一种提高水泥土搅拌桩强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，该方法包括如下步骤：取一定质量的原状土，并根据所述原状土的质量确定水泥的掺入用量；根据水泥的掺入用量，确定粉煤灰的用量，并掺入一定量的钠基膨润土，并且将水泥、粉煤灰和钠基膨润土搅拌合成加固材料水泥浆液；通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到所述原状土中，并将原状土和水泥浆液搅拌均匀，并倒入抗压和剪切试验模具中，形成一定强度的水泥土搅拌桩。粉煤灰和钠基膨润土比单纯掺入水泥的水泥土强度提高了3.8～4.9倍，并且该放大操作步骤简单、操作成本低廉、工作效率高、加固效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，具体是地下室基坑施工中水泥土搅拌桩止水与加固等提高水泥土搅拌桩强度的方法，属于岩土工程施工

技术介绍
一般而言，水泥土搅拌桩是一种既不同于打(振、压)入式挤土桩,又不同于钻(冲、挖)孔式置换桩的新桩种。具体地说，它采用特制的钻杆或钻头钻入地基至一定深度，喷出水泥浆或水泥粉,并且边喷、边搅、边上提，从而使水泥浆或水泥粉沿着钻孔深度与地基土强行拌和,待结硬后形成完整的桩体。水泥搅拌桩止水和加固效果明显，且施工过程中无振动、无污染，对周围环境及建筑物无不良影响，经济廉价，施工简便等优点。所以我们很有必要对它的相关性能进行研究。目前最常见的就是在搅拌桩中只掺入水泥，自然养护后形成具有一定强度的水泥土，但是这种搅拌桩因为水泥成本的过高而导致搅拌桩整体成本过高，增加了工程造价成本。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，通过在水泥土中掺入粉煤灰和钠基膨润土，进而降低水泥土原料成本，提高水泥土强度。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)取一定质量的原状土，并根据所述原状土的质量确定水泥的掺入用量；2)根据水泥的掺入用量，确定粉煤灰的用量，并掺入一定量的钠基膨润土，并且将水泥、粉煤灰和钠基膨润土搅拌合成加固材料水泥浆液；3)通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到所述原状土中，并将原状土和水泥浆液搅拌均匀，并倒入抗压和剪切试验模具中，形成一定强度的水泥土搅拌桩。进一步，所述水泥的掺入量为所述原状土质量的15％。进一步，所述水泥与粉煤灰的质量比为1:0.5。进一步，所述钠基膨润土按照所述原状土总体积的比例掺取为11kg/m3。进一步，所述钠基膨润土按照所述原状土总体积的比例掺取为7kg/m3。本专利技术的有益效果是：1)水泥材料成本高，该方法中添加的粉煤灰和钠基膨润土价格均低于水泥价格，能够降低工程造价成本；2)由于钠基膨润土有着良好的吸水性、稳定性、膨胀性、粘结性、防渗性，粉煤灰能降低水泥土的水化热。通过钠基膨润土和粉煤灰的结合，能在一定程度上提高水泥土搅拌桩的抗压强度；3)粉煤灰和钠基膨润土比单纯掺入水泥的水泥土强度提高了3.8～4.9倍，、并且该放大操作步骤简单、操作成本低廉、工作效率高、加固效果好。附图说明图1为本专利技术实施例示意图之一；图2为本专利技术实施例示意图之二；图3为本专利技术实施例示意图之三。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)取一定质量的原状土，并根据所述原状土的质量确定水泥的掺入用量；2)根据水泥的掺入用量，确定粉煤灰的用量，并掺入一定量的钠基膨润土，并且将水泥、粉煤灰和钠基膨润土搅拌合成加固材料水泥浆液；3)通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到所述原状土中，并将原状土和水泥浆液搅拌均匀，并倒入抗压和剪切试验模具中，形成一定强度的水泥土搅拌桩。所述水泥的掺入量为所述原状土质量的15％。所述水泥与粉煤灰的质量比为1:0.5。实施例步骤A：取一定质量的原状土，掺入水泥(原状土质量的15％)，这一步确定了确定水泥的掺入用量；步骤B：根据水泥、粉煤灰、钠基膨润土掺量和水灰比(水泥与粉煤灰比例)等条件拌合成加固材料水泥浆液。具体为取钠基膨润土掺量、粉煤灰掺量两个因素，按照水灰比1：0.5，其中钠基膨润土按体积掺量取0kg/m3、5kg/m3、7kg/m3、9kg/m3、11kg/m3五个水平，粉煤灰掺量按替代水泥的掺量取0、10％、20％、30％、40％五个水平，设计并计算出对应水泥土的配合比，步骤C：通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到土中，并且将土和水泥浆液搅拌均匀，倒入抗压和剪切试验试模，最终形成具有一定强度的水泥土试块，然后进行养护，待7天、28天、90天后完成抗压和抗剪试验；步骤D：完成7天、28天、90天水泥土试件的抗压强度试验、抗剪强度试验，记录并分析数据，分析研究粉煤灰、钠基膨润土对不同龄期水泥土性能的影响。表一：各参数比例含量正交表如表一所示：采取正交试验设计方法。正交实验法是利用排列整齐的表—来对试验进行整体设计。将粉煤灰和钠基膨润土作为两个影响因子。综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果，这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点，利用表—来安排试验并进行数据分析的方法。如图1所示：该图为表一的1-25组在7天、28天、90天抗压强度折线示意图；如图2所示：该图为表一的1-25组在7天、28天、90天粘聚力系数值变化图；如图3所示：该图为表一的1-25组在7天、28天、90天内摩擦角变化折线图。由图1、图2和图3可知：粉煤灰对于7天抗压强度有减弱作用，由于粉煤灰水化速度小于水泥熟料，故掺入粉煤灰后，早期强度普遍降低，并且存在粉煤灰掺量越高，其早期抗压强度越低的特性。当钠基膨润土掺量大于7kg/m3以上时，其抗压强度得到提高。由于钠基膨润土遇水膨胀的特性，能有效减少水泥土内部孔隙，对于维护其结构稳定性有一定帮助。由上述试验数据可知，当粉煤灰掺量为10％，钠基膨润土掺量为11kg/m3，其7天抗压强度为最佳值。其早期抗剪强度最佳值为当粉煤灰掺量为20％，钠基膨润土掺量为11kg/m3时，其7天抗剪强度达到最佳值。粉煤灰中SiO2、Al2O3对粉煤灰的火山灰性质贡献很大。Al2O3对降低粉煤灰的熔点有利，使其易于形成玻璃微珠，均为资源化的有益部分。其结合态的CaO含量越高，越能提高其自硬性。故其28天强度相较于7天强度有着明显提高。钠基膨润土参与之间的作用是由于其有效填补其内部孔隙，帮助稳固其内部结构，加强其结构稳定性，其28天抗压强度最佳的一组为当粉煤灰掺量为20％，钠基膨润土掺量为11kg/m3；其28天抗剪强度最佳值为当粉煤灰掺量为40％，钠基膨润土掺量为9kg/m3时。水泥土抗压的后期强度主要影响因素是粉煤灰的掺量，粉煤灰对于水泥颗粒起到物理分散作用，使得水泥水化更加完全。当水泥土水胶比较低时，水化慢的粉煤灰可提供水分，使得水化反应更加充分。粉煤灰对附集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅仅产生胶凝性质的产物，并且加强了薄弱的过度区，对改善其各项性能有显著作用，其90天抗压强度最佳值为当粉煤灰掺量为30％，钠基膨润土掺量为7kg/m3时。其90天抗剪强度最佳值为当粉煤灰掺量为30％，钠基膨润土掺量为11kg/m3时。当固化剂水泥掺入量为15％时，加入粉煤灰和钠基膨润土，比单纯采用水泥而不加入粉煤灰和钠基膨润土形成的水泥土强度大约提高3-5倍。以上所举实施例为本专利技术的较佳实施方式，仅用来方便说明本专利技术，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何所属
中具有通常知识者，若在不脱离本专利技术所提技术特征的范围内，利用本专利技术所揭示
技术实现思路
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【技术保护点】
一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)取一定质量的原状土，并根据所述原状土的质量确定水泥的掺入用量；2)根据水泥的掺入用量，确定粉煤灰的用量，并掺入一定量的钠基膨润土，并且将水泥、粉煤灰和钠基膨润土搅拌合成加固材料水泥浆液；3)通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到所述原状土中，并将原状土和水泥浆液搅拌均匀，并倒入抗压和剪切试验模具中，形成一定强度的水泥土搅拌桩。

【技术特征摘要】
1.一种提高水泥土搅拌桩强度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)取一定质量的原状土，并根据所述原状土的质量确定水泥的掺入用量；2)根据水泥的掺入用量，确定粉煤灰的用量，并掺入一定量的钠基膨润土，并且将水泥、粉煤灰和钠基膨润土搅拌合成加固材料水泥浆液；3)通过搅拌桩机和加压设备将水泥浆液注入到所述原状土中，并将原状土和水泥浆液搅拌均匀，并倒入抗压和剪切试验模具中，形成一定强度的水泥土搅拌桩。2.根据权利要求1所述的一种提高水泥土搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡福洪，閤超，陈锋，易智宏，钟明，曾纪文，王润甜，龚艳霞，
申请(专利权)人：武汉地质勘察基础工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42