CN114960609A - 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法 - Google Patents

一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114960609A
CN114960609A CN202210438747.XA CN202210438747A CN114960609A CN 114960609 A CN114960609 A CN 114960609A CN 202210438747 A CN202210438747 A CN 202210438747A CN 114960609 A CN114960609 A CN 114960609A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soft soil
component geopolymer
saturated soft
geopolymer
component
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.)
Pending
Application number
CN202210438747.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘纪峰
张会芝
郑春林
叶德泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haiyi Construction Engineering Group Co ltd
Taiwan Strait Construction Engineering Group Co ltd
Sanming University
Original Assignee
Haiyi Construction Engineering Group Co ltd
Taiwan Strait Construction Engineering Group Co ltd
Sanming University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haiyi Construction Engineering Group Co ltd, Taiwan Strait Construction Engineering Group Co ltd, Sanming University filed Critical Haiyi Construction Engineering Group Co ltd
Priority to CN202210438747.XA priority Critical patent/CN114960609A/zh
Publication of CN114960609A publication Critical patent/CN114960609A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/10Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/08Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/46Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making in situ by forcing bonding agents into gravel fillings or the soil
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法,包括:获取原材料并调节其硅铝比,烧结并掺加固体碱激发剂,得到单组分地聚物;接着在饱和软土中打入若干个竖向排水体,并铺设中粗砂水平排水体并压实;然后采用干粉喷射搅拌法将单组分地聚物加入饱和软土中并搅拌均匀,得到单组分地聚物搅拌桩;单组分地聚物搅拌桩吸收饱和软土中的水分进行水化反应,得到结石体。结石体、饱和软土和中粗砂水平排水体共同作用,即可得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。本发明利用单组分地聚物替代水泥用于加固土体,可降低水泥生产的碳排放。此外,通过搅拌桩膨胀加载和竖向排水体排水可加快饱和软土排水固结速率。

Description

一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法
技术领域
本发明涉及地基处理技术领域,且特别涉及一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法。
背景技术
土体加固是对不能满足工程要求的人工填土或天然土体采用物理化学方法进行人工处理,从而改善其力学性质的工程措施。目前,一般采用水泥来进行土体的加固。但是水泥生产过程中碳排放量大,从而会对环境产生不利影响。
“碳达峰、碳中和”是我国绿色发展的必由之路。加快推进绿色建材产品认证和应用推广,加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用。”。工业废渣和尾矿渣等富含SiO2、Al2O3等潜在活性成分,具有很高的建材化利用价值,其绿色高效建材化利用已成为我国亟待研究解决的重大问题。此外,饱和软土为强度低压缩性高的软弱土层,其含水量较高。如能对其进行有效加固以满足不同建(构)筑物对地基承载力和变形的要求,对于提高建筑的安全系数和使用寿命等均具有深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法,通过在饱和软土中预埋竖向排水体以及在地表铺设中粗砂水平排水体,并将单组分地聚物与饱和软土充分拌和,得到的固化后的单组分地聚物搅拌桩和周围固结的软土层以及中粗砂水平排水体共同作用,即可得到能共同承受上部荷载和实现变形协调的复合地基。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基的施工方法,包括以下步骤:
S1、获取原材料,并通过偏高岭土调节所述原材料中SiO2和Al2O3的比例,高温烧结后,得到烧结料,所述烧结料粉磨后掺加固体碱激发剂,得到单组分地聚物,其中,所述原材料包括金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉中的一种或多种;
S2、在饱和软土中打入若干个竖向排水体,然后在地表铺设中粗砂水平排水体并压实至中密状态;
S3、采用干粉喷射搅拌法将所述单组分地聚物加入若干个所述竖向排水体中心区域的饱和软土中并搅拌均匀,得到单组分地聚物搅拌桩;
S4、所述单组分地聚物搅拌桩吸收饱和软土中的水分进行水化反应,得到结石体,所述结石体、所述饱和软土和所述中粗砂水平排水体共同作用,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
本发明提出一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据上述的施工方法施工得到。
本发明实施例的单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法的有益效果是:
1、本发明综合利用金属尾矿渣、矿渣、钢渣和建筑垃圾,将其磨细成微粉并掺加偏高岭土调节材料中的硅铝比,高温烧结和加入固体碱激发剂后,即可制备单组分地聚物。将其替代水泥用于加固土体,可降低水泥生产的碳排放,从而实现工业固废绿色建材化利用。
2、单组分地聚物与饱和软土充分拌和后,在有效吸收土中水分的同时,其体积会产生膨胀,从而对周围软土产生膨胀力,进而挤压周围软土中的水并将其通过预埋的竖向排水体排到地表,最后再通过地表水平排水体排出场外。通过搅拌桩膨胀加载和竖向排水体排水可加快饱和软土排水固结速率。
3、单组分地聚物搅拌桩固化后形成低强度桩,可与周边固结的软土层和地表铺设的水平排水体形成复合地基。在上部荷载作用后,原地表铺设的水平排水体可作为复合地基的褥垫层,以协调单组分地聚物搅拌桩和周边部分固结的土体共同作用。随上部荷载增加,低强度桩部分刺入褥垫层,而部分固结的软土继续通过排水体系排水固结,最终达到和搅拌桩共同承受上部荷载和实现变形协调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的单组分地聚物搅拌桩呈正方形布置时的平面图;
图2为本发明的单组分地聚物搅拌桩呈梅花形布置时的平面图;
图3为本发明的单组分地聚物搅拌桩进行水化反应的剖视图一;
图4为本发明的单组分地聚物搅拌桩进行水化反应的剖视图二;
图5为本发明的单组分地聚物加固饱和软土的复合地基的剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法进行具体说明。
参照图1~图5所示,本发明实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基的施工方法,包括以下步骤:
S1、获取原材料,并通过偏高岭土调节所述原材料中SiO2和Al2O3的比例,高温烧结后,得到烧结料,所述烧结料粉磨后掺加固体碱激发剂,得到单组分地聚物,其中,所述原材料包括金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉中的一种或多种。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述SiO2和所述Al2O3的质量比为2.5~3.25:1。
进一步地,在本发明较佳实施例中,烧结温度为600~1200℃,烧结时间为3~4h。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述烧结料粉磨后的比表面积为 350m2/kg~550m2/kg。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述固体碱激发剂包括粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠;所述单组分地聚物中,所述粉状氢氧化钠的质量百分比为8~12%,所述粉状偏硅酸钠的质量百分比为10~15%。
S2、参照图3~4所示,在饱和软土1中打入若干个竖向排水体2,然后在地表铺设中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
参照图1和图2所示,进一步地,在本发明较佳实施例中,所述竖向排水体2为直径为9~11cm的袋装砂井或塑料排水带,若干个所述竖向排水体2呈正方形或梅花形布置,且相邻两个所述竖向排水体2的水平间隔为1~1.5m,深度可根据加固土层的厚度来确定。其竖向位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述中粗砂水平排水体3的厚度为0.5~1m。
S3、参照图1和图2所示,采用干粉喷射搅拌法将所述单组分地聚物加入若干个所述竖向排水体2中心区域的饱和软土1中并搅拌均匀,得到单组分地聚物搅拌桩4。其中,干粉喷射搅拌法可采用“一喷二搅”或“二喷三搅”的施工工艺,从而使得单组分地聚物与饱和软土1搅拌均匀。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述单组分地聚物与所述饱和软土1的质量比为0.15~0.25:1。
S4、参照图5所示,所述单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土1中的水分进行水化反应,得到结石体,所述结石体、所述饱和软土1和所述中粗砂水平排水体3共同作用,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。在水化反应过程中,单组分地聚物搅拌桩4的体积膨胀10~25%。该膨胀力挤压周边土体,一方面使土体密实度增加,另一方面其产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。其中,土体中的水通过预埋的竖向排水体排2到地表,最后再通过地表的中粗砂水平排水体3即可排出场外。
由于单组分地聚物搅拌桩4的吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,原地表铺设的0.5~1m厚的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。在上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土则继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,即可得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
进一步地,在本发明较佳实施例中,所述单组分地聚物与所述水分的质量比为1:0.35~0.5,所述结石体的强度为0.8~2.5MPa。
本发明还提供了一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据上述的施工方法施工得到。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据以下施工方法施工得到:
(1)单组分地聚物制备:以金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉等工业固废为原材料,并通过偏高岭土调节组分中的硅铝比(SiO2:Al2O3) 为3.25,然后在1200℃下烧结3h,得到烧结料。将该烧结料粉磨至比表面积350m2/kg后与粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠混合均匀,得到单组分地聚物。其中,在单组分地聚物中,粉状氢氧化钠的质量百分比为12%,粉状偏硅酸钠的质量百分比为10%。
(2)排水体施工:在饱和软土1中打入正方形布置的竖向排水体2。其中,竖向排水体2为直径10cm袋装砂井或塑料排水带,其水平间隔1m,竖向排水体2位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。然后在地表铺设 1m中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
(3)搅拌桩施工:在正方形布置的竖向排水体2中心区域,以与被加固饱和软土质量比15%的掺量将单组分地聚物搅拌到加固土层中,采用干粉喷射搅拌法使单组分地聚物与饱和软土1搅拌均匀,形成单组分地聚物搅拌桩4。
(4)搅拌桩膨胀挤密土体和加速排水固结:单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土1中的水分进行水化反应,得到2.5MPa强度的结石体。其中,吸水量为单组分地聚物质量的35%。水化反应过程中体积膨胀,其膨胀力挤压周边土体,不仅使土体密实度增加,而且产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。
(5)形成复合地基:结石体与周边达到一定固结度的软土形成复合地基,由于单组分地聚物搅拌桩4吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土的强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,铺设在地表的厚度为1m的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
实施例2
本实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据以下施工方法施工得到:
(1)单组分地聚物制备:以金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉等工业固废为原材料,并通过偏高岭土调节组分中的硅铝比(SiO2:Al2O3) 为2.5,然后在1200℃下烧结3h,得到烧结料。将该烧结料粉磨至比表面积550m2/kg后与粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠混合均匀,得到单组分地聚物。其中,在单组分地聚物中,粉状氢氧化钠的质量百分比为12%,粉状偏硅酸钠的质量百分比为10%。
(2)排水体施工:在饱和软土1中打入正方形布置的竖向排水体2。其中,竖向排水体2为直径10cm袋装砂井或塑料排水带,其水平间隔1m,竖向排水体2位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。然后在地表铺设 1m中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
(3)搅拌桩施工:在正方形布置的竖向排水体2中心区域,以与被加固饱和软土质量比15%的掺量将单组分地聚物搅拌到加固土层中,采用干粉喷射搅拌法使单组分地聚物与饱和软土1搅拌均匀,形成单组分地聚物搅拌桩。
(4)搅拌桩膨胀挤密土体和加速排水固结:单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土1中的水分进行水化反应,得到2.1MPa强度的结石体。其中,吸水量为单组分地聚物质量的35%。水化反应过程中体积膨胀,其膨胀力挤压周边土体,不仅使土体密实度增加,而且产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。
(5)形成复合地基:结石体与周边达到一定固结度的软土形成复合地基,由于单组分地聚物搅拌桩4吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土的强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,铺设在地表的厚度为1m的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
实施例3
