CN114960610B - 一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法 - Google Patents
一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114960610B CN114960610B CN202210439790.8A CN202210439790A CN114960610B CN 114960610 B CN114960610 B CN 114960610B CN 202210439790 A CN202210439790 A CN 202210439790A CN 114960610 B CN114960610 B CN 114960610B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- geopolymer
- monocomponent
- soil body
- stirring
- construction method
- 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
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 85
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 14
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 10
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 35
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/02—Improving by compacting
- E02D3/10—Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/02—Improving by compacting
- E02D3/08—Improving by compacting by inserting stones or lost bodies, e.g. compaction piles
-
- 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
-
- 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)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明提供一种单组分地聚物加固土体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、粉磨后掺加固体碱激发剂，得到单组分地聚物并在单组分地聚物中掺加水，得到浆体，然后采用湿喷法将浆体与被加固土体搅拌均匀，得到单组分地聚物搅拌桩；在距离设计孔口标高0.5～1m处填筑混凝土以封堵孔口；最后开挖土体至设计标高后，铺设中粗砂褥垫层并压实，得到单组分地聚物加固土体的复合地基。本发明综合利用金属尾矿渣等低碳建材产品以替代水泥用于加固土体，不仅可降低水泥生产的碳排放，实现工业固废绿色建材化利用，而且单组分地聚物与土体充分拌和后形成搅拌桩，并在其上铺设褥垫层，可实现与周边土体共同承受上部荷载和变形协调。
Description
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土体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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法，通过制备单组分地聚物并将其与被加固土体拌和，使得桩体的体积膨胀力作用于被加固土体，然后在其上部铺设中粗砂褥垫层，得到复合地基，最终实现和周围土体共同承受上部荷载和变形协调。
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土体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、在所述单组分地聚物中掺加水并搅拌，得到浆体；
S3、采用湿喷法将所述浆体与被加固土体搅拌均匀，得到单组分地聚物搅拌桩，其中，所述单组分地聚物搅拌桩喷搅至距离设计孔口标高0.5～1 m处；
S4、在距离所述设计孔口标高0.5～1m处填筑混凝土以封堵孔口；
S5、开挖土体至设计标高后，铺设中粗砂褥垫层并压实至中密状态，得到单组分地聚物加固土体的复合地基。
本发明提出一种单组分地聚物加固土体的复合地基，其根据上述方法施工得到。
本发明实施例的单组分地聚物加固土体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等可制备得到单组分地聚物。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、单组分地聚物与土体充分拌和后其体积会产生膨胀，此时用混凝土封堵桩口，使得桩体的体积膨胀力作用于周边土体，从而可以挤密周边土体使其孔隙减小，强度增加和变形降低。搅拌桩固化后形成低强度桩，并与周边被挤密的土体形成复合地基。最后开挖土体至预定深度并在其上铺设中粗砂褥垫层并压实至中密状态。在上部荷载作用后，褥垫层协调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，最终实现和周边土体共同承受上部荷载和变形协调。
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梅花形布置时的平面图；
图2为本发明的单组分地聚物搅拌桩呈正方形布置时的平面图；
图3为本发明的单组分地聚物搅拌桩用混凝土封堵孔口后的剖视图；
图4为本发明的单组分地聚物加固土体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土体的复合地基及其施工方法进行具体说明。
参照图1～图4所示，本发明实施例提供的一种单组分地聚物加固土体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、在所述单组分地聚物中掺加水并搅拌，得到浆体。
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的质量比为1：0.35～0.5。
S3、采用湿喷法将所述浆体与被加固土体搅拌均匀，得到单组分地聚物搅拌桩1，其中，所述单组分地聚物搅拌桩1喷搅至距离设计孔口标高 0.5～1m处。本发明采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀可用“一喷二搅”或“二喷三搅”的施工工艺，以使单组分地聚物与被加固土体得到充分搅拌。
参照图1和图2所示，进一步地，在本发明较佳实施例中，所述单组分地聚物搅拌桩1为正方形或梅花形布置，且相邻的两个所述单组分地聚物搅拌桩1的间距为1.5～3m，桩径为0.4～0.8m，所述单组分地聚物搅拌桩 1中，所述单组分地聚物与所述被加固土体的质量比为0.15～0.25：1。
S4、参照图3所示，在距离所述设计孔口标高0.5～1m处填筑混凝土2 以封堵孔口。通过混凝土2封堵孔口可以使单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，从而挤密周边土体3以减小土体孔隙、提高土体强度以及降低土体变形。
进一步地，在本发明较佳实施例中，所述混凝土2为C10或C15低标号混凝土。
S5、参照图4所示，开挖周边土体3至设计标高后，铺设中粗砂褥垫层4并压实至中密状态，得到单组分地聚物加固土体的复合地基。上部的中粗砂褥垫层4的荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3可通过中粗砂褥垫层4实现变形协调。其中，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体 3则进一步变得密实，强度进一步提高且变形进一步降低，直至单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态。
进一步地，在本发明较佳实施例中，所述中粗砂褥垫层4的厚度为0.5～1 m。
本发明还提供了一种单组分地聚物加固土体的复合地基，其根据上述施工方法施工得到。
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
本实施例提供的一单组分地聚物加固土体的复合地基，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)搅拌桩施工：在单组分地聚物中掺加水后搅拌，得到浆体。其中，单组分地聚物和水的质量比为1:0.35。然后采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀，并喷搅至距离设计孔口标高0.5m高度处，得到单组分地聚物搅拌桩1。其中，单组分地聚物搅拌桩1为正方形布置，间距1.5m，桩径为0.8m，单组分地聚物的掺量为被加固土体质量的25％。
(3)搅拌桩膨胀挤密土体：在设计孔口标高0.5m高度处，填筑C15 低标号混凝土2封堵孔口，使得单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，实现对周边土体3的挤密，从而使土体孔隙减小，强度提高且变形降低。
(4)形成复合地基：开挖土体至设计标高，铺设1m厚的、中密状态的中粗砂褥垫层4。上部荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3 通过中粗砂褥垫层4实现变形协调，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体3进一步变得密实，强度进一步提高，变形进一步降低，直至二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态，得到复合地基。
实施例2
本实施例提供的一单组分地聚物加固土体的复合地基，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)搅拌桩施工：在单组分地聚物中掺加水后搅拌，得到浆体。其中，单组分地聚物和水的质量比为1:0.35。然后采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀，并喷搅至距离设计孔口标高0.5m高度处，得到单组分地聚物搅拌桩1。其中，单组分地聚物搅拌桩1为正方形布置，间距1.5m，桩径为0.8m，单组分地聚物的掺量为被加固土体质量的25％。
(3)搅拌桩膨胀挤密土体：在设计孔口标高0.5m高度处，填筑C15 低标号混凝土2封堵孔口，使得单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，实现对周边土体3的挤密，从而使土体孔隙减小，强度提高且变形降低。
(4)形成复合地基：开挖土体至设计标高，铺设1m厚的、中密状态的中粗砂褥垫层4。上部荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3 通过中粗砂褥垫层4实现变形协调，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体进一步变得密实，强度进一步提高，变形进一步降低，直至二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态，得到复合地基。
实施例3
本实施例提供的一单组分地聚物加固土体的复合地基，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600℃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)搅拌桩施工：在单组分地聚物中掺加水后搅拌，得到浆体。其中，单组分地聚物和水的质量比为1:0.35。然后采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀，并喷搅至距离设计孔口标高0.5m高度处，得到单组分地聚物搅拌桩1。其中，单组分地聚物搅拌桩1为梅花形布置，间距1.5m，桩径为0.8m，单组分地聚物的掺量为被加固土体质量的25％。
(3)搅拌桩膨胀挤密土体：在设计孔口标高0.5m高度处，填筑C15 低标号混凝土2封堵孔口，使得单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，实现对周边土体3的挤密，从而使土体孔隙减小，强度提高且变形降低。
