一种海相淤泥质土专用固化剂及淤泥质土地基处理方法
技术领域
本发明涉及建筑基础领域，特涉及一种海相淤泥质土专用固化剂及淤泥质土地基处理方法。
背景技术
在国际经济增长乏力的大环境下、中央为扩大内需，国内基建项目进入高峰期，随之而来的就是不良地质条件的迅速增多，软土地基是首当其冲，特别是对于滨海地区海相沉积层深厚软土，由于其特殊性，用普通的固化材料进行施工，以有多起造成成桩失败的案例。为了满足地基的强度、沉降变形及抗震设计等要求，必须要对天然的软弱土地基进行加处理。目前对于软土地基这一处理问题上，一般来说主要有以下几种方法，如强夯、置换、加筋、压密注浆和复合地基等，为了满足着这苛刻的工后沉降要求，采用水泥浆液喷射深层搅拌桩 (简称浆喷桩)来加固。由于在相关实践过程中，浆喷桩造价较为便宜，施工简便，对周围环境影响小，特别是能加固较深厚的软土，实践经济效益显著。但是，浆喷桩复合地基的成桩理论研究不够深入，实践先于理论。成桩质量很难控制，特别是对于海相沉积层深厚软土，采用喷浆桩、水泥土搅拌桩等复合地基方法进行处理时，容易造成成桩困难，尤其是深度大于8米以下的桩体甚至根本不能成桩。
中国发明专利《一种用于海相淤泥固化的抗硫酸盐腐蚀固化剂》(申请号：201711334542.2)公开了用于海相淤泥固化的抗硫酸盐腐蚀固化剂，该专利中，包含了7种化学物质(硅酸盐水泥2.3～2.7份、S95粒化高炉矿渣2.4～2.9份、生石灰1.0～1.5 份、粉煤灰1.8～2.4份、早强增强剂1.0～1.5份、石膏0.1～0.3份和液体激发剂0.2～ 0.5份)，且硅酸盐水泥含量较高，致使制造成本较高；且并没有详细公布在淤泥质土地基最优含量，本领域人员不知如何最优使用该固化剂。
针对大量工程建设包括一些重大的国家基础建设设施处于沿海的滨海地区，滨海地区海相沉积层深厚软土，这些大量的海相淤泥质软土地基需要进行处理，解决工程用地以及建筑物工后沉降的要求，本发明的一种海相淤泥质土专用固化剂及淤泥质土地基的处理方法为市场的广泛需要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种海相淤泥质土专用固化剂及淤泥质土地基处理方法。本发明的固化剂以粒化高炉矿渣为主，水泥熟料为辅。本发明的固化剂和淤泥质土地基处理方法解决了软土地基处理中成桩质量不易控制的问题。
本发明的技术方案是：一种海相淤泥质土专用固化剂，其特征在于：按照重量组分百分比，其粒化高炉矿渣范围在70％～90％，水泥熟料范围在10％～30％，所述的粒化高炉矿渣是≥ S95级的，水泥熟料为PO.42.5硅酸盐水泥。
根据如上所述的一种海相淤泥质土专用固化剂，其特征在于：粒化高炉矿渣范围在70％～ 80％，水泥熟料范围在20％～30％。
根据如上所述的一种海相淤泥质土专用固化剂，其特征在于：粒化高炉矿渣为70％，水泥熟料为30％。
根据如上所述的一种海相淤泥质土专用固化剂，其特征在于：粒化高炉矿渣为80％，水泥熟料为20％。
本发明还公开了一种海相淤泥质土地基处理方法，其特征在于：利用上述任一种海相淤泥质土专用固化剂，其中海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土的重量百分比范围在10％～30％，将海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土地混合均匀。
根据如上所述的一种海相淤泥质土地基处理方法，其特征在于：海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土地的重量百分比18％。
根据如上所述的一种海相淤泥质土地基处理方法，其特征在于：海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土地混合均匀深度小于等于40米。
