[发明专利]一种海相软土的原位预拌水泥土灌注桩施工工艺

说明书

本发明涉及一种海相软土的原位预拌水泥土灌注桩施工工艺，固化剂由矿渣、水泥、生石灰、建筑垃圾粉末和辅助添加剂等按配比混合，实现水泥土桩的桩身强度、完整性、稳定性达到设计要求。所述施工工艺包括：准流态混合土制备、固化剂浆液制备、流态混合料制备和输送，实现了中低速条件下海相淤泥软土固化剂与淤泥质软土充分拌和，满足水泥土灌注桩的可灌性要求。解决了传统搅拌桩桩身强度不够和不均匀问题和原位软土的流动性问题。进而解决了传统水泥土搅拌桩的强度低、桩身不均匀的问题；从固化剂、细骨料和搅拌工艺三方面对传统水泥土搅拌桩进行革新，并可充分利用原地土资源、建筑渣土、建筑固废。

技术领域

本发明属于海相软土地基处理技术领域。包括：一种海相软土的原位预拌水泥土灌注桩施工工艺；具体涉及一种海相软土的中低速搅拌条件下的原位预拌水泥土灌注桩施工工艺，包括海相软土固化剂、原位取土、现场改良、中低速搅拌和灌注成桩施工工艺，主要用于高有机质、高盐、低砂、高粘性条件下的中国南方海相淤泥、淤泥质黏土、泥炭等软土地区地基加固使用，替代部分现有水泥土搅拌桩、桩基础施工工艺。

背景技术

传统的水泥土搅拌桩成桩质量受土质、地质环境影响显著，对于不同地理区域没有统一的设计方案，必须根据当地的实际地质条件进行一系列试验确定相关物理力学参数，特别是对于高有机质、高盐、高粘性、低砂条件下的海相淤泥质软土，传统的施工工艺成桩效果不理想，容易造成桩身强度不够、桩体不均匀等问题，严重影响到基于海相淤泥质软土质的建筑工程质量和建筑物使用寿命。

海相软土固化剂是用于加固高有机质、高盐、高粘性和低砂条件下的海相淤泥质软土的一种新方法。研究表明：将一定比例和颗粒给配的粉粒、细粒、中粒混合料添加到软土中，中低速条件下加水搅拌混合土，降低软土黏性，使其达到准流动状态；再添加适当比例的颗粒混合物是实现中低速条件下原位混合土拌和要求的关键。

相比于北方砂质淤泥质软土，南方海相淤泥质软土有机质、盐分含量高、粘性强、含砂率低、拌和性差，传统的水泥土搅拌工艺和水泥固化剂很难保证桩的完整性，这成为岩土工程界的难题。专利：CN202173900U一种海相细黏淤泥原位固化的拌合装置，通过改善搅拌装置结构实现海相淤泥质软土充分拌和；专利：CN102344813B一种用于固化海相软弱土的固化剂，采用包括水泥熟料、水渣或矿渣、微硅粉等成份的固化剂，在掺加量5-12％时能够实现很好的软土固结作用，该专利所形成的固化土强度都在1MPa以内，仅能满足海相软土的固结要求，不能满足海相软土的水泥土成桩要求；专利：CN102557536A一种用于滨海相软土的固化剂，采用另一种固化剂配方组合实现滨海相软土的固结要求，也不能满足水泥土成桩要求；专利：CN103992799B海泥固化剂及其生产方法，采用硅酸盐、离子、高分子、强化剂等为原料形成海泥固化剂能形成海泥固化料，能形成道路基层和低基层填料，7天的无侧限饱和抗压强度可达到1.5-3.5MPa；专利：CN107935509A一种用于海相淤泥固化的抗硫酸盐腐蚀固化剂，采用硅酸盐水泥、S95粒化高炉矿渣等材料固化海相淤泥，形成一定固结要求的固结土，没能达到成桩强度要求；专利：CN109279836A一种海相淤泥复合固化剂，采用水泥，硅灰等材料组合成固化剂固化淤泥质软土，形成满足一定强度的固化土，不能形成搅拌桩；专利：CN110563424A基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，通过一定的配方组合形成固化剂固化海相软土，形成满足一定强度条件的固化土，同样不能形成搅拌桩。

现有研究成果表明，要解决海相软土的搅拌桩的成桩问题，需要从固化剂和成桩工艺两个方面入手，可以看出，现有的海相软土固化剂在配方组合方面，不是以普通硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣为主料，且粒化高炉矿渣的含量超过普通硅酸盐水泥，其他辅料也与现有专利不同，由此制得的成桩之无侧限抗压强度大于上述专利如：CN102344813B、CN102557536A、CN107935509A。专利CN102557536A、CN103992799B、CN109279836A和CN110563424A的配方主料中，均没有涉及采用高炉矿渣原料。