一种土壤固化剂、固化土及在软弱地层进行路基回填的方法技术

本申请涉及道路工程领域，具体公开了一种土壤固化剂、固化土及在软弱地层进行路基回填的方法。软弱地层路基土壤固化剂包括以下重量份数的原料：生石灰10‑30份、氧化铝5‑20份、二氧化硅2‑15份、三乙醇胺3‑10份、二异丙醇胺2‑10份、硅烷偶联剂3‑15份、水玻璃5‑20份、石膏2‑15份；固化土包括以下原料：土、土壤固化剂、水泥、水；利用固化土在软弱地层路基的回填方法为，将固化土混合搅拌均匀后，分层回填碾压并进行养护。本申请的软弱地层路基土壤固化剂各个成份相互作用，相互配合，能够改善土壤颗粒表面活性、提高土壤颗粒表面的粘结能力，从而提升土壤强度。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤固化剂、固化土及在软弱地层进行路基回填的方法
本申请涉及道路工程领域，更具体地说，它涉及一种土壤固化剂、固化土及在软弱地层进行路基回填的方法。
技术介绍
随着交通工程的大力发展，越来越多的道路工程被兴建，在兴建过程中也面临着不同地质造成的不同施工难题，其中软弱地层的处理便是道路工程中经常遇到的难题。软弱地层土压变化频繁，稳定性相对较差，基坑支护比较困难，因此，施工风险较大，甚至可能会引发一系列的工程项目安全事故。目前对于软弱地层的处理方法，一般对于此类地层均采用机械振动或重锤夯击等对浅层的杂填土、黄土、松散粉质土、一般粘性土等压实或夯实，使表层形成一层较均匀的、具有一定强度的“硬壳层”，或者以砂或砂石、碎石、灰土、素土等作为材料在原路基上加覆垫层，使其具有一定的承载能力等方法进行处理。虽然现有的对于软弱地层的处理方式能够达到增强路基强度的效果，但是仍然存在着路基强度不够、稳定性差的问题。因此，急需研发一种能够提高软弱地层路基强度的处理方式。
技术实现思路
为了提高软弱地层路基强度，本申请提供一种土壤固化剂、固化土及在软弱地层进行路基回填的方法。第一方面，本申请提供一种土壤固化剂，采用如下的技术方案：一种软弱地层路基土壤固化剂，包括以下重量份数的原料：生石灰10-30份、氧化铝5-20份、二氧化硅2-15份、三乙醇胺3-10份、二异丙醇胺2-10份、硅烷偶联剂3-15份、水玻璃5-20份、石膏2-15份。通过采用上述技术方案，生石灰水解生成氢氧化钙，填充到土壤颗粒中，水玻璃能够与氢氧化钙反应，生成具有一定胶结能力的水化硅酸钙，能够包围土壤颗粒，可以使土壤颗粒硬化成骨架或者与土壤颗粒络合，形成稳定的空间网状结构，增强土壤颗粒间的稳定性，提升强度；氧化铝具有一定的胶结作用，能够使土壤颗粒团聚，从而形成较大、较稳定的团聚体，能够吸附形成的土壤颗粒络合物，进一步增强土壤颗粒的稳定性，提升土壤强度；硅烷偶联剂中的水解基团可以与土壤中的活性基团相结合，从而对土壤进行改性，改善土壤颗粒表面活性，且硅烷偶联剂还能够改善水玻璃的分散性，从而使水玻璃能够很好的分散于土壤颗粒之间，填充在土壤颗粒之间，能够提高土壤颗粒的粘结能力，从而使土壤颗粒之间更紧密，提升强度。可见，本申请中通过各个成份相互作用，协同增效，从而提高土壤的强度，进而提升得到的路基的强度。可选的，一种土壤固化剂，包括以下重量份数的原料：生石灰15-20份、氧化铝10-15份、二氧化硅5-10份、三乙醇胺5-8份、二异丙醇胺3-6份、硅烷偶联剂5-10份、水玻璃10-15份、石膏5-10份。通过采用上述技术方案，各个原料选择上述的重量份数，能够进一步的提升土壤的固化效果，从而提升土壤强度。可选的，所述氧化铝为活性氧化铝。通过采用上述技术方案，选择活性氧化铝，活性氧化铝是是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等，其机械强度大，吸湿性强。其较强的吸附作用和表面活性能够进一步提升对于土壤颗粒络合物的吸附能力，进一步促进土壤颗粒团聚，形成土壤团聚体，提高土壤团聚体的水稳定性，增加土壤的强度。可选的，所述硅烷偶联剂包括KH-560、KH-550中的一种或几种。通过采用上述技术方案，选用硅烷偶联剂KH-560、KH-550中的一种或几种，可以更好的对土壤颗粒表面处理，更好的改善土壤颗粒表面的活性，增强土壤颗粒之间的粘结作用，从而提升土壤的强度。第二方面，本申请提供一种利用上述任一项的土壤固化剂制备的固化土，包括以下重量配比的原料：土：土壤固化剂：水泥：水为100：（7-25）：（5-11）：（3-8）。通过采用上述技术方案，固化土包括土、土壤固化剂、水泥、水，采用合适的配比，土壤固化剂不仅能够对土壤起到一定的固化作用，而且土壤固化剂中的三乙醇胺和二异丙醇胺能够改善水泥的比表面积和颗粒分布，能够显著提高水泥比表面积，从而促进水泥水化，提高水泥强度，进而提升回填后路基的强度，从而达到改善土体强度、水稳性以及长期稳定性的效果，土壤固化剂中的石膏能够促进水泥水化产物钙矾石的形成，不仅能增强水泥的强度，还能够填充土壤颗粒的孔隙，促进土壤团聚，增强固化土的强度。