本发明的有益效果是：一是原材料少，简单，提高了生产效率且降低生产成本，且满足最终产品指标。相对于背景文件的专利，本发明原料少，只有两种，其次水泥熟料最高为30％，对比文件中水泥熟料占比近50％，显然背景专利文件的生产成本更高。俗话说：越是简单的技术就是最好的技术。二是本发明方法处理的海相淤泥质土地基水稳定性好，耐久，后期强度不受影响。本发明固化剂在掺量15％～18％时，其28天的平均无侧限抗压强度可达1.59～ 3.55Mpa，其效果优于背景文件无侧限抗压强度二百多Kpa，本发明的固化剂以及海相淤泥质土地基处理方法均极大的优于背景技术的专利文件。三是可大幅提高地基的承载力，又可降低工程造价，主要材料为绿色的环保材料，具有环保效应的同时，带来了巨大的经济效益和社会效益。背景技术文件中的煤灰、液体激发剂等添加材料容易造成二次污染，而本发明在去掉这些添加物质的同时，达到了更佳的技术效果。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案作进一步说明。
以下是本发明的具体实施例，其主要特点是一种固化剂专门用于海相淤泥质土的固化处理一个有效技术，其技术特征是材料组分简单，主要以粒化高炉矿渣为主，水泥熟料为辅。由于其组分简单，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
本发明的海相淤泥质土固化剂，按照重量组分百分比，其粒化高炉矿渣范围在70％～90％，水泥熟料范围在10％～30％，优选粒化高炉矿渣范围在70％～80％，水泥熟料范围在20％～30％。所述的粒化高炉矿渣是≥S95级的，即比表面积大于400～500m2/Kg。
一种海相淤泥质土专用固化剂，主要应用于滨海地区的具有海相淤泥质土特征的软基处理，不限于搅拌桩、旋喷桩工艺方法或者组合，地表一定深度(0～40米范围内)的搅拌处理等。
对比实施例1：
一种海相淤泥质土专用固化剂，其技术特征是：包括如下重量组分：
粒化高炉矿渣 70％
水泥熟料 30％
对比实施例2：
一种海相淤泥质土专用固化剂，其技术特征是：包括如下重量组分：
粒化高炉矿渣 80％
水泥熟料 20％
一种海相淤泥质土专用固化剂，所述的粒化高炉矿渣是≥S95级的，即比表面积大于 400～500m2/Kg。所述的粒化高炉矿渣是经高炉冶炼时高温熔融、淬冷，经球磨加工后产生的活性再生环保材料。所述的水泥熟料为PO.42.5硅酸盐水泥。本发明的粒化高炉矿渣材料的活性成分，配合水泥熟料作为加速固结的激化作用，使本发明的固化剂虽然减少了多种配料，但依然能够应用在实际生产操作过程中，满足各项指标要求。
本发明还公开了一种海相淤泥质土地基的处理方法，利用上述任一一种海相淤泥质土专用固化剂，其中海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土的重量百分比范围在10％～30％，优选海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土地的重量百分比18％，将海相淤泥质土固化剂与海相淤泥质土地混合均匀即可。本发明的海相淤泥质土地为所述的软土地基的处理物为海相淤泥质土，其海相淤泥质土的特征是：海相淤泥质土是指海洋环境下，具有压缩性大、渗透系数低的特点。
对比实施例3：
一种海相淤泥质土专用固化剂在实际工程中的应用效果：
本发明的一种海相淤泥质土专用固化剂在位于滨海地区的广东×××高速公路项目，在滨海地区海相沉积的深厚淤泥质软土地层的搅拌桩中使用，采用实施例1，即粒化高炉矿渣 70％，水泥熟料30％配合比的海相淤泥质土固化剂，在处理海相淤泥质土地层时,固化剂的用量为加固土体重量的10％～30％所获得的成桩取芯效果，检测结论是：桩身整体均匀良好，芯样连续、完整、坚硬，搅拌均匀，呈短柱状，局部成块，桩底持力层为淤泥质黏土，满足设计要求。本实施例的搅拌桩桩身强度代表值分别为1.59～3.55Mpa,大于设计值的0.8Mpa，满足设计要求。实施例的单桩竖向抗压极限承载力均为220KN,检测结论是复合地基水泥搅拌桩单桩竖向静载荷试验满足设计要求。
本发明的一种海相淤泥质土专用固化剂与现有技术相比，具有以下有益的效果：
(1)成本低，环保性好。在软土地基处理中，海相淤泥质土固化剂中的水泥熟料掺量仅为10～30％，而固化剂中其他材料为采用经处理后的工业废料，比如高炉矿渣为经加工成比表面积350～500mm2/Kg的矿渣粉，具有很显著的环境保护作用。
(2)质量好。本发明固化剂在软土地基中的应用效果较常规纯水泥处理地基要好，且水稳定性好，耐久，后期强度不受影响。通过工程应用证实，其无侧限抗压强度均达到了理想的效果。本发明的海相淤泥质土固化剂在掺量15％～18％时，与淤泥质软土水灰比0.55：1，其28天的平均无侧限抗压强度可达1.59～3.55Mpa。单桩竖向静载荷能够满足建筑物工后沉降的要求。