本实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据以下施工方法施工得到:
(1)单组分地聚物制备:以金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉等工业固废为原材料,并通过偏高岭土调节组分中的硅铝比(SiO2:Al2O3) 为3.25,然后在600℃下烧结3h,得到烧结料。将该烧结料粉磨至比表面积350m2/kg后与粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠混合均匀,得到单组分地聚物。其中,在单组分地聚物中,粉状氢氧化钠的质量百分比为8%,粉状偏硅酸钠的质量百分比为15%。
(2)排水体施工:在饱和软土1中打入梅花形布置的竖向排水体2。其中,竖向排水体2为直径10cm袋装砂井或塑料排水带,其水平间隔1m,竖向排水体2位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。然后在地表铺设 1m中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
(3)搅拌桩施工:在正方形布置的竖向排水体2中心区域,以与被加固饱和软土质量比15%的掺量将单组分地聚物搅拌到加固土层中,采用干粉喷射搅拌法使单组分地聚物与饱和软土1搅拌均匀,形成单组分地聚物搅拌桩4。
(4)搅拌桩膨胀挤密土体和加速排水固结:单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土中的水分进行水化反应,得到2MPa强度的结石体。其中,吸水量为单组分地聚物质量的35%。水化反应过程中体积膨胀,其膨胀力挤压周边土体,不仅使土体密实度增加,而且产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。
(5)形成复合地基:结石体与周边达到一定固结度的软土形成复合地基,由于单组分地聚物搅拌桩4吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土的强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,铺设在地表的厚度为1m的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
实施例4
本实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据以下施工方法施工得到:
(1)单组分地聚物制备:以金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉等工业固废为原材料,并通过偏高岭土调节组分中的硅铝比(SiO2:Al2O3) 为3.25,然后在1200℃下烧结3h,得到烧结料。将该烧结料粉磨至比表面积350m2/kg后与粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠混合均匀,得到单组分地聚物。其中,在单组分地聚物中,粉状氢氧化钠的质量百分比为12%,粉状偏硅酸钠的质量百分比为10%。
(2)排水体施工:在饱和软土1中打入正方形布置的竖向排水体2。其中,竖向排水体2为直径10cm袋装砂井或塑料排水带,其水平间隔1.5m,竖向排水体2位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。然后在地表铺设 1m中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
(3)搅拌桩施工:在正方形布置的竖向排水体2中心区域,以与被加固饱和软土质量比25%的掺量将单组分地聚物搅拌到加固土层中,采用干粉喷射搅拌法使单组分地聚物与饱和软土搅拌均匀,形成单组分地聚物搅拌桩4。
(4)搅拌桩膨胀挤密土体和加速排水固结:单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土1中的水分进行水化反应,得到0.8MPa强度的结石体。其中,吸水量为单组分地聚物质量的35%。水化反应过程中体积膨胀,其膨胀力挤压周边土体,不仅使土体密实度增加,而且产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。
(5)形成复合地基:结石体与周边达到一定固结度的软土形成复合地基,由于单组分地聚物搅拌桩4吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土的强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,铺设在地表的厚度为1m的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
实施例5
本实施例提供的一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其根据以下施工方法施工得到:
(1)单组分地聚物制备:以金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉等工业固废为原材料,并通过偏高岭土调节组分中的硅铝比(SiO2:Al2O3) 为2,然后在1200℃下烧结3h,得到烧结料。将该烧结料粉磨至比表面积 350m2/kg后与粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠混合均匀,得到单组分地聚物。其中,在单组分地聚物中,粉状氢氧化钠的质量百分比为12%,粉状偏硅酸钠的质量百分比为10%。
(2)排水体施工:在饱和软土1中打入正方形布置的竖向排水体2。其中,竖向排水体2为直径10cm袋装砂井或塑料排水带,其水平间隔1m,竖向排水体2位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。然后在地表铺设 0.5m中粗砂水平排水体3并压实至中密状态。
(3)搅拌桩施工:在正方形布置的竖向排水体2中心区域,以与被加固饱和软土质量比25%的掺量将单组分地聚物搅拌到加固土层中,采用干粉喷射搅拌法使单组分地聚物与饱和软土1搅拌均匀,形成单组分地聚物搅拌桩4。
(4)搅拌桩膨胀挤密土体和加速排水固结:单组分地聚物搅拌桩4吸收饱和软土中的水分进行水化反应,得到1.5MPa强度的结石体。其中,吸水量为单组分地聚物质量的35%。水化反应过程中体积膨胀,其膨胀力挤压周边土体,不仅使土体密实度增加,而且产生的超孔隙水压力可以加快排水及软土固结速率。
(5)形成复合地基:结石体与周边达到一定固结度的软土形成复合地基,由于单组分地聚物搅拌桩4吸水和膨胀双重作用,使得达到一定固结度的软土的强度提高,变形量降低,从而可与结石体共同作用。此时,铺设在地表的厚度为0.5m的、中密状态的中粗砂水平排水体3成为复合地基的褥垫层。上部荷载作用后,单组分地聚物搅拌桩4和周边软土需要变形协调,承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩4刺入褥垫层,而承载力更小、变形更大的周边软土继续排水固结,强度进一步提高、变形进一步降低,直至二者与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取原材料,并通过偏高岭土调节所述原材料中SiO2和Al2O3的比例,高温烧结后,得到烧结料,所述烧结料粉磨后掺加固体碱激发剂,得到单组分地聚物,其中,所述原材料包括金属尾矿渣、矿渣、钢渣、建筑垃圾微粉中的一种或多种;
S2、在饱和软土中打入若干个竖向排水体,然后在地表铺设中粗砂水平排水体并压实至中密状态;
S3、采用干粉喷射搅拌法将所述单组分地聚物加入若干个所述竖向排水体中心区域的饱和软土中并搅拌均匀,得到单组分地聚物搅拌桩;
S4、所述单组分地聚物搅拌桩吸收饱和软土中的水分进行水化反应,得到结石体,所述结石体、所述饱和软土和所述中粗砂水平排水体共同作用,得到单组分地聚物加固饱和软土的复合地基。
2.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S1中,所述SiO2和所述Al2O3的质量比为2.5~3.25:1。
3.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S1中,烧结温度为600~1200℃,烧结时间为3~4h。
4.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S1中,所述烧结料粉磨后的比表面积为350m2/kg~550m2/kg。
5.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S1中,所述固体碱激发剂包括粉状氢氧化钠和粉状偏硅酸钠;所述单组分地聚物中,所述粉状氢氧化钠的质量百分比为8~12%,所述粉状偏硅酸钠的质量百分比为10~15%。
6.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S2中,所述竖向排水体为直径为9~11cm的袋装砂井或塑料排水带,若干个所述竖向排水体呈正方形或梅花形布置,且相邻两个所述竖向排水体的水平间隔为1~1.5m,其竖向位置偏差小于5cm,垂直度偏差不超过1%。
7.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S2中,所述中粗砂水平排水体的厚度为0.5~1m。
8.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S3中,所述单组分地聚物与所述饱和软土的质量比为0.15~0.25:1。
9.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,步骤S4中,所述单组分地聚物与所述水分的质量比为1:0.35~0.5,所述结石体的强度为0.8~2.5MPa。
10.一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基,其特征在于,根据权利要求1~9任意一项所述的施工方法施工得到。
CN202210438747.XA 2022-04-25 2022-04-25 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法 Pending CN114960609A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210438747.XA CN114960609A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210438747.XA CN114960609A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114960609A true CN114960609A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82978904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210438747.XA Pending CN114960609A (zh) 2022-04-25 2022-04-25 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114960609A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101024951A (zh) * 2007-03-16 2007-08-29 陈俊生 一种地基处理方法
CN101035879A (zh) * 2004-10-04 2007-09-12 太平洋水泥株式会社 固化材料
CN101793021A (zh) * 2010-03-22 2010-08-04 徐玉杰 一种预加骨料搅拌桩的地基加固方法
CN202718084U (zh) * 2012-08-23 2013-02-06 越烽建设集团有限公司 一种柔性桩和排水板结合的复合地基
CN103015396A (zh) * 2012-12-21 2013-04-03 王强 软土地基施工方法
CN108396737A (zh) * 2018-05-14 2018-08-14 东南大学 加固湿土地基的水泥土搅拌桩材料
JP2019073914A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 東洋産業株式会社 円筒状地盤硬化層による地盤改良工法とその装置
CN110512589A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 南京林业大学 一种真空降排水联合氧化镁碳化的浅层超软地基固化方法
CN111574082A (zh) * 2020-05-15 2020-08-25 三明学院 一种单组分地聚物水泥制备方法
CN114230249A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 西安理工大学 一种无机聚合物砂浆及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101035879A (zh) * 2004-10-04 2007-09-12 太平洋水泥株式会社 固化材料
CN101024951A (zh) * 2007-03-16 2007-08-29 陈俊生 一种地基处理方法
CN101793021A (zh) * 2010-03-22 2010-08-04 徐玉杰 一种预加骨料搅拌桩的地基加固方法
CN202718084U (zh) * 2012-08-23 2013-02-06 越烽建设集团有限公司 一种柔性桩和排水板结合的复合地基
CN103015396A (zh) * 2012-12-21 2013-04-03 王强 软土地基施工方法
JP2019073914A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 東洋産業株式会社 円筒状地盤硬化層による地盤改良工法とその装置
CN108396737A (zh) * 2018-05-14 2018-08-14 东南大学 加固湿土地基的水泥土搅拌桩材料
CN110512589A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 南京林业大学 一种真空降排水联合氧化镁碳化的浅层超软地基固化方法
CN111574082A (zh) * 2020-05-15 2020-08-25 三明学院 一种单组分地聚物水泥制备方法
CN114230249A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 西安理工大学 一种无机聚合物砂浆及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105887837B (zh) 一种现场地面搅拌水泥土桩的施工方法
CN1123546C (zh) 建筑材料及其制造方法
US20140314497A1 (en) Polymer grouting method for constructing gravel pile
CN110578290A (zh) 一种桥头台背回填结构及其施工方法
Kazemain et al. Review of soft soils stabilization by grouting and
CN110512636B (zh) 一种适用于强震条件下双层交错式长短桩复合隔震基础
CN113652915B (zh) 一种道路施工工艺
CN1422826A (zh) 一种气泡混合轻质土及其制作方法
JP2005163283A (ja) 法肩締固め工法及びその工法に使用する法肩締固め機
CN204385724U (zh) 一种聚氨酯砂石桩
CN105970903B (zh) 一种增强复合地基桩土联合作用的塑性混凝土褥垫层
CN1840504A (zh) 建筑用常温固结材料
CN112299797A (zh) 一种用于动水条件下裂隙岩体的抗渗加强型注浆材料及浆液生产方法
CN113860809A (zh) 水泥固化材料、人造泥岩及其制造方法
KR20140098416A (ko) 지반개량을 위한 고화토 형성방법
CN114960609A (zh) 一种单组分地聚物加固饱和软土的复合地基及其施工方法
CN114315294B (zh) 一种地下工程低强度韧性防水混凝土及其制备方法
Christodoulou et al. Principles and developments in soil grouting: a historical review
KR100312457B1 (ko) 연약지반 개선용 고화제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
Li et al. Strength and load-bearing behaviors of cement-industrial by-products solidified crust layer over soft subsoil
CN114960610B (zh) 一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法
CN101704649A (zh) 一种非取土引孔预应力管桩或预制方桩沉桩工艺的浆液配方
Zhang et al. Research on Soft Rocks for the Construction of Roadbeds for High-Speed Railroad: Effect of Water Soaking Environment
JP2764645B2 (ja) 建設残土の有効利用法
JP2000144748A (ja) ガラス廃材利用の軽量混合土の施工法

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