一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，在专用固化剂中掺入一定量的团聚析水剂，在团聚析水剂的作用下，土颗粒双电层厚度压缩、粘土颗粒团聚、土体渗透性增加，从而促使土中的孔隙水更容易析出，但并不影响混合物即流态固化土的流动性；填筑后用振捣器和真空吸水装置配合使用，吸除析出的自由水，使混合物的含水率下降；达到既能在填充时具有较好的流动性，又能在吸除一定量水分后形成高强度填充材料的目的。本发明专利技术有效改善流态固化土的均匀性，吸除多余的孔隙水，既能够将开挖废弃软土快速转化为具有较好的流动性的回填料，又能在养护后具有较高强度，可用于基槽回填、开挖道路回填等，实现开挖废弃软土的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法
本专利技术涉及固化土制备领域，尤其是一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法。
技术介绍
我国大规模基础建设仍在进行中。在我国的基础建设过程中，往往会遇到较多的开挖土方，开挖土方中较多为软土，即普遍含水率较高(含水率不小于30％)，且存在粘粒和有机质含量高、渗透系数低等特点，其压实特性及强度等难以满足工程需求，往往被废弃。随着近年来我国加大生态环境保护的力度，不仅存在开挖弃土无处放置的问题，也有回填土源紧张的问题，如基槽侧壁、市政道路的开挖回填等。将开挖废弃土方进行资源化利用能够解决上述问题。现有技术中有将开挖废弃软土处理后形成具有充分流动性的流态土，可以自行充填所需空间的方法；但是现有技术存在是问题是：常规的流态固化土中含水率过低则无法保证流动性，而增加含水率则会使强度降低。难以做到流动性和强度的双重保障。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，改善流态固化土的均匀性，吸除多余的孔隙水，既能够将开挖废弃软土快速转化为具有较好的流动性的回填料，又能在养护后具有较高强度，可用于基槽回填、开挖道路回填等，实现开挖废弃软土的资源化利用。技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，包括如下步骤：1)将建设工程中的开挖废弃软土中粒径超过10cm的杂质清除，运输至需要利用其作为填料处旁；所述杂质为植物根系、有机质、粒径大于10cm的石块；2)将专用固化剂和开挖废弃软土充分混合均匀；所述专用固化剂以重量计算包括：98.5％～99.5％的胶凝材料、0.5％～1.5％的团聚析水剂；3)将上述混合物土体填充于需要填筑处，并让其自然流平填充；4)将振捣器插入填充好的土体进行振捣，使其上下均匀；5)振捣时同时将真空吸水头插入土体，利用真空压力吸除土体析出的孔隙水；6)经过2～14天的养生后即可形成高强度均匀流态固化填充土。步骤2)中所述团聚析水剂为阳离子表面活性剂。目前有采用阴离子表面活性剂的，如磺化油加固土体，但是阴离子表面活性剂仅适用于含水率低的土，对含水率高的土，阴离子表面活性剂会促使土颗粒分散，从而降低土体渗透性。而较低浓度的阳离子表面活性剂能够中和粘土颗粒的静电，有利于粘土颗粒之间的团聚，且可以压缩土颗粒的双电层厚度，提高土体的渗透性。在团聚析水剂的作用下，土颗粒双电层厚度压缩、粘土颗粒团聚、土体渗透性增加，从而促使土中的孔隙水更容易析出，但并不影响混合物即流态固化土的流动性。更进一步的，所述阳离子表面活性剂具体为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的至少一种。更进一步的，步骤2)中所述胶凝材料为无机稳定剂、地聚物类材料中的至少一种。更进一步的，所述无机稳定剂为水泥。更进一步的，所述地聚物类材料为矿渣微粉或粉煤灰。更进一步的，所述专用固化剂和开挖废弃软土的混合比例为：以重量计为85％～90％的开挖废弃软土和10％～15％的专用固化剂；其中开挖废弃软土的含水率为30％-90％，混合后形成含水率为45％-75％的混合物。更进一步的，所述开挖废弃软土为淤泥、粉土、粘土、粉质粘土中的一种。更进一步的，所述振捣器为混凝土用插入式振捣器，振动棒头直径25～50mm，棒头长度500～600mm，连上胶管长度以能达到填充空间底部为准。更进一步的，所述真空吸水装置包括真空泵、连接管、吸水头，所述连接管为直径位4～6cm中空钢丝软管，连接管两头分别连接真空泵和吸水头；真空泵产生80kPa及以上的真空压力，所述吸水头为中空、侧壁打孔的PVC管制成，PVC管长度为40～80cm，外径8～12cm，厚度4～6mm，PVC管上打设有多个均匀排布的透水孔；所述透水孔的直径为8～10mm，间距30mm，外包一层无纺土工布，无纺土工布克重150～200g/m2，在真空作用下抽出土中析出的部分自由水。有益效果：本专利技术具有以下优点：1)通过在土中添加胶凝材料以及满足流动性要求的水，使混合料具有流动性，从而能够在填充后自流平，达到充满填筑空间的目的。2)在专用固化剂中掺入一定量的团聚析水剂，在团聚析水剂的作用下，土颗粒双电层厚度压缩、粘土颗粒团聚、土体渗透性增加，从而促使土中的孔隙水更容易析出，但并不影响混合物即流态固化土的流动性。