CN114892650B - 一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 - Google Patents
一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114892650B CN114892650B CN202210333661.0A CN202210333661A CN114892650B CN 114892650 B CN114892650 B CN 114892650B CN 202210333661 A CN202210333661 A CN 202210333661A CN 114892650 B CN114892650 B CN 114892650B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stirring
- fly ash
- cement
- mixing
- pile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 99
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 37
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 155
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 127
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 73
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 27
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
- E02D5/46—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
- B28C5/003—Methods for mixing
- B28C5/006—Methods for mixing involving mechanical aspects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
- B28C5/08—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions using driven mechanical means affecting the mixing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/105—Gaseous combustion products or dusts collected from waste incineration, e.g. sludge resulting from the purification of gaseous combustion products of waste incineration
- C04B18/106—Fly ash from waste incinerators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
- E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置，该搅拌桩由内芯桩体和外芯桩体组成，内芯桩体置于外芯桩体内。内芯桩体为飞灰水泥土搅拌材料，外芯桩体为普通水泥土搅拌材料。搅拌装置采用双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，先施工外芯桩体，后施工内芯桩体。本发明采用外芯桩体作为隔离屏障将内芯桩体内部含重金属飞灰水泥土材料与外界土质隔离，通过外芯桩体包裹以及内芯桩体水泥固化两道防线防止飞灰水泥土中有害金属的浸出。不仅资源化利用了垃圾焚烧飞灰，而且防止造成环境二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理及地基处理工程技术领域，具体是一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置。
背景技术
随着经济高速发展，生活垃圾年产量逐年增长，垃圾焚烧发电逐渐成为目前主要的处理方式。然而生活垃圾焚烧后产生的飞灰富集了Cd、Cr、Hg、Pb、Cu和Zn等重金属，具有一定的生物毒性，属于固体废弃物，当前焚烧后的飞灰主要处置方法是进行初步的稳定化处理再填埋。随着垃圾焚烧电站的进一步建立，飞灰产量将继续增加。如何将数量庞大的飞灰进行安全处置是环境工程亟待解决的棘手问题。
