甘蔗、油料作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分经粉碎机粉碎，添加至碳化设备中集中进行碳化处理，在650℃条件下隔绝空气加热分解为碳和其他产物。
4.根据权利要求1所述的轻质陶粒的制备方法，其特征在于，所述弱有机酸包括柠檬酸、乙酸、草酸、柠檬酸铁、羟基亚乙基二磷酸、顺丁烯二酸、己二酸、反丁烯二酸的一种或者几种的组合。
5.一种使用权利要求1-4任一项所述的回填土技术的轻质陶粒施工方法，其特征在于，包括轻质陶粒或者胶结型陶粒回填土预制备步骤和施工步骤，具体包括如下内容：
所述质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤：
1)由权利要求1至权利要求4制成的轻质陶粒堆积形成或由轻质陶粒、胶结材料和水的质量百分比为：59％-82％∶6％-40％∶1％-12％混合并搅拌均匀形成胶结型陶粒回填土；
2)将地下空间开挖时产生的淤泥质土，按照淤泥质土∶粉煤灰∶秸秆灰的质量百分比为：60％-85％∶12％-30％∶3％-10％进行混合均匀成为固体，水固比为5％-20％；
3)按照所述步骤2)中各个原料配比搅拌均匀形成浆体，采用制球机挤出，辊压，成球，依次喷淋质量浓度均为1％-10％的铝酸钠溶液、弱有机酸溶液，以多通道燃烧器以一级温度400℃-600℃进行预热30-300s，或燃烧物分解二氧化碳浓度至预估总量的20％-50％时，再进行二级焙烧，提高温度至1000℃-1150℃生成陶粒，时间约为5-20min；
4)采用回转式冷却机对陶粒进行冷却；
5)采用振动筛分机器对步骤4)中陶粒进行筛分，其中振动方孔筛边长4mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm、32mm，筛分后入库保存；
6)如需胶结型陶粒回填土，则将制成的陶粒、胶结材料与水按照质量百分比：59％-82％，6％-40％，1％-12％混合搅拌均匀；
所述施工步骤为：
步骤一：将轻质陶粒或胶结型陶粒回填土预制备步骤中制得的轻质陶粒或胶结型陶粒回填土利用卡车或罐车运送到回填场地，卡车直接卸载，罐车采用压缩空气以气压方式浇注，采用搅拌车运输胶结形陶粒回填土，并在初凝前运到回填场地；
步骤二：铺设底部基层的排水管道设施，坡度3％-6％，排水设施靠近陶粒一侧采用细目滤网封堵，避免管道堵塞；
步骤三：在预填场地铺设一层土工布，分层填铺陶粒回填土，每层厚度1m，小型工程以及回填挡墙、桥台结构物每层填铺厚度不超过0.6m；
步骤四：每填铺一层，采用碾压机碾压或者振动板压实器振动密实至少3遍，压实压力不超过50kPa，直到陶粒回填土体积减小至10％或高度减小0.1m为止；
步骤五：陶粒回填土填铺完成后，在陶粒回填土的顶层再铺设一层土工布，以隔离上部的盖层；
步骤六：可根据铺设厚度，采用石块对步骤五中回填土层顶部进行压重抗浮；
步骤七：进行上部路面基层和结构层的施工。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述胶结材料包括水泥、石灰、石膏、地聚合物。
7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述焙烧制成的陶粒单颗粒点荷载强度为4.8-5.4MPa，松散陶粒堆积料100-200kPa下的压缩系数为0.134-0.148MPa-1，水泥添加量10％的胶结型陶粒回填土的峰值抗压强度为0.75MPa。
8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述陶粒的粒径范围为0-32mm，颗粒堆积密度范围为0.3-1.2g/cm3。
9.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述胶结材料为水泥、石灰、石膏、地聚合物的任一几种的组合。
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