CN110700032A - 一种市政道路软土地基的处理方法 - Google Patents

一种市政道路软土地基的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及道路施工技术领域，针对软土地基较软，使得道路的结构稳定性较差的问题，提供了一种市政道路软土地基的处理方法，该技术方案如下：包括：S1.钻孔：沿竖直方向朝向软土钻孔，形成若干深孔；S2.抽水：朝向深孔插入抽水管，通过抽水管抽吸深孔中的水；S3.加热：取出抽水管，朝向深孔插入充气管，通过充气管注入温度为150℃以上的干燥气体；S4.注浆：通过注浆管注入混凝土浆液；混凝土浆液包括：硅酸盐水泥100份；细集料250‑300；纳米填料250‑300；三苯基硅乙炔15‑25份；水90‑110份。通过抽水以及加热配合，使得土壤中的空隙被打通，使得注浆时浆液易于充满土壤间隙，进而使得软土地基变硬，具有较好的抗压、承重的能力，保持市政道路稳定。

Description

一种市政道路软土地基的处理方法
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域，尤其是涉及一种市政道路软土地基的处理方法。
背景技术
随着城市发展，市政道路覆盖面积越来越广，市政道路用于承载车辆，因此市政道路需要较好的结构稳定性。
但由于土地质量参差不齐，当市政道路需要在软土地基上修建时，由于软土地基较软，受压后的沉降量较大，且沉降程度不一，非常容易导致道路沉降不一而出现开裂，使得道路的结构稳定性较差，因此，还有改善空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种市政道路软土地基的处理方法，具有地基不易沉降的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种市政道路软土地基的处理方法，包括以下步骤：
S1.钻孔，具体如下：
沿竖直方向朝向软土钻孔，形成若干深孔；
S2.抽水，具体如下：
朝向深孔插入抽水管，通过抽水管抽吸深孔中的水；
S3.加热，具体如下：
取出抽水管，朝向深孔插入充气管，通过充气管注入温度为150℃以上的干燥气体；
S4.注浆；具体如下：
朝向深孔插入注浆管，注浆管的外径与深孔的内径一致，通过注浆管注入混凝土浆液，注入压力为1Mpa-2Mpa，恒压保持30min及以上；
所述混凝土浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥100份；
细集料250-300；
纳米填料250-300；
三苯基硅乙炔15-25份；
水90-110份。
通过采用上述技术方案，通过步骤S2抽水以及步骤S3加热配合，较好地降低软土中的水分含量，使得土壤较为干燥，同时使得土壤中的空隙被打通，使得步骤S4注浆时浆液易于充满土壤间隙，通过混凝土浆液渗透在土壤间隙中并固化后，利用混凝土结构补强土壤，进而使得软土地基变硬，具有较好的抗压、承重的能力，使得软土地基不易沉降，进而更好地支撑市政道路，保持市政道路稳定；
通过步骤S4中注入压力为1Mpa-2Mpa，使得混凝土浆液渗入土壤中的效果较佳，保证补强土壤的效果；
通过在混凝土浆液中加入三苯基硅乙炔，使得混凝土结构的抗冻性能较好，更好地适用于寒冷地区，提高适用性；
通过在混凝土浆液中取消粗集料，仅加入细集料以及纳米填料，保证混凝土浆液的流动性，使得混凝土浆液更易于渗透进土壤的间隙中，保证改善土壤的效果。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
二苯甲酮2-3份；
9-芴酮1-2份。
通过采用上述技术方案，通过在混凝土浆液中加入二苯甲酮以及9-芴酮并以特定比例与三苯基硅乙炔配合，有效提高三苯基硅乙炔改善混凝土抗冻性能的效果，使得混凝土结构抗冻能力更强。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
玻璃纤维15-20份；
所述玻璃纤维长度为1-2mm。
通过采用上述技术方案，通过在混凝土浆液中加入玻璃纤维，使得混凝土结构不易开裂，进而使得补强软土的效果更佳，使得软土地基的结构稳定性更好。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
硅烷偶联剂3-5份。
通过采用上述技术方案，通过加入硅烷偶联剂，使得二苯甲酮9-芴酮以及三苯基硅乙炔与水泥胶体的连接更稳定，使得改进混凝土结构的效果更佳。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
锆石粉15-20份。
通过采用上述技术方案，通过加入锆石粉使得混凝土结构的抗压能力增强，进而提高了软土地基的抗压能力，使得软土地基承载市政道路的稳定性更佳。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
膨胀剂10-12份。
通过采用上述技术方案，通过加入膨胀剂，使得混凝土结构更好地填充满土壤的间隙，使得混凝土结构补强软土地基的效果更佳。
本发明进一步设置为：所述纳米填料为滑石粉。
通过采用上述技术方案，通过纳米填料为滑石粉，进一步增加混凝土浆液的流动性，并且使得混凝土浆液较滑，更易于在土壤中渗透。
本发明进一步设置为：所述混凝土浆液的制备方法如下：
a.混合硅酸盐水泥与水以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔，搅拌均匀形成预混物；
c.在预混物中加入纳米填料，搅拌均匀形成混合物；
d.在混合物中加入细集料，搅拌均匀形成混凝土浆液。
通过采用上述技术方案，通过先将三苯基硅乙炔与水泥浆液搅拌均匀，保证三苯基硅乙炔在混凝土浆液中的分散程度，进而保证提高混凝土结构抗冻性能的效果，通过先加入纳米集料并混合均匀后再加入细集料，使得纳米集料易于分散均匀以填充在细集料之间的间隙中，保证混凝土浆液的质量。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过步骤S2抽水以及步骤S3加热配合，较好地降低软土中的水分含量，同时使得土壤中的空隙被打通，使得注浆时浆液易于充满土壤间隙，利用混凝土结构补强土壤，进而使得软土地基变硬，具有较好的抗压、承重的能力，使得软土地基不易沉降，进而更好地支撑市政道路，保持市政道路稳定；
2.通过在混凝土浆液中取消粗集料，仅加入细集料以及纳米填料，保证混凝土浆液的流动性，使得混凝土浆液更易于渗透进土壤的间隙中，保证改善土壤的效果；
3.通过在混凝土浆液中加入二苯甲酮以及9-芴酮并以特定比例与三苯基硅乙炔配合，有效提高三苯基硅乙炔改善混凝土抗冻性能的效果，使得混凝土结构抗冻能力更强。
附图说明
图1为本发明中市政道路软土地基的处理方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中以及比较例中：
硅酸盐水泥采用采用华权科技(武汉)有限公司出售的华新水泥P.O42.5；
细集料采用灵寿县展腾矿产品加工厂出售的河沙；
纳米填料采用河北京航矿产品有限公司出售的滑石粉研磨而成(粒径为10-100nm)；
三苯基硅乙炔湖北猫尔沃生物医药有限公司出售的三苯基硅乙炔；
减水剂采用上海云哲新材料科技有限公司出售的木质素磺酸钠；
二苯甲酮采用上海源叶生物科技有限公司出售的二苯甲酮；
9-芴酮采用上海源叶生物科技有限公司出售的9-芴酮；
玻璃纤维采用河间市涵旭纤维布厂出售的无碱短切丝玻璃纤维；
硅烷偶联剂采用东莞市绿伟塑胶制品有限公司出售的硅烷偶联剂KH-792；
锆石粉采用灵寿县展腾矿产品加工厂出售的锆石粉；
膨胀剂采用可慧(上海)新材料科技有限公司出售的高聚物抗裂膨胀剂。
实施例1
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水90kg、减水剂11kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔15kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉250kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料250kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
实施例2
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔20kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉275kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料275kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
实施例3
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水110kg、减水剂9kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔25kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉300kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料300kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
实施例4
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔18kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉280kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料260kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
实施例5
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔18kg、二苯甲酮2kg、9-芴酮1kg、玻璃纤维15kg、硅烷偶联剂3kg、锆石粉15kg、膨胀剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉280kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料260kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，玻璃纤维长度为1mm。
实施例6
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔18kg、二苯甲酮2.5kg、9-芴酮1.5kg、玻璃纤维17.5kg、硅烷偶联剂4kg、锆石粉17.5kg、膨胀剂11kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉280kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料260kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，玻璃纤维长度为1.5mm。
实施例7
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔18kg、二苯甲酮3kg、9-芴酮2kg、玻璃纤维20kg、硅烷偶联剂5kg、锆石粉20kg、膨胀剂12kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉280kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料260kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，玻璃纤维长度为2mm。
实施例8
一种混凝土浆液，混凝土浆液的制备方法如下：
a.在搅拌釜中加入硅酸盐水泥100kg、水100kg、减水剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔18kg、二苯甲酮2kg、9-芴酮2kg、玻璃纤维18kg、硅烷偶联剂3kg、锆石粉18kg、膨胀剂10kg，转速80r/min，搅拌5min，形成预混物；
c.在预混物中加入滑石粉280kg，转速65r/min，搅拌8min，形成混合物；
d.在混合物中加入细集料260kg，转速35r/min，搅拌15min，形成混凝土浆液，转速20r/min，持续搅拌至使用完毕。
本实施例中，玻璃纤维长度为1mm。
实施例9
一种市政道路软土地基的处理方法，参照图1，包括以下步骤：
S1.钻孔，具体如下：
沿竖直方向朝向软土钻孔，形成若干根据设计图纸中道路的宽度分布的深孔，相邻深孔的孔轴线间距离为3m，深孔的内径为4cm，深孔的深度为8m。
S2.抽水，具体如下：
朝向深孔插入外径为3cm的抽水管，抽水管底部抵接深孔孔洞，抽水管底部凹凸不平以保证水分从管口处进入，保证抽水的效果，每个深孔均通过抽水管抽水45s。
S3.加热，具体如下：
取出抽水管，朝向深孔插入充气管，通过充气管注入温度为160℃的干燥空气。
S4.注浆；具体如下：
朝向深孔插入注浆管，注浆管的外径与深孔的内径一致，通过注浆管注入混凝土浆液，注入压力为1Mpa(其他实施例中，注入压力还可以为1.5Mpa、2Mpa)，恒压保持30min(其他实施例中，恒压保持时间还可以为45min、60min等)。
本实施例中，混凝土浆液采用实施例8的混凝土浆液，其他实施例中，还可以采用实施例1-7的混凝土浆液。
比较例1
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入三苯基硅乙炔；
比较例2
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入二苯甲酮；
比较例3
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入9-芴酮
比较例4
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入玻璃纤维
比较例5
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入硅烷偶联剂
比较例6
与实施例8的区别在于：
步骤b中取消加入锆石粉
比较例7
与实施例9的区别在于：
取消步骤S3。
比较例8
与实施例9的区别在于：
采用的实施例8的混凝土浆液中取消加入膨胀剂。
实验1
根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》中的抗压强度试验检测实施例1-8及比较例1-6的混凝土浆液制备的试样的7d抗压强度(MPa)、28d抗压强度(MPa)。
实验2
根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的抗水渗透试验检测实施例1-8及比较例1-6的混凝土浆液制备的试样的抗冻等级。
实验3
根据GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》中的标准贯入试验，检测实施例9、比较例7、8的软土地基的“标准贯入试验锤击数”。
具体实验数据见表1
表1
Figure BDA0002215521460000121
根据表1中比较例1与实施例8的数据对比可得，在混凝土浆液中加入三苯基硅乙炔对混凝土结构的抗压强度无明显影响，且有效提高了混凝土结构的抗冻等级，使得混凝土浆液更好地适用于寒冷地区，适用性较广，使得地基补强后，不易因受冻而强度大幅下降。
根据表1中比较例2、比较例3与实施例8的数据对比可得，在混凝土浆液中加入二苯甲酮、9-芴酮均有效加强三苯基硅乙炔提高混凝土结构的抗冻等级的效果，且当二苯甲酮、9-芴酮以特定比例与三苯基硅乙炔配合后，提高混凝土结构的抗冻等级的效果更佳，使得混凝土浆液更好地适用于寒冷地区，适用性较广。
根据表1中比较例4与实施例8的数据对比可得，在混凝土浆液中加入玻璃纤维一定程度上提高混凝土结构的抗压强度，使得混凝土浆液补强软土地基的效果更佳。
根据表1中比较例5与实施例8的数据对比可得，在混凝土浆液中加入硅烷偶联剂使得各种有机原料与无机原料之间连接更为稳定，使得提高混凝土结构的抗冻等级的效果更佳，使得混凝土浆液更好地适用于寒冷地区，适用性较广。
根据表1中比较例6与实施例8的数据对比可得，在混凝土浆液中加入锆石粉有效提高混凝土结构的抗压强度，使得混凝土浆液补强软土地基的效果更佳。
根据表1中比较例7与实施例9的数据对比可得，步骤S3加热能有效减少软土中水分，进而产生更多的空隙，使得混凝土浆液更好地渗透在土壤中，进而使得混凝土浆液补强软土地基的效果更佳，使得软土地基的结构稳定性更好。
根据表1中比较例8与实施例9的数据对比可得，在混凝土浆液中加入膨胀剂使得混凝土浆液更易于充满土壤的空隙，进一步提升混凝土浆液补强软土地基的效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种市政道路软土地基的处理方法，其特征是：包括以下步骤：
S1.钻孔，具体如下：
沿竖直方向朝向软土钻孔，形成若干深孔；
S2.抽水，具体如下：
朝向深孔插入抽水管，通过抽水管抽吸深孔中的水；
S3.加热，具体如下：
取出抽水管，朝向深孔插入充气管，通过充气管注入温度为150℃以上的干燥气体；
S4.注浆；具体如下：
朝向深孔插入注浆管，注浆管的外径与深孔的内径一致，通过注浆管注入混凝土浆液，注入压力为1Mpa-2Mpa，恒压保持30min及以上；
所述混凝土浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥100份；
细集料250-300；
纳米填料250-300；
三苯基硅乙炔15-25份；
水90-110份。
2.根据权利要求1所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
二苯甲酮2-3份；
9-芴酮1-2份。
3.根据权利要求2所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
玻璃纤维15-20份；
所述玻璃纤维长度为1-2mm。
4.根据权利要求3所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
硅烷偶联剂3-5份。
5.根据权利要求4所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
锆石粉15-20份。
6.根据权利要求1所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液还包括以下质量份数的组分：
膨胀剂10-12份。
7.根据权利要求1所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述纳米填料为滑石粉。
8.根据权利要求1所述的市政道路软土地基的处理方法，其特征是：所述混凝土浆液的制备方法如下：
a.混合硅酸盐水泥与水以形成水泥浆液；
b.在水泥浆液中加入三苯基硅乙炔，搅拌均匀形成预混物；
c.在预混物中加入纳米填料，搅拌均匀形成混合物；
d.在混合物中加入细集料，搅拌均匀形成混凝土浆液。
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