一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法技术

一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，具体步骤包括：勘测，判断并选择改良土质的方式，实验试配分析，砂桩设计，效果检验；通过现场土质网格状勘测将污染土的勘测结果一一标注在相应网格区域，经过判断适应的改良方式对症下药，先对图纸进行实验测得最佳掺配比例，然后在确定砂桩孔直径尺寸的基础上求得相邻砂桩孔之间的间距，将粉煤灰和砂土的混合物置于砂桩孔中分层压实后，多次间隔式注水，使粉煤灰中的碱性物质与污染土中的酸性物质中和以改良土质，可随时检测土质的改良效果。上述利用废弃物粉煤灰的环境友好式改良土质方法操作简单且实现废物二次利用，效果持久，成本低廉，实现全面主动的防腐措施。

A method of using fly ash sand pile to improve acid soil

A method of using fly ash sand pile to improve acid soil, the specific steps include: survey, judgment and selection of soil improvement method, experimental trial mix analysis, sand pile design, effect inspection; through on-site soil grid survey, the survey results of contaminated soil will be marked in the corresponding grid area one by one, and after judgment of the appropriate improvement method, the remedy will be applied, and the drawings will be tested first The best mixing proportion is obtained, and then the spacing between adjacent sand pile holes is obtained on the basis of determining the diameter of sand pile holes. After the mixture of fly ash and sand is placed in the sand pile holes for layered compaction, multiple interval water injection is carried out to neutralize the alkaline substance in fly ash and the acid substance in polluted soil to improve the soil quality, and the improvement effect of soil quality can be detected at any time. The environmental friendly soil improvement method using waste fly ash is simple in operation and realizes the secondary utilization of waste, with long-lasting effect, low cost and comprehensive and active anti-corrosion measures.

【技术实现步骤摘要】
一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法
本专利技术涉及建筑地基土污染防治
，具体为一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法。
技术介绍
随着国家环保要求越来越高，城市内原有化工厂等重污染企业纷纷搬离，但是往往这些重污染企业所处地块污染严重，后续再利用面临很大的挑战。例如某化工厂厂区的硫酸生产区，在硫酸生产过程中，泄漏、挥发出来的腐蚀性液体或气体，对厂区地块土壤造成了不同程度的污染，对拟建工程地下设施，如桩基、混凝土基础、地埋管道等存在潜在的不良影响。污染土壤再利用时，所采取的防腐措施可以概括为以下三大类：一、被动防腐措施——工艺设施、土建基础、桩基等，通过改变自身结构形式、改变材料种类、设置防护层、设置保护装置等方式，预防腐蚀的措施，称为被动防腐措施。二、局部主动防腐措施——在受污染的范围内，将一定厚度(深度)的表层土挖出外运，再从外部运入新的、无腐蚀性的土壤，经回填、压实后使用，避免腐蚀性土壤对地下工艺设施、建筑结构设施的腐蚀.三、全面主动防腐措施——在受腐蚀污染的范围内，利用化学改良措施，降低污染土壤对地下工艺设施、建筑结构设施腐蚀的措施。目前较为常见的改良剂多为碱性矿物质如石灰、石膏、磷矿粉等，价格较高，并且试验结果表明用石灰后土壤存在复酸化过程，改良效果不耐久。
技术实现思路
本专利技术公开了一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，属于全面主动防腐措施类，并且采用廉价、易得的工业副产品——粉煤灰，不仅可以对酸性污染土壤进行较好的改良，而且费用较低、效果持久，无需掺杂较多其他种类的化学原料，这也是本专利技术专利的一大特色。一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，具体步骤如下：勘测：首先需对污染土体进行网格状布点勘测，探明污染土中存在的腐蚀介质、腐蚀等级、PH值等参数，绘制污染土分布图并在分布图中的每个网格内标明对应区域对应的污染深度、PH值、腐蚀等级等参数；一般可以取污染土不同深度层的水样或土样，进行实验室化验的方法检测。判断并选择改良土质的方式：根据勘测结果，对于酸性腐蚀区域较大、较深且地下水土腐蚀性必须消除才能满足新建构筑物设计要求的情况下，宜采用本专利技术下述改良方法；(当然酸性腐蚀区域小、深度浅也可使用下述方法，只不过使用现有技术中的改良方法成本较低、操作相对方便)实验试配分析：a，选用具有代表性的污染土与粉煤灰掺配，掺配实验组至少为4组，其中4组掺配实验组中的粉煤灰体积比成等差数列，每个掺配实验组不少于3次重复试验；其中，粉煤灰与污染土边掺配混匀边喷水，使掺配物中具有一定含水量；掺配完成并超过24小时后，分别测定各个掺配试验品的PH值；b，将不同掺配比例的多次实验的PH值取平均值作为Y坐标，等差数列的掺配比例(例如5％、10％、15％、20％)作为X坐标，绘制“掺配比例-PH值图”的拟合平滑曲线；c，在拟合曲线中找到PH值＝7所对应的掺配比例λ，即为上述代表性污染土区域土壤改良的粉煤灰最佳掺配比例；砂桩设计：a，在污染土区域内布置粉煤灰砂桩孔，相邻砂桩孔位置采用等腰三角形布置，砂桩孔孔径为0.3～0.7m；砂桩孔中心距通常为1.0～2.5m。b，砂桩孔成型过程中要先将砂桩孔内的水位降至砂桩孔深度以下的位置后才能继续打孔，砂桩孔的孔深至少与该区域内污染土的深度相同；一般的降水方法为井点降水等方法，当然也可采取其他常规方式。c，砂桩孔成桩完成后，将粉煤灰和砂土的混合料填筑到砂桩孔内，并分层压实；d，在完成处理区域所有粉煤灰砂桩的施工后，去除已采用的降水措施，并根据场地地下水埋深考虑给粉煤灰砂桩注水；效果检验：施工完成后，应在场地随机选取至少于3处不相邻的区域内取土并进行腐蚀性分析，如果，实现分析效果不佳则继续向砂桩孔中注水或更新砂桩孔中的填料。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，试验用粉煤灰为就近采购并能保证今后稳定供应。因为粉煤灰的组成和性质随燃煤的组成、燃烧条件与处理方法等因素的不同而不同。所以如果多次更换不同来源的粉煤灰需要重新进行实验试配分析操作，过程比较繁琐，固定的粉煤灰来源可避免重复实验校订。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，实验试配分析步骤中实验数据离散性过大或PH值拟合曲线未涵盖PH＝7的情况时，增加每个掺配比例相同的试验重复次数或增加其它掺配比例，其中增加的掺配比例不一定与原掺配体积比成等差数列。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，当离散值大于20％时，判定为离散度较大，其中离散值的计算方式为标准差与平均差的比值的百分比。离散值的计算方式有多种，这里只是举例并以此表明离散程度，阿紫条件允许且时间充足的情况下，即使离散值小于20％的时候也可以通过增加每个掺配比例相同的试验重复次数或增加其它掺配比例来进一步精确λ值。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，对于＜50cm埋藏深度的污染土，将粉煤灰按最佳掺配比例均匀撒到污染土表层并将地下部分的污染土上下松动且与表层粉煤灰掺配土混合后喷水、压实；对于≥50cm的污染土，采用本专利技术所述粉煤灰砂桩的改良方法。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，砂桩孔的孔深大于该区域内污染土的深度10cm～30cm。由砂桩孔底部流出的碱水会在毛细管作用的基础上作用于上方土壤，避免上方土壤接触碱水时间过短导致改良效果降低。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，填筑到砂桩孔内的粉煤灰和砂土料的体积比为1∶4～1∶2。粉煤灰的比例过大会导致透水性降低，比例过少会直接导致碱性物质较少，对酸性土壤的改良效果降低。合适配比的粉煤灰砂桩具有较好的透水性，可将粉煤灰中氧化钙与水发生反应生成的氢氧化钙随地下水与污染土中的酸性成分中和，从而完成土壤改良。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，填筑到砂桩孔内的粉煤灰和砂土混合料分层压实时，分层压实的厚度小于0.3m。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，在污染土区域布置粉煤灰砂桩孔时，阴影面积A1为一个粉煤灰砂桩所负担的处理面积，A2为粉煤灰砂桩孔的面积，粉煤灰最佳掺配比例λ，通过公式A2/(A1-A2)＝4λ计算出A1值，其中每个砂桩孔所负担的处理面积为对称式六边形，对称式六边形的顶点均位于该砂桩孔与周边砂桩孔圆心连线的长度中点位置。在设置砂桩孔相邻位置时，只要保证相邻砂桩孔的处理面积可覆盖整个污染土面积即可，避免留下砂桩孔中的粉煤灰无法触及的死角。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，砂桩设计d步骤中砂桩注水量是地下水位以上的粉煤灰砂桩孔体积的0.15～0.25倍，待水完全伸入桩体后再次注水，若检测到土质合格则无需将继续加水，若检测土质仍不达标则继续注水操作，以此循环至土质合格。优选的，所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，实验试配分析a步骤中，粉煤灰与污染土掺配料中的含水量为15％～25％。将掺配料中的含水量做出规定主要是为了简化试配过程，根据工程经验将含水量保持在15％～25％范围中，但是一旦含水量确定，那么试配分析试验中所有掺配料均要保持同一含水量。综上，若粉煤灰无法应对土壤中酸质的改变，也可以掺杂现有技术中的其他原料，凡是利用本专利技术专利中涉及的砂桩方式的土壤改良均在本专利技术的保护范围之内。附图说明：下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，具体步骤如下：勘测：首先需对污染土体进行网格状布点勘测，探明污染土中存在的腐蚀介质、腐蚀等级、PH值等参数，绘制污染土分布图并在分布图中的每个网格内标明对应区域对应的污染深度、PH值、腐蚀等级等参数；判断并选择改良土质的方式：根据勘测结果，对于酸性腐蚀区域较大、较深且地下水土腐蚀性必须消除才能满足新建构筑物设计要求的情况下，宜采用本专利技术下述改良方法；实验试配分析：a，选用具有代表性的污染土与粉煤灰掺配，掺配实验组至少为4组，其中4组掺配实验组中的粉煤灰体积比成等差数列，每个掺配实验组不少于3次重复试验；其中，粉煤灰与污染土边掺配混匀边喷水，使掺配物中具有一定含水量；掺配完成并超过24小时后，分别测定各个掺配试验品的PH值；b，将不同掺配比例的多次实验的PH值取平均值作为Y坐标，等差数列的掺配比例作为X坐标，绘制“掺配比例‑处理后PH值图”的拟合平滑曲线；c，在拟合曲线中找到PH值＝7所对应的掺配比例λ，即为上述代表性污染土区域土壤改良的粉煤灰最佳掺配比例；砂桩设计：a，在污染土区域内布置粉煤灰砂桩孔，相邻砂桩孔位置采用等腰三角形布置，砂桩孔孔径为0.3～0.7m；砂桩孔中心距通常为1.0～2.5m。b，砂桩孔成型过程中要先将砂桩孔内的水位降至砂桩孔深度以下的位置后才能继续打孔，砂桩孔的孔深至少与该区域内污染土的深度相同；c，砂桩孔成桩完成后，将粉煤灰和砂土的混合料填筑到砂桩孔内，并分层压实；d，在完成处理区域所有粉煤灰砂桩的施工后，去除已采用的降水措施，并根据场地地下水埋深考虑给粉煤灰砂桩注水；效果检验：施工完成后，应在场地随机选取至少3处不相邻的区域内取土并进行腐蚀性分析，如果，实现分析效果不佳则继续向砂桩孔中注水或更新砂桩孔中的填料。...

【技术特征摘要】
1.一种利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，具体步骤如下：勘测：首先需对污染土体进行网格状布点勘测，探明污染土中存在的腐蚀介质、腐蚀等级、PH值等参数，绘制污染土分布图并在分布图中的每个网格内标明对应区域对应的污染深度、PH值、腐蚀等级等参数；判断并选择改良土质的方式：根据勘测结果，对于酸性腐蚀区域较大、较深且地下水土腐蚀性必须消除才能满足新建构筑物设计要求的情况下，宜采用本发明下述改良方法；实验试配分析：a，选用具有代表性的污染土与粉煤灰掺配，掺配实验组至少为4组，其中4组掺配实验组中的粉煤灰体积比成等差数列，每个掺配实验组不少于3次重复试验；其中，粉煤灰与污染土边掺配混匀边喷水，使掺配物中具有一定含水量；掺配完成并超过24小时后，分别测定各个掺配试验品的PH值；b，将不同掺配比例的多次实验的PH值取平均值作为Y坐标，等差数列的掺配比例作为X坐标，绘制“掺配比例-处理后PH值图”的拟合平滑曲线；c，在拟合曲线中找到PH值＝7所对应的掺配比例λ，即为上述代表性污染土区域土壤改良的粉煤灰最佳掺配比例；砂桩设计：a，在污染土区域内布置粉煤灰砂桩孔，相邻砂桩孔位置采用等腰三角形布置，砂桩孔孔径为0.3～0.7m；砂桩孔中心距通常为1.0～2.5m。b，砂桩孔成型过程中要先将砂桩孔内的水位降至砂桩孔深度以下的位置后才能继续打孔，砂桩孔的孔深至少与该区域内污染土的深度相同；c，砂桩孔成桩完成后，将粉煤灰和砂土的混合料填筑到砂桩孔内，并分层压实；d，在完成处理区域所有粉煤灰砂桩的施工后，去除已采用的降水措施，并根据场地地下水埋深考虑给粉煤灰砂桩注水；效果检验：施工完成后，应在场地随机选取至少3处不相邻的区域内取土并进行腐蚀性分析，如果，实现分析效果不佳则继续向砂桩孔中注水或更新砂桩孔中的填料。2.如权利要求1所述利用粉煤灰砂桩改良酸性土壤的方法，其特征在于：试验用粉煤灰为就近采购并能保证今后稳定供应，实验试配分析a步骤中，粉煤灰与污染土掺配料中的含水量为15％～25％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭菲菲，卢思扬，杨永富，林凌，王丹，刘文华，徐阳，
申请(专利权)人：中机国能电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31