3)填筑后用振捣器沿混合物上下各部分进行振捣，既可以让混合物各部分更加均匀，又可以进一步使土中的自由水析出，与此同时利用真空吸水器吸除析出的自由水，可以使混合物的含水率下降，达到既能在填充时具有较好的流动性，又能在吸除一定量水分后形成高强度填充材料的目的。4)本专利技术跟常规的流态固化土工艺比较，可以改善流态固化土的均匀性，吸除多余的孔隙水，既能够将开挖废弃软土快速转化为具有较好的流动性的回填料，又能在养护后具有较高强度，可用于基槽回填、开挖道路回填等，实现开挖废弃软土的资源化利用。附图说明图1是本专利技术实施例制备方法工艺流程示意图；图2是本专利技术实施例真空吸水装置的结构示意图。具体实施方式实施例1：本实施例中开挖废弃软土选自江苏省南京市，含水率为45wt.％，液限41％，塑限17％，塑性指数24，天然密度1.91g/cm3，最大干密度1.78g/cm3，最优含水率15.5wt.％。专用固化剂中的胶凝材料为海螺牌325硅酸盐水泥，购自南京海螺水泥有限公司，团聚析水剂选用十二烷基三甲基溴化铵；需要填充的基槽深度3.5m，宽度约1.2m。本实施例中将开挖废弃软土快速制备成高强度流态固化土的原料配比按质量比例如下：88％废弃软土，11.5％胶凝材料，0.5％团聚析水剂，即每方混合物中包含：开挖废弃软土1671kg、325水泥219kg、十二烷基三甲基溴化铵9.5kg，并加水使混合物含水率达到65％，流动度达到200mm～250mm。本实施例中使用的振捣器为混凝土用插入式振捣器，振动棒头直径35mm，棒头长度550mm，连上胶管长度以能达到填充空间底部为准。本实施例中使用的真空吸水装置如图2所示，包括真空泵1、连接管2、吸水头3，所述连接管2为直径为5cm中空钢丝软管，连接管2两头分别连接真空泵1和吸水头3；真空泵产生80kPa及以上的真空压力，所述吸水头3为中空、侧壁打孔的PVC管制成，PVC管长度为60cm，外径10cm，厚度5mm，PVC管上打设有多个均匀排布的透水孔31；所述透水孔31的直径为9mm，间距30mm，外包一层无纺土工布32，无纺土工布克重175g/m2，在真空作用下抽出土中析出的部分自由水。基于上述，本实施例中一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，包括如下步骤：步骤1)将开挖废弃软土中的植物根系、有机质、粒径大于10cm的石块等杂质清除，运输至需要填充处旁；步骤2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n1)将建设工程中的开挖废弃软土中粒径超过10cm的杂质清除，运输至需要利用其作为填料处旁；所述杂质为植物根系、有机质、粒径大于10cm的石块；/n2)将专用固化剂和开挖废弃软土充分混合均匀；所述专用固化剂以重量计算包括：98.5％～99.5％的胶凝材料、0.5％～1.5％的团聚析水剂；/n3)将上述混合物土体填充于需要填筑处，并让其自然流平填充；/n4)将振捣器插入填充好的土体进行振捣，使其上下均匀；/n5)振捣时同时将真空吸水头插入土体，利用真空压力吸除土体析出的孔隙水；/n6)经过2～14天的养生后即可形成高强度均匀流态固化填充土。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将建设工程中的开挖废弃软土中粒径超过10cm的杂质清除，运输至需要利用其作为填料处旁；所述杂质为植物根系、有机质、粒径大于10cm的石块；
2)将专用固化剂和开挖废弃软土充分混合均匀；所述专用固化剂以重量计算包括：98.5％～99.5％的胶凝材料、0.5％～1.5％的团聚析水剂；
3)将上述混合物土体填充于需要填筑处，并让其自然流平填充；
4)将振捣器插入填充好的土体进行振捣，使其上下均匀；
5)振捣时同时将真空吸水头插入土体，利用真空压力吸除土体析出的孔隙水；
6)经过2～14天的养生后即可形成高强度均匀流态固化填充土。


2.根据权利要求1所述的高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于：步骤2)中所述团聚析水剂为阳离子表面活性剂。


3.根据权利要求2所述的高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于：所述阳离子表面活性剂具体为十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于：步骤2)中所述胶凝材料为无机稳定剂、地聚物类材料中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，其特征在于：所述无机稳定剂为水泥。


6.根据权利要求4所述的高强度均匀流态固化填充土的快速制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭劼，曹天赐，戴迪，白兰兰，徐亮，洪雷，李刚，赵余，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32