可选的，所述土包括黏土、砂土、粒径小于5mm的碎石中的一种或多种。通过采用上述技术方案，土壤中粒径小于5mm的碎石、黏土、砂土，能够更好的提升土壤的密实度，从而提升路面路基的强度。第三方面，本申请提供一种利用固化土在软弱地层进行路基回填方法，包括以下步骤：（1）按照重量份数准备土、土壤固化剂、水泥和水，并混合搅拌均匀，得到固化土；（2）将上述固化土以每层25-35cm的厚度进行分层回填、碾压，直至填满基坑；（3）填满基坑后对路基进行覆网养护。通过采用上述技术方案，将固化土分层回填碾压到基坑中，能够充分的将回填土压实，增加回填土的强度。可选的，所述步骤（2）中的碾压分为初压、复压、终压三个阶段。通过采用上述技术方案，分三个碾压阶段，可以更好的将水泥等碾压成半固化状态，且能够提高道路路基的强度、抗压强度、抗弯拉强度以及稳定性。可选的，所述初压碾压重量为2-4t，碾压速度为1.5-3km/h，碾压1-3遍；所述复压碾压重量为20-25t，碾压速度为2-4km/h，碾压4-6遍；所述终压碾压重量为20-25t，碾压速度为3-5km/h，碾压2-5遍。通过采用上述技术方案，设置不同的碾压重量、碾压速度以及碾压次数，初压时采用较轻的重量以及较低的速度，能够防止重量过大而压塌路基，复压以及终压时采用较大的重量，能够很好的将路面路基压实，从而进一步提升成型后的土质强度。可选的，所述步骤（3）中的养护，养护时一天洒2-4水，养护时间为7-10d。通过采用上述技术方案，采用一天2-4次的洒水养护，养护时间为7-10d。可以保证水泥固化时所需要的湿度，从而提升水泥固化后的强度，进一步提高路面路基强度，且洒水养护7-10d能够使固化土的强度得到进一步提升，从而使得最终的路面路基早期强度高。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用生石灰、氧化铝、二氧化硅、三乙醇胺、二异丙醇胺、硅烷偶联剂、水玻璃和石膏，其各个成份相互作用，使得无侧限抗压强度达到10MPa以上，水稳性达到10.26MPa以上，弯沉值为25mm以下。2、本申请中选择添加了活性氧化铝，其较强的吸附作用和表面活性，不仅能够起到对土壤颗粒的胶结作用，使土壤颗粒团聚，形成稳定的团聚体，而且还能够进一步提升对于土壤颗粒络合物的吸附能力，从而使土壤颗粒团聚，增加土壤的强度，进而提升路面路基的强度，添加活性氧化铝的土壤强度能够进一步将水稳性提高到13.28MPa、28d无侧限抗压强强度为10.82MPa，弯沉值为17mm。3、本申请的方法，通过采用分层回填，且设置每层的厚度为25-35cm，且每层分步进行碾压，不仅能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：生石灰10-30份、氧化铝5-20份、二氧化硅2-15份、三乙醇胺3-10份、二异丙醇胺2-10份、硅烷偶联剂3-15份、水玻璃5-20份、石膏2-15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：生石灰10-30份、氧化铝5-20份、二氧化硅2-15份、三乙醇胺3-10份、二异丙醇胺2-10份、硅烷偶联剂3-15份、水玻璃5-20份、石膏2-15份。


2.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：生石灰15-20份、氧化铝10-15份、二氧化硅5-10份、三乙醇胺5-8份、二异丙醇胺3-6份、硅烷偶联剂5-10份、水玻璃10-15份、石膏5-10份。


3.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：所述氧化铝为活性氧化铝。


4.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括KH-560、KH-550中的一种或几种。


5.一种利用权利要求1-4任一所述的土壤固化剂制备的固化土，其特征在于，包括以下重量配比的原料：土：土壤固化剂：水泥：水为100：（7-25）：（5-11）：（3-8）。


6.根据权利要求5所述的一种固化土，其特征在于：所述土包括黏...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜威，刘海涛，刘兵，王金栋，张靖，
申请(专利权)人：中铁十六局集团第一工程有限公司，中铁十六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11