目前国内外对无害化处理垃圾焚烧飞灰比较常见的是药剂稳定和水泥固化两种方法。药剂稳定法是通过化学药剂将飞灰中的有害物质转变为低毒性和低迁移性的可溶解物质的过程。但药剂稳定过程会产生高浓度无机盐废水，需要增加费用来进行后序处理，更严重的是化学药剂处理后的飞灰仍可能有二噁英浸出。水泥固化所需的设备及操作要求简单，经济实惠，但水泥固化法处理后的产物增容量大，还会造成大量资源消耗和环境污染，可见单独使用水泥固化法应用效果并不理想。
由于垃圾焚烧后的飞灰成分与粉煤灰十分相似，通过对飞灰进行初步的稳定化处理后，再结合水泥进一步固化并形成新型飞灰水泥土搅拌桩，所形成的飞灰水泥土不仅具有力学性能良好、重量相对较轻等特点，还可以有效防止重金属的渗出。水泥土搅拌桩是通过特制的机械装置将一定配比的水泥和土拌和而成。成桩过程中，土和水泥发生物理-化学反应形成具有一定强度、稳定性和整体性的固态桩体，其机理是水泥对土的固化作用，包括离子交换、硬凝反应和团粒化作用。垃圾焚烧飞灰在高速公路软土地基处治中的资源化利用，可以节约水泥用量，产生可观的经济效益。同时，飞灰水泥土搅拌桩是一种垃圾焚烧残余物无害化处理的新手段，实现“变废为宝”，不仅减轻了垃圾填埋场负荷和降低了环境压力，还具有显著的社会和环保效益。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提供一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置，通过水泥土搅拌桩对飞灰进行固化处理，实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。同时还提供一种结构简单、使用方便的双向变截面飞灰水泥土搅拌装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩，包括内芯桩体和外芯桩体，所述内芯桩体置于外芯桩体内，内芯桩体为飞灰水泥土搅拌材料，外芯桩体为普通水泥土搅拌材料。
所述内芯桩体的桩长为6m～13m、桩径为30cm～50cm，任意相邻三根桩按照等边三角形进行布置。内芯桩体和外芯桩体的具体长度和直径根据每个工程场地的水泥土搅拌桩承载力要求和强度、环境试验结果确定。
所述内芯桩体的飞灰水泥土搅拌材料按以下质量比飞灰：水泥：土＝10：10：80，搅拌均匀形成飞灰水泥土，外芯桩体的普通水泥土搅拌材料按以下质量比水泥：土＝20：80，搅拌均匀形成水泥土。
所述飞灰取自垃圾焚烧电站，水泥采用PO·42.5普通硅酸盐水泥，水取用自来水，所述飞灰进行预处理是将螯合剂按以下质量比飞灰：螯合剂：水＝100：2.5：22进行充分螯合搅拌。
所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法，采用先施工外芯桩体、后施工内芯桩体的施工顺序，即完成外芯桩体施工后，再进行内芯桩体施工。
外芯桩体施工的主要步骤：
(1)桩机就位：将双向变截面飞灰水泥土搅拌桩机安放到指定桩位并进行钻头水平对中，桩位采用等边三角形布置；
(2)预搅下沉：打开搅拌叶片伸缩开关，将搅拌叶片伸展至设计桩体直径长度，启动双向变截面搅拌装置，搅拌钻杆沿着导向架自上而下切土钻进，两组搅拌叶片分别按顺、逆时针方向切割土体，直至桩长设计深度；
(3)喷浆提升：下沉达桩长设计深度后，打开送浆泵开始喷浆，同时改变两组搅拌叶片的方向，水泥浆在两组搅拌叶片之间均匀泵送；搅拌钻头持续喷浆、匀速提升，直至提钻至工作基准面下0.5m处，持续喷浆30s，停止搅拌喷浆；
(4)喷浆下沉：重新启动双向变截面搅拌装置，改变两组搅拌叶片的方向，待钻速正常后使钻杆沿着导架向下切土，同时开启送浆泵继续喷浆，搅拌钻头持续下沉，边搅拌边喷浆，直至桩长设计深度；
(5)提升搅拌：关闭送浆泵、改变两组搅拌叶片的方向，搅拌钻头旋转提升、搅拌水泥土，直至地表，完成外芯水泥土搅拌桩施工。
内芯桩体施工的主要步骤：
(1)打开搅拌叶片的伸缩开关，调整搅拌叶片至内芯桩体的设计桩径长度；
(2)打开喷浆管连接装置的切换开关，更换为飞灰水泥浆的喷浆管；
(3)重新启动双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，使钻杆沿着导向架下沉搅拌，当钻杆的搅拌叶片进入土体后，开启飞灰水泥浆液的送浆泵；
(4)搅拌钻头喷浆下沉至内芯桩长设计深度，关闭送浆泵；
(5)打开内外钻杆旋转方向的控制开关，改变两组搅拌叶片的搅拌方向，提升双向变截面搅拌钻头，搅拌叶片反向搅拌提升至地表处，完成内芯飞灰水泥土搅拌桩施工。
所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工装置，所述的水泥土搅拌装置为双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，包括第一喷浆口、第二喷浆口、钻头、伸缩节点、搅拌叶片、内搅拌钻杆以及外搅拌钻杆，所述内搅拌钻杆设有第一喷浆口和第二喷浆口，第一喷浆口和第二喷浆口分别与水泥浆液和飞灰水泥浆液的喷浆管连接，钻头与内搅拌钻杆底部连接，伸缩节点设在搅拌叶片中部，伸缩节点可以使搅拌叶片任意伸缩变换桩径，内搅拌钻杆置于外搅拌钻杆内，内搅拌钻杆和外搅拌钻杆可以同时进行顺时针、逆时针旋转。
所述搅拌叶片为可伸缩的两组搅拌叶片，两组搅拌叶片呈十字交叉状布置。
所述内搅拌钻杆以及外搅拌钻杆分别安装有搅拌叶片，搅拌叶片为双向变截面搅拌叶片，可将水泥浆液控制于两组搅拌叶片之间，使飞灰水泥浆液和破碎土体进行充分混合搅拌并有效防止浆液向上冒出，最终形成飞灰水泥浆液均匀混合土体。
所述双向变截面搅拌叶片是指两组搅拌叶片分别按顺、逆时针方向安装。
所述飞灰水泥土搅拌桩的飞灰水泥浆制备过程，将单根内芯飞灰水泥土搅拌桩所需的飞灰用量放入集料斗中，按照一定的比例加入螯合剂充分搅拌，静止合适时间后，将单根内芯飞灰水泥搅拌桩所需的水泥用量加入到预处理后的飞灰中混合搅拌，搅拌之后再将相对应的用水量加入其中均匀搅拌合适时间后，即制备完成飞灰水泥浆液。
本发明的突出效果在于：
1、充分利用垃圾焚烧飞灰的活性物质替代普通水泥，实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。
2、水泥土搅拌桩对飞灰进行固化处理时，飞灰中的重金属也会被水泥所固化。
3、通过外芯包裹以及水泥固化两道防线防止飞灰水泥土中有害金属的浸出。
附图说明
图1为本发明所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的结构示意图。
图2为本发明所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的俯视结构示意图。
图1和图2中标记为，A为飞灰水泥土搅拌桩；B为水泥土搅拌桩。
图3为本发明所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工工艺流程图。图2中，C为外芯桩体施工；D为内芯桩体施工。
图4为本发明所提供的双向变截面飞灰水泥土搅拌装置的主视结构示意图。
图5为本发明所提供的双向变截面飞灰水泥土搅拌装置的左视结构示意图。
图6为本发明所提供的双向变截面飞灰水泥土搅拌装置的俯视结构示意图。
图4－6中标记为：第一喷浆口1、第二喷浆口2、钻头3、伸缩节点4、搅拌叶片5、内搅拌钻杆6、外搅拌钻杆7。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，本发明所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩，包括内芯桩体A和外芯桩体B组成，内芯桩体A置于外芯桩体B内。内芯桩体A为飞灰水泥土搅拌材料，外芯桩体B为普通水泥土搅拌材料。
在本实施例中，内芯桩体A的设计桩长为6m～13m、桩径为30cm～50cm，任意相邻三根桩按照等边三角形进行布置，内芯桩体A的飞灰水泥土搅拌材料按以下质量比飞灰：水泥：土＝10：10：80，搅拌均匀形成飞灰水泥土。外芯桩体B的普通水泥土搅拌材料按以下质量比水泥：土＝20：80，搅拌均匀形成水泥土。内芯桩体A和外芯桩体B的具体长度和直径尺寸根据每个工程场地的水泥土搅拌桩承载力要求、强度和环境试验结果确定。
所述生活垃圾焚烧飞灰取自广西贺州市某垃圾焚烧电站，水泥采用PO·42.5普通硅酸盐水泥，试验桩位于广西梧州市某高速公路某段软土地基，水取用当地自来水。所述飞灰进行预处理是将螯合剂按以下质量比飞灰：螯合剂：水＝100：2.5：22进行充分螯合搅拌。
所述飞灰水泥浆制备过程：将单根内芯桩体所需的飞灰用量放入集料斗中，按照一定的比例加入螯合剂充分搅拌，静止十分钟后，将单根内芯桩体所需的水泥用量加入到预处理后的飞灰中混合搅拌，搅拌之后再将相对应的用水量加入其中均匀搅拌十分钟，确保其有良好的和易性，飞灰和水泥充分混杂后形成飞灰水泥浆。
本发明充分利用垃圾焚烧飞灰的活性物质替代普通水泥，同时飞灰中的重金属也会一定程度上被水泥所固化；内芯桩体和外芯桩体同步变形，共同承担桩体压力。外芯桩体作为隔离屏障将内芯桩体内部含重金属飞灰水泥土材料与外界土质隔离，通过外芯桩体包裹以及内芯桩体水泥固化两道防线防止飞灰水泥土中有害金属的浸出。
实施例2
如图3所示，本发明所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法为采用先施工外芯桩体B、后施工内芯桩体A的施工顺序。
外芯桩体B施工的主要步骤：
(1)桩机就位：将双向变截面飞灰水泥土搅拌桩机安放到指定桩位并进行钻头水平对中，桩位采用等边三角形布置；
(2)预搅下沉：打开搅拌叶片伸缩开关，将搅拌叶片伸展至设计桩体直径长度，启动双向变截面搅拌装置，搅拌钻杆沿着导向架自上而下切土钻进，两组搅拌叶片分别按顺、逆时针方向切割土体，直至桩长设计深度。
(3)喷浆提升：下沉达桩长设计深度后，打开送浆泵开始喷浆，同时改变两组搅拌叶片的方向，水泥浆在两组搅拌叶片之间均匀泵送；搅拌钻头持续喷浆、匀速提升，直至提钻至工作基准面下0.5m处，持续喷浆30s，停止搅拌喷浆。
(4)喷浆下沉：重新启动双向变截面搅拌装置，改变两组搅拌叶片的方向，待钻速正常后使钻杆沿着导架向下切土，同时开启送浆泵继续喷浆，搅拌钻头持续下沉，边搅拌边喷浆，直至桩长设计深度。第一次提钻喷浆应在桩底停留30s，进行磨桩端。
(5)提升搅拌：关闭送浆泵、改变两组搅拌叶片的方向，搅拌钻头旋转提升、搅拌水泥土，直至地表，完成外芯水泥土搅拌桩施工。
内芯桩体A施工的主要步骤：
(1)打开搅拌叶片的伸缩开关，调整搅拌叶片至内芯桩体的设计桩径长度；
(2)打开喷浆管连接装置的切换开关，更换为飞灰水泥浆的喷浆管；
(3)重新启动双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，使钻杆沿着导向架下沉搅拌，当钻杆的搅拌叶片进入土体后，开启飞灰水泥浆液的送浆泵；
(4)搅拌钻头喷浆下沉至内芯桩长设计深度，关闭送浆泵；
(5)打开内外钻杆旋转方向的控制开关，改变两组搅拌叶片的搅拌方向，提升双向变截面搅拌钻头，搅拌叶片反向搅拌提升至地表处，完成内芯飞灰水泥土搅拌桩施工。
施工完成后在飞灰水泥土搅拌桩周围布置检测孔，对周围的土壤进行浸出毒性检测，以满足重金属浸出毒性检测国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)。
实施例3
如图4至图6所示，本发明所述的双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，包括：第一喷浆口1、第二喷浆口2、钻头3、伸缩节点4、搅拌叶片5、内搅拌钻杆6以及外搅拌钻杆7。该搅拌装置内设两条不同的喷浆管，不同的喷浆管分别对应第一喷浆口1和第二喷浆口2，两种浆液通过不同的喷浆口进行喷浆搅拌，可以提高工作效率和避免飞灰污染环境。所述的搅拌叶片5依靠伸缩节点4可以进行任意伸缩更换桩径，以达到外芯包裹内芯的设计目标；并且内搅拌钻杆6和外搅拌钻杆7可以同时进行顺时针、逆时针旋转，可将水泥浆液控制于两组搅拌叶片之间，使飞灰水泥浆液和破碎土体进行充分混合搅拌并有效防止浆液向上冒出，最终形成飞灰水泥浆液均匀混合土体。
飞灰水泥土搅拌桩施工前，先进行清表、整平场地，做好水泥储存场地、飞灰储存场地，并做好防潮防水措施。在作业区域两侧开挖排水边沟，做好工作面的防洪排水设施，保证雨季场地不会积水。由于飞灰是垃圾焚烧产生的一种二次污染物，除了携带大量重金属离子外，还含有剧毒物质二噁英，所以进行飞灰卸载、储存以及使用应做好安全防护，佩戴好口罩、护目镜、防护服等，避免吸入有害物质。
Claims (4)
1.一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法，采用先施工外芯桩体、后施工内芯桩体的施工顺序，即完成外芯桩体施工后，再进行内芯桩体施工，
外芯桩体施工的主要步骤：
（1）桩机就位：将双向变截面飞灰水泥土搅拌桩机安放到指定桩位并进行钻头水平对中，桩位采用等边三角形布置；
（2）预搅下沉：打开搅拌叶片伸缩开关，将搅拌叶片伸展至设计桩体直径长度，启动双向变截面搅拌装置，搅拌钻杆沿着导向架自上而下切土钻进，两组搅拌叶片分别按顺、逆时针方向切割土体，直至桩长设计深度；
（3）喷浆提升：下沉达桩长设计深度后，打开送浆泵开始喷浆，同时改变两组搅拌叶片的方向，水泥浆在两组搅拌叶片之间均匀泵送；搅拌钻头持续喷浆、匀速提升，直至提钻至工作基准面下0.5m处，持续喷浆30s，停止搅拌喷浆；
（4）喷浆下沉：重新启动双向变截面搅拌装置，改变两组搅拌叶片的方向，待钻速正常后使钻杆沿着导架向下切土，同时开启送浆泵继续喷浆，搅拌钻头持续下沉，边搅拌边喷浆，直至桩长设计深度；
（5）提升搅拌：关闭送浆泵、改变两组搅拌叶片的方向，搅拌钻头旋转提升、搅拌水泥土，直至地表，完成外芯水泥土搅拌桩施工，
内芯桩体施工的主要步骤：
（1）打开搅拌叶片的伸缩开关，调整搅拌叶片至内芯桩体的设计桩径长度；
（2）打开喷浆管连接装置的切换开关，更换为飞灰水泥浆的喷浆管；
（3）重新启动双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，使钻杆沿着导向架下沉搅拌，当钻杆的搅拌叶片进入土体后，开启飞灰水泥浆液的送浆泵；
（4）搅拌钻头喷浆下沉至内芯桩长设计深度，关闭送浆泵；
（5）打开内外钻杆旋转方向的控制开关，改变两组搅拌叶片的搅拌方向，提升双向变截面搅拌钻头，搅拌叶片反向搅拌提升至地表处，完成内芯飞灰水泥土搅拌桩施工；
所述内芯桩体的飞灰水泥土搅拌材料按以下质量比飞灰：水泥：土=10：10：80，搅拌均匀形成飞灰水泥土，外芯桩体的普通水泥土搅拌材料按以下质量比水泥：土=20：80，搅拌均匀形成水泥土；
所述飞灰取自垃圾焚烧电站，水泥采用PO·42.5普通硅酸盐水泥，水取用自来水，所述飞灰进行预处理是将螯合剂按以下质量比飞灰：螯合剂：水=100：2.5：22进行充分螯合搅拌；
外芯桩体作为隔离屏障将内芯桩体内部含重金属飞灰水泥土材料与外界土质隔离，通过外芯桩体包裹以及内芯桩体水泥固化两道防线防止飞灰水泥土中有害金属的浸出；
所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工装置，包括水泥土搅拌装置，所述水泥土搅拌装置为双向变截面飞灰水泥土搅拌装置，包括第一喷浆口、第二喷浆口、钻头、伸缩节点、搅拌叶片、内搅拌钻杆以及外搅拌钻杆，所述内搅拌钻杆设有第一喷浆口和第二喷浆口，第一喷浆口和第二喷浆口分别与水泥浆液和飞灰水泥浆液的喷浆管连接，钻头与内搅拌钻杆底部连接，伸缩节点设在搅拌叶片中部，伸缩节点可以使搅拌叶片任意伸缩变换桩径，内搅拌钻杆置于外搅拌钻杆内，内搅拌钻杆和外搅拌钻杆可以同时进行顺时针、逆时针旋转，
所述内搅拌钻杆以及外搅拌钻杆分别安装有搅拌叶片，搅拌叶片为双向变截面搅拌叶片。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于，所述内芯桩体的桩长为6m～13m、桩径为30cm～50cm，任意相邻三根桩按照等边三角形进行布置。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于，所述搅拌叶片为可伸缩的两组搅拌叶片，两组搅拌叶片呈十字交叉状布置。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩的施工方法，其特征在于，所述双向变截面搅拌叶片是指两组搅拌叶片分别按顺、逆时针方向安装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210333661.0A CN114892650B (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210333661.0A CN114892650B (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114892650A CN114892650A (zh) | 2022-08-12 |
| CN114892650B true CN114892650B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=82715270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210333661.0A Active CN114892650B (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114892650B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127768A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Some Day:Kk | 軽量化地盤改良工法 |
| CN102261068A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-30 | 南京工程学院 | 深层搅拌桩 |
| CN105113498A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-12-02 | 建设综合勘察研究设计院有限公司 | 高强劲芯复合桩施工方法 |
| CN105839622A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 苏州大学 | 基于飞灰的软土地基加固方法、飞灰桩及地基加固用桩套管 |
| CN105970922A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-09-28 | 浙江工业大学 | 工业废渣喷射双向钉形搅拌桩处治滨海盐渍软基的方法 |
| CN110306544A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-10-08 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法 |
| CN212077888U (zh) * | 2019-12-03 | 2020-12-04 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | 一种双喷双向水泥搅拌桩钻头 |
| CN217174736U (zh) * | 2022-03-30 | 2022-08-12 | 广西路桥工程集团有限公司 | 一种双向变截面飞灰水泥土搅拌装置 |
-
2022
- 2022-03-30 CN CN202210333661.0A patent/CN114892650B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008127768A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Some Day:Kk | 軽量化地盤改良工法 |
| CN102261068A (zh) * | 2011-05-06 | 2011-11-30 | 南京工程学院 | 深层搅拌桩 |
| CN105113498A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-12-02 | 建设综合勘察研究设计院有限公司 | 高强劲芯复合桩施工方法 |
| CN105839622A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 苏州大学 | 基于飞灰的软土地基加固方法、飞灰桩及地基加固用桩套管 |
| CN105970922A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-09-28 | 浙江工业大学 | 工业废渣喷射双向钉形搅拌桩处治滨海盐渍软基的方法 |
| CN110306544A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-10-08 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种劲芯水泥土搅拌桩的成桩设备及施工方法 |
| CN212077888U (zh) * | 2019-12-03 | 2020-12-04 | 中交天津港湾工程研究院有限公司 | 一种双喷双向水泥搅拌桩钻头 |
| CN217174736U (zh) * | 2022-03-30 | 2022-08-12 | 广西路桥工程集团有限公司 | 一种双向变截面飞灰水泥土搅拌装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114892650A (zh) | 2022-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106807737B (zh) | 污染土壤及地下水双液浅层搅拌原位化学氧化修复方法 | |
| CN206373157U (zh) | 一种有机物污染土壤的异位修复设备 | |
| CN114149203B (zh) | 一种复配聚合物改性膨润土防渗阻隔材料及其制备方法与应用 | |
| CN101972766A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰固化/稳定化处理方法 | |
| CN110127988B (zh) | 一种电渗固化联合处理污染淤泥的方法 | |
| CN101773928A (zh) | 一种重金属工业污染场地的原位固化隔离治理方法 | |
| CN105019425B (zh) | 一种排水体和固化层组合地基结构的施工方法 | |
| CN105019422A (zh) | 表层土就地固化与桩组合承载的地基施工方法 | |
| CN105436185A (zh) | 深层原位搅拌改良方法及深层搅拌桩机 | |
| CN102155012A (zh) | 粉体高压喷射注浆地基加固工法 | |
| CN103030350A (zh) | 一种垃圾填埋场隔离墙防渗浆材及制备方法 | |
| CN111701183A (zh) | 一种高效垃圾焚烧飞灰固化剂及制备方法 | |
| CN104353666A (zh) | 一种重金属污染土壤的原位搅拌固化修复方法 | |
| CN102444128B (zh) | 超薄型高聚物防渗墙注浆方法 | |
| CN114892650B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰水泥土搅拌桩及施工方法和装置 | |
| CN102425199B (zh) | 三锥头压力成槽板及注浆槽孔施工方法 | |
| CN114319455B (zh) | 一种大型垃圾填埋场全覆盖封场、环境处理及复绿工艺 | |
| CN107555741A (zh) | 淤泥微孔生态固化方法 | |
| CN207974762U (zh) | 一种自力换向双向水泥土搅拌桩钻具 | |
| CN217174736U (zh) | 一种双向变截面飞灰水泥土搅拌装置 | |
| CN102418342B (zh) | 高聚物提升注浆方法 | |
| CN105645815A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰的处理方法及应用 | |
| CN108503164A (zh) | 一种淤泥原位处理装置 | |
| CN115583772A (zh) | 一种淤泥固化处理方法及其处理结构 | |
| CN207794062U (zh) | 复合型地下防渗膨润土墙 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |