CN116657581A - 一种流态固化土换填回填方法 - Google Patents

一种流态固化土换填回填方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流态固化土，包括土料、固化剂、水，所述土料有机质含量不大于5%、颗粒粒径不大于50mm，所述固化剂为CaO、SiO2、Al2O3中任一种或多种，同时还提供了基于流态固化土的施工方法，包括土方开挖与清槽、预拌流态固化土拌和预拌流态固化土浇筑，具有施工效率高、坍落度可控、强度可调、施工适应性广和环保可持续等优势，为土木工程和建筑领域提供了一种高效、可靠的材料选择。

Description

一种流态固化土换填回填方法
技术领域
本发明属于建筑工程领域，具体涉及一种流态固化土换填回填方法。
背景技术
在土木工程和建筑领域中，常用的固化土材料包括水泥固化土、石灰固化土和石膏固化土等。这些传统的固化土材料在一定程度上可以满足工程需求，但存在一些问题，如施工难度大、固结时间长、固化效果不稳定等。
预拌流态固化土是按照一定比例先将固化剂、外加剂及水拌和成浆液后再与土进行拌合，形成具有特定控制指标的拌合物。相比于传统的固化土材料，预拌流态固化土的施工过程更加简便快捷，节省了大量的施工时间和人力成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种流态固化土，包括土料、固化剂、水，所述土料有机质含量不大于5％、颗粒粒径不大于50mm，所述固化剂为CaO、SiO2、Al2O3中任一种或多种，同时还提供了基于流态固化土的施工方法，包括土方开挖与清槽、预拌流态固化土拌和预拌流态固化土浇筑，具有施工效率高、坍落度可控、强度可调、施工适应性广和环保可持续等优势，为土木工程和建筑领域提供了一种高效、可靠的材料选择。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种流态固化土换填回填方法，包括土料、固化剂、水，所述土料有机质含量不大于5％、颗粒粒径不大于50mm，所述固化剂为CaO、SiO2、Al2O3中任一种或多种。
作为本发明的一种改进，所述流态固化土配置具体步骤为：所述流态固化土还包括外加剂，先将固化剂、外加剂、水混合拌合成浆液，再与土料拌合得到流态固化土，所述流态固化土塌落度为80～240mm、强度为0.5～10MPa。
作为本发明的一种改进，所述固化剂质量计算公式为：
其中：m0为施工用土料的质量(kg)，mc为固化剂的质量(kg)，w0为试验用土料的含水量(％)；
所述水质量计算公式为：
其中：mw为水的质量(kg)，μ为固化剂浆液水灰比。
作为本发明的一种改进，所述固化剂、外加剂、土料、水质量比为25:180：1100:340，所述流态固化土强度为0.8MPa。
作为本发明的一种改进，所述外加剂为水泥，所述土料为黏土、粉质黏土、砂粉土中任一种或多种。
本发明还提供了一种流态固化土的换填回填方法，具体步骤为：
(1)土方开挖与清槽：采用机械按1:1放坡开挖，至第4层强风化花岗片麻岩上亚带，清理干净坑底浮土和积水，开挖前后测量原土面和坑底标高；
(2)预拌流态固化土拌和：采用预拌流态固化土拌和系统，首先将固化剂与水投入浆液拌和器混合成浆液，再将固化剂浆液与土料投入搅拌器进行拌和成固化土混合料；
(3)预拌流态固化土浇筑：使用步骤(2)拌和后的预拌流态固化土进行浇筑。
作为本发明的一种改进，所述预拌流态固化土拌和系统包括固化剂各组分存储输送及计量系统、水输送及计量系统、浆液拌和及输送计量系统、土输送及计量系统。
作为本发明的一种改进，所述固化剂各组分存储输送及计量系统主要完成固化剂各组分的存储、输送及计量，将固化剂采用螺旋机输送至浆液搅拌器，计量控制采用时间继电器控制；
所述水输送及计量系统采用清水泵，采用流量计计量、时间继电器控制；
所述浆液拌和及输送计量系统将投入固化剂及水拌和成固化剂浆液，浆液输送采用泵送，电磁流量计计量；
所述土输送及计量系统采用配料机及输送带将土送至固化土搅拌器，计量控制采用称重计量。
作为本发明的一种改进，采用预拌流态固化土进行浇筑，所述步骤(3)具体步骤为：
S1.肥槽回填：根据现场条件及肥槽情况，首选汽车泵或地泵进行浇筑，无法采用汽车泵区域架设泵管进行浇筑，泵管需用钢管扣件搭设泵管架；在每段浇筑的两端采用14mm厚模板封堵边界，模板外侧固定50×100木枋@200背楞，并加设钢管斜撑；
S2.基坑换填：根据现场分区及各区段施工进度，可分段进行浇筑，使用编织袋堆砌挡土墙防止跑模，挡土墙按照45°坡度采用2.5m宽装填砂石编织袋堆砌，每次堆砌高度与分层回填高度一致，呈阶梯状分布；
S3.覆盖养护：步骤S1与S2浇筑完成后，立即对填筑体表面进行覆盖塑料薄膜或土工布保湿养护，时间不少于7d。
作为本发明的一种改进，预拌流态固化土采用分层浇筑方式，采用50插入式振捣棒，振捣间距为50cm，每次浇筑厚度控制在2～3m，基坑基槽底标高不一致时，按照先深后浅的顺序浇筑；
固化土初凝和终凝时间分别为6h、12h，搅拌至浇筑完成时间不大于3h，相邻浇筑位置高差不大于1m。
本发明的有益效果为：
1.流态固化土的使用可以有效地固化土料，并提高土体的强度。通过固化剂、外加剂和水的准确配比，流态固化土可以达到预期的坍落度和强度范围，从而适用于不同的工程需求。同时流态固化土具有较高的强度，可用于加固和稳定土体。其强度范围为0.5～10MPa，能够满足一定的工程承载和稳定性要求。
2.流态固化土的配比和施工过程经过精确控制，能够提高工程施工效率。通过固化剂、外加剂、水和土料的准确计量和混合，可以确保施工过程的稳定性和一致性。流态固化土可以采用不同种类的土料，如黏土、粉质黏土和砂粉土，具有较好的适应性和灵活性。这使得流态固化土在不同地区和工程项目中的应用更加广泛。
3.流态固化土的换填回填方法采用预拌流态固化土进行浇筑，可实现快速、高效的施工。通过分层浇筑、振捣和养护等措施，可以确保固化土在施工过程中的稳定性和持久性，提高工程的质量和可靠性。
附图说明
图1为本发明的流态固化土回填剖面图。
图2为本发明的实施例基坑换填示意图。
图3为本发明的固化土拌和系统实物图。
图4为本发明的换填回填方法流程图。
附图标识列表：
1、地面，2、墙体，3、基础筏板，4、基础垫层，5、基坑边坡，6、流态固化土，7、堆砌挡土墙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
本发明所述的一种流态固化，包括土料、固化剂、水泥、水。
1.土料
优先采用黏土、粉质黏土、砂粉土等，有机质含量不大于5％，其颗粒粒径不大于50mm，一般属于粗粒土与细粒土。未经处理的污染土不得作为固化土的原材料。
2.固化剂
本发明采用以CaO、SiO2和Al2O3为主要成分的无机水硬性胶凝材料作为土壤固化剂。固化剂与工程用土充分挫合后，通过其自身各组分之间以及与土之间的物理、化学反应，可显著改善士的物理力学性质，并形成满足环境标准并长期保持稳定的固化体。
根据拌合用土和固化土的设计要求强度，选用合适的固化剂，固化剂成品技术标准如下：
物理指标表
工艺指标表
注：施工时，如从搅拌到浇筑时间不超过1h，净浆流动度可不做要求。
3.配合比试验
初步确定固化剂的含量为18％，固化剂的水灰比为1：2进行试配。试配选用土质量不少于30kg。依据选定的固化剂掺入比基准值计算掺入的固化剂质量，掺入的固化剂质量应按下式计算：
其中：m0为施工用土料的质量(kg)，mc为固化剂的质量(kg)，w0为试验用土料的含水量(％)；
依据选定的固化剂浆水灰比，加水量应按下式计算：
其中：mw为水的质量(kg)，μ为固化剂浆液水灰比。
根据土料的质量m0及计算所得固化剂质量、水质量，确定预拌流态固化土的计算配合比。
通过试配试验确定本工程流态固化土配合比结果如下：
0.8MPa流态固化土配合比：固化剂(mL)：水泥(kg)：土料(kg)：水(kg)＝25：180：1100：340。
实施例2
1.土方开挖、清槽
采用机械按1:1放坡开挖，至第4层强风化花岗片麻岩上亚带，清理干净坑底浮土和积水，开挖前后测量原土面和坑底标高，并做好数据记录。
2.预拌流态固化土拌和
(1)拌和流程
预拌流态固化土采用集中搅拌。拌合过程：首先将固化剂各组分、外加剂(必要时掺入)等与水按实施例10.8MPa流态固化土配合比投入浆液拌和器混合成浆液，再将固化剂浆液与土投入搅拌器进行拌和成固化土混合料。
(2)拌合站组成及计量
如图3所示的预拌流态固化土拌和系统，将投入的固化剂浆液和土拌和成固化土。单套固化土拌和系统包括以下几个系统：
固化剂各组分存储输送及计量系统：本系统主要完成固化剂各组分的存储、输送及计量。将固化剂采用螺旋机输送至浆液搅拌器，计量控制采用时间继电器控制。
水输送及计量系统：拌合水输送采用清水泵，采用流量计计量、时间继电器控制。
浆液拌和及输送计量系统：本系统将投入固化剂及水拌和成固化剂浆液，原材料多为细粉颗粒，搅拌设备应具有密闭性。浆液输送采用泵送，电磁流量计计量。
土输送及计量系统：本系统采用配料机及输送带将土送至固化土搅拌器。计量控制采用称重计量。
3.预拌流态固化土浇筑
(1)肥槽回填：如图1所示，根据现场条件及肥槽情况，首选汽车泵或地泵进行浇筑，无法采用汽车泵区域架设泵管进行浇筑，泵管需用钢管扣件搭设泵管架。在每段浇筑的两端采用14mm厚模板封堵边界，模板外侧固定50×100木枋@200背楞，并加设钢管斜撑。
(2)基坑换填：根据现场分区及各区段施工进度，可分段进行。如图2所示，使用编织袋堆砌挡土墙防止跑模，挡土墙按照45°坡度采用2.5m宽装填砂石编织袋堆砌，每次堆砌高度与分层回填高度一致，呈阶梯状分布。
(3)预拌流态固化土应进行分层浇筑，采用50插入式振捣棒，振捣间距以50cm为宜，振捣时应快插慢拔，以便气泡排出，避免过振。每次浇筑厚度控制在2～3m，基坑基槽底标高不一致时，按照先深后浅的顺序浇筑。
(4)预拌流态固化土回填过程中，检查坑(槽)边壁上的标高控制线，保证每浇注层基本水平进行，浇筑时应合理配量施工机械和人员。回填至顶标高处，宜人工辅助刮平。
(5)肥槽回填应连续进行，尽快完成。施工中应防止地面水流入坑(槽)内。应有防雨排水措施。刚回填完毕或尚未初凝的固化土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水及松软土除去，并补填。
(6)固化土初凝和终凝时间分别为6h、12h，搅拌至浇筑完成时间不得超过3小时。相邻浇筑位置高差不应大于1m。
(7)浇筑完成后及时进行覆盖养护，上层浇筑作业应在下层终凝后进行，未达到下次工序施工要求强度前，不得进行上人作业。
(8)回填应连续进行，尽快完成。施工期间基坑四周应放置沙袋，防止地面水流入基坑内。浇筑时遇大雨或持续小雨天气，应对未硬化的填筑体表面进行覆盖。刚回填完毕或尚未初凝的固化土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水及松软土除去，并补填。
(9)回填至顶标高后，应拉线或用靠尺检查标高和平整度，超高处用铁锹铲平，低洼处及时补打固化土。填筑最上一层完成后，应采用水准仪测标高。允许误差±200mm。每100m2检查3点或10m检查1点。
(10)浇筑完顶层后，立即对填筑体表面进行覆盖塑料薄膜或土工布保湿养护，时间不少于7d。
需要说明的是，附图仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此形状限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流态固化土，其特征在于：包括土料、固化剂、水，所述土料有机质含量不大于5％、颗粒粒径不大于50mm，所述固化剂为CaO、SiO2、Al2O3中任一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种流态固化土，其特征在于，所述流态固化土配置具体步骤为：所述流态固化土还包括外加剂，先将固化剂、外加剂、水混合拌合成浆液，再与土料拌合得到流态固化土，所述流态固化土塌落度为80～240mm、强度为0.5～10MPa。
3.根据权利要求2所述的一种流态固化土，其特征在于：所述固化剂质量计算公式为：
其中：m0为施工用土料的质量(kg)，mc为固化剂的质量(kg)，w0为试验用土料的含水量(％)；
所述水质量计算公式为：
其中：mw为水的质量(kg)，μ为固化剂浆液水灰比。
4.根据权利要求2所述的一种流态固化土，其特征在于：所述固化剂、外加剂、土料、水质量比为25:180：1100:340，所述流态固化土强度为0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的一种流态固化土，其特征在于：所述外加剂为水泥，所述土料为黏土、粉质黏土、砂粉土中任一种或多种。
6.一种根据权利要求1所述的流态固化土的换填回填方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)土方开挖与清槽：采用机械按1:1放坡开挖，至第4层强风化花岗片麻岩上亚带，清理干净坑底浮土和积水，开挖前后测量原土面和坑底标高；
(2)预拌流态固化土拌和：采用预拌流态固化土拌和系统，首先将固化剂与水投入浆液拌和器混合成浆液，再将固化剂浆液与土料投入搅拌器进行拌和成固化土混合料；
(3)预拌流态固化土浇筑：使用步骤(2)拌和后的预拌流态固化土进行浇筑。
7.根据权利要求6所述的一种流态固化土换填回填方法，其特征在于：所述预拌流态固化土拌和系统包括固化剂各组分存储输送及计量系统、水输送及计量系统、浆液拌和及输送计量系统、土输送及计量系统。
8.根据权利要求7所述的一种流态固化土换填回填方法，其特征在于：所述固化剂各组分存储输送及计量系统主要完成固化剂各组分的存储、输送及计量，将固化剂采用螺旋机输送至浆液搅拌器，计量控制采用时间继电器控制；
所述水输送及计量系统采用清水泵，采用流量计计量、时间继电器控制；
所述浆液拌和及输送计量系统将投入固化剂及水拌和成固化剂浆液，浆液输送采用泵送，电磁流量计计量；
所述土输送及计量系统采用配料机及输送带将土送至固化土搅拌器，计量控制采用称重计量。
9.根据权利要求6所述的一种流态固化土换填回填方法，其特征在于，采用预拌流态固化土进行浇筑，所述步骤(3)具体步骤为：
S1.肥槽回填：根据现场条件及肥槽情况，首选汽车泵或地泵进行浇筑，无法采用汽车泵区域架设泵管进行浇筑，泵管需用钢管扣件搭设泵管架；在每段浇筑的两端采用14mm厚模板封堵边界，模板外侧固定50×100木枋@200背楞，并加设钢管斜撑；
S2.基坑换填：根据现场分区及各区段施工进度，可分段进行浇筑，使用编织袋堆砌挡土墙防止跑模，挡土墙按照45°坡度采用2.5m宽装填砂石编织袋堆砌，每次堆砌高度与分层回填高度一致，呈阶梯状分布；
S3.覆盖养护：步骤S1与S2浇筑完成后，立即对填筑体表面进行覆盖塑料薄膜或土工布保湿养护，时间不少于7d。
10.根据权利要求9所述的一种流态固化土换填回填方法，其特征在于：预拌流态固化土采用分层浇筑方式，采用50插入式振捣棒，振捣间距为50cm，每次浇筑厚度控制在2～3m，基坑基槽底标高不一致时，按照先深后浅的顺序浇筑；
固化土初凝和终凝时间分别为6h、12h，搅拌至浇筑完成时间不大于3h，相邻浇筑位置高差不大于1m。
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