(4)形成复合地基：开挖土体至设计标高，铺设1m厚的、中密状态的中粗砂褥垫层4。上部荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3 通过中粗砂褥垫层4实现变形协调，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体进一步变得密实，强度进一步提高，变形进一步降低，直至二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态，得到复合地基。
实施例4
本实施例提供的一单组分地聚物加固土体的复合地基，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)搅拌桩施工：在单组分地聚物中掺加水后搅拌，得到浆体。其中，单组分地聚物和水的质量比为1:0.5。然后采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀，并喷搅至距离设计孔口标高1m高度处，得到单组分地聚物搅拌桩1。其中，单组分地聚物搅拌桩1为正方形布置，间距3m，桩径为0.8m，单组分地聚物的掺量为被加固土体质量的25％。
(3)搅拌桩膨胀挤密土体：在设计孔口标高1m高度处，填筑C10低标号混凝土2封堵孔口，使得单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，实现对周边土体3的挤密，从而使土体孔隙减小，强度提高且变形降低。
(4)形成复合地基：开挖土体至设计标高，铺设1m厚的、中密状态的中粗砂褥垫层4。上部荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体3 通过中粗砂褥垫层4实现变形协调，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体进一步变得密实，强度进一步提高，变形进一步降低，直至二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态，得到复合地基。
实施例5
本实施例提供的一单组分地聚物加固土体的复合地基，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)搅拌桩施工：在单组分地聚物中掺加水后搅拌，得到浆体。其中，单组分地聚物和水的质量比为1:0.5。然后采用湿喷法将单组分地聚物和被加固土体搅拌均匀，并喷搅至距离设计孔口标高1m高度处，得到单组分地聚物搅拌桩1。其中，单组分地聚物搅拌桩1为正方形布置，间距3m，桩径为0.4m，单组分地聚物的掺量为被加固土体质量的15％。
(3)搅拌桩膨胀挤密土体：在设计孔口标高0.5m高度处，填筑C15 低标号混凝土2封堵孔口，使得单组分地聚物搅拌桩1的膨胀力充分作用于周边土体3，实现对周边土体3的挤密，从而使土体孔隙减小，强度提高且变形降低。
(4)形成复合地基：开挖土体至设计标高，铺设0.5m厚的、中密状态的中粗砂褥垫层4。上部荷载作用后，单组分地聚物搅拌桩1和周边土体 3通过中粗砂褥垫层4实现变形协调，承载力更大、变形更小的单组分地聚物搅拌桩1刺入中粗砂褥垫层4，而承载力更小、变形更大的周边土体进一步变得密实，强度进一步提高，变形进一步降低，直至二者之间及其与上部荷载达到静力平衡和变形协调状态，得到复合地基。
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 (9)
1.一种单组分地聚物加固土体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，所述SiO2和所述Al2O3的质量比为2.5～3.25：1；
S2、在所述单组分地聚物中掺加水并搅拌，得到浆体；
S3、采用湿喷法将所述浆体与被加固土体搅拌均匀，得到单组分地聚物搅拌桩，其中，所述单组分地聚物搅拌桩喷搅至距离设计孔口标高0.5～1m处；
S4、在距离所述设计孔口标高0.5～1m处填筑混凝土以封堵孔口；
S5、开挖土体至设计标高后，铺设中粗砂褥垫层并压实至中密状态，得到单组分地聚物加固土体的复合地基。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S1中，烧结温度为600～1200℃，烧结时间为3～4h。
3.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。
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％。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S2中，所述单组分地聚物与所述水的质量比为1：0.35～0.5。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S3中，所述单组分地聚物搅拌桩为正方形或梅花形布置，且相邻的两个所述单组分地聚物搅拌桩的间距为1.5～3m，桩径为0.4～0.8m，所述单组分地聚物搅拌桩中，所述单组分地聚物与所述被加固土体的质量比为0.15～0.25：1。
7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S4中，所述混凝土为C10或C15低标号混凝土。
8.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤S5中，所述中粗砂褥垫层的厚度为0.5～1m。
9.一种单组分地聚物加固土体的复合地基，其特征在于，根据权利要求1～8任意一项所述的施工方法施工得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210439790.8A CN114960610B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210439790.8A CN114960610B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114960610A CN114960610A (zh) | 2022-08-30 |
| CN114960610B true CN114960610B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=82980162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210439790.8A Active CN114960610B (zh) | 2022-04-25 | 2022-04-25 | 一种单组分地聚物加固土体的复合地基及其施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114960610B (zh) |
Citations (18)
| 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 |
| CN101294396A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-10-29 | 朱奎 | 不同刚度组合桩复合地基及其处理方法 |
| JP2010144394A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Mitsubishi Plastics Inc | 地盤補強工法及び改良地盤構造 |
| CN101906773A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-12-08 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 钢性桩与柔性桩联合处理深厚软土地基工法 |
| JP2012193223A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 水底堆積土の処理方法 |
| CN102767173A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-11-07 | 河海大学 | 一种高聚物材料浆固散体材料桩复合地基及其施工方法 |
| JP2014001619A (ja) * | 2012-05-21 | 2014-01-09 | Shimizu Corp | 構造物の液状化被害低減構造、および液状化被害低減方法 |
| CN203684254U (zh) * | 2014-01-20 | 2014-07-02 | 国家电网公司 | 一种水泥土搅拌桩复合地基 |
| CN104153385A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 | 一种褥垫层和一种复合地基及其施工方法 |
| CN106703062A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-24 | 江苏卓典钻掘科技有限公司 | 一种非连续褥垫层复合地基及其施工方法 |
| CN107021499A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-08 | 三明学院 | 一种碱矿物水泥所用水玻璃的制备方法及其应用 |
| 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 |
| CN111236224A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-05 | 苏州大学 | 一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法 |
| KR20200120345A (ko) * | 2019-04-12 | 2020-10-21 | 김태준 | 말뚝성능 보강재 및 이를 이용한 시공방법 |
| CN112627162A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 中建安装集团有限公司 | 一种基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩及其施工方法 |
| CN113354310A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-07 | 东南大学 | 一种基于多元固废的单组分地聚物固化剂及其制备方法 |
| CN216041081U (zh) * | 2021-09-28 | 2022-03-15 | 民航中南机场设计研究院(广州)有限公司 | 一种防沉降变形结构 |
| CN216275588U (zh) * | 2021-08-27 | 2022-04-12 | 中南勘察设计院集团有限公司 | 一种型钢与水泥土搅拌桩组合作用的复合地基处理结构 |
-
2022
- 2022-04-25 CN CN202210439790.8A patent/CN114960610B/zh active Active
Patent Citations (18)
| 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 |
| CN101294396A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-10-29 | 朱奎 | 不同刚度组合桩复合地基及其处理方法 |
| JP2010144394A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Mitsubishi Plastics Inc | 地盤補強工法及び改良地盤構造 |
| CN101906773A (zh) * | 2010-07-22 | 2010-12-08 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 钢性桩与柔性桩联合处理深厚软土地基工法 |
| JP2012193223A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 水底堆積土の処理方法 |
| JP2014001619A (ja) * | 2012-05-21 | 2014-01-09 | Shimizu Corp | 構造物の液状化被害低減構造、および液状化被害低減方法 |
| CN102767173A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-11-07 | 河海大学 | 一种高聚物材料浆固散体材料桩复合地基及其施工方法 |
| CN203684254U (zh) * | 2014-01-20 | 2014-07-02 | 国家电网公司 | 一种水泥土搅拌桩复合地基 |
| CN104153385A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-11-19 | 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 | 一种褥垫层和一种复合地基及其施工方法 |
| CN106703062A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-24 | 江苏卓典钻掘科技有限公司 | 一种非连续褥垫层复合地基及其施工方法 |
| CN107021499A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-08-08 | 三明学院 | 一种碱矿物水泥所用水玻璃的制备方法及其应用 |
| 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 |
| KR20200120345A (ko) * | 2019-04-12 | 2020-10-21 | 김태준 | 말뚝성능 보강재 및 이를 이용한 시공방법 |
| CN111236224A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-05 | 苏州大学 | 一种用于深厚软土层中的含炉渣桩基结构及施工方法 |
| CN112627162A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 中建安装集团有限公司 | 一种基于地聚合物注浆的排水劲芯复合桩及其施工方法 |
| CN113354310A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-07 | 东南大学 | 一种基于多元固废的单组分地聚物固化剂及其制备方法 |
| CN216275588U (zh) * | 2021-08-27 | 2022-04-12 | 中南勘察设计院集团有限公司 | 一种型钢与水泥土搅拌桩组合作用的复合地基处理结构 |
| CN216041081U (zh) * | 2021-09-28 | 2022-03-15 | 民航中南机场设计研究院(广州)有限公司 | 一种防沉降变形结构 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 岩土工程中粉煤灰-矿渣地质聚合物对水泥土搅拌桩性能的影响;薄勇, 刘洋洲, 龙建辉等;《粘接》;20210121;第46卷(第05期);111-114 * |
| 干河矿2#煤层旺采区围岩的物理力学特性测试;亮, 单仁亮, 张蕾等;《解放军理工大学学报(自然科学版)》;20160614;第17卷(第04期);322-329 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114960610A (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101560082B (zh) | 超高强活性粉末混凝土及其制造方法 | |
| CN110423057A (zh) | 煤矸石基地质聚合物及其制备方法 | |
| CN109369097A (zh) | 一种低收缩低徐变抗裂高性能大体积混凝土 | |
| CN107459301A (zh) | 一种预拌流态固化土 | |
| CN108203281A (zh) | 一种微膨胀注浆材料及其制备方法 | |
| CN105481272B (zh) | 地聚合物及其前体的制作方法、产品和应用 | |
| CN107382216A (zh) | 掺加铁尾矿与建筑垃圾的高强混凝土及其制备方法 | |
| CN102036931A (zh) | 配重 | |
| CN110002829A (zh) | 一种电解锰渣免烧砖及其制备方法 | |
| CN114940611B (zh) | 一种基于金尾矿的流态固化土及其制备方法 | |
| 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 | |
| CN112794682A (zh) | 一种掺有高硅型铁尾矿的预拌流态固化土及其制备方法 | |
| CN113336488A (zh) | 一种低离析、低碳混凝土及其制备方法 | |
| JP2012219479A (ja) | 鉄鋼スラグを用いたサンドドレーン材料及びサンドコンパクションパイル用材料 | |
| CN111792905A (zh) | 一种石灰石尾矿充填材料及其制备方法与应用 | |
| CN104446310A (zh) | 一种混凝土管桩的混凝土配方及管桩制备方法 | |
| CN102786281A (zh) | 适用于超软土吹泥法的围垦海涂软土新配方 | |
| CN113800838B (zh) | 一种公路用路基材料及其制备方法 | |
| WO2001004426A1 (fr) | Mortier de terre amelioree par de la chaux, procede de production et de fluidification de celui-ci | |
| CN115368063A (zh) | 一种蔗渣纤维复合低碱水泥改性膨胀土及其运用在边坡的施工方法 | |
| CN114133151A (zh) | 一种可固化软土的掺钢渣低碳胶凝材料及其使用方法 | |
| CN114315243A (zh) | 一种环保型自密实预拌混凝土及其生产工艺 | |
| KR20220155783A (ko) | 로내 탈황방식 석탄 연소 고칼슘 플라이애시를 활용한 매입말뚝 주입재 조성물 | |
| CN112358254A (zh) | 一种土体硬化剂及其制备方法和用途 | |
| CN112341092A (zh) | 一种掺高硅尾矿粉的混凝土及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |