[发明专利]地质聚合物加固软土地基的施工方法

说明书

本发明公开了一种地质聚合物加固软土地基的施工方法，能够根据原材料、地基情况动态调整设计方案，采用室内试验+现场试验验证固化土体特性，能够保证地基加固后的承载力处在一个稳定的区间，对地质聚合物加固软土地基提出了系统性的施工方法，同时用于指导软土地基加固施工。本发明解决了现有的软土地基原位加固方法不利于环境保护，且强度低的问题。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种地质聚合物加固软土地基的施工方法。

背景技术

目前我国每年二氧化碳的排放总量超过100亿吨，其中，建筑材料生产过程中的CO₂排放量与废弃物占据了很大一部分，因此，对于新型低能耗低排放的建筑材料的探索与研发已成为我国当今研究的重点。

在目前软土地基原位加固方案中，常以CFG桩(Cement Fly-ash Gravel的缩写，即水泥粉煤灰碎石桩)、粒料桩为主；CFG桩需要使用水泥，而水泥的生产耗能极大；粒料桩需要使用砂石集料，而砂石集料属于不可再生资源。二者都不利于环境保护，且经常出现断桩、强度低于设计值的情况。

因此提出一种有效利用工业废渣和建筑垃圾加固地基、又能减少环境污染的施工方法十分有必要。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种地质聚合物加固软土地基的施工方法，以解决现有的软土地基原位加固方法不利于环境保护，且强度低的问题。

为实现上述目的，提供一种地质聚合物加固软土地基的施工方法，包括以下步骤：

根据待加固软土地基的地质信息，确定地质聚合物加固桩的桩长和所述地质聚合物加固桩的原料范围、地质聚合物加固设计方案的主要影响因素及其取值区间；

根据设计经验公式确定所述地质聚合物加固桩的多组原料组分及其配比；

基于所述多组原料组分及其配比进行室内试验及微观分析确定所述多组原料组分的原始最佳掺量；

基于所述多组原料组分的原始最佳掺量，现场试验制备实验加固桩并测试所述实验加固桩的原始承载力；

建立所述地质聚合物加固桩的多参数、多因素数学模型，并基于所述原始承载力构建所述地质聚合物加固桩的承载力预测公式；

基于所述多参数、多因素数学模型和所述承载力预测公式，确定所述地质聚合物加固桩的最优加固方案，所述最优加固方案包括桩基形式、桩径、桩长、桩间距、原材料配合比、水灰比、土料比、搅拌时间、水温；

基于所述最优加固方案，于所述待加固软土地基中制备所述地质聚合物加固桩，并采集所述地质聚合物加固桩制备过程中的现场施工数据，所述施工数据包括钻孔速度和拔管速度；

基于在多种软土地基中制备地质聚合物加固桩的现场施工数据，构建数学模型以获得不同软土地基中的地质聚合物加固设计方案。

进一步的，所述地质信息包括黏土种类、承载力、黏土层厚度及黏土层分布。

进一步的，所述根据设计经验公式确定所述地质聚合物加固桩的多组原料组分及其配比的步骤包括利用响应曲面施工方法设计出所述多组原料组分及其配比。

进一步的，所述室内试验，包括固化土样试验和地质聚合物浆体试验。

进一步的，所述微观分析包括对反应终了时的产物和界面进行微观分析以判断作为硅、铝元素来源加入反应的原材料，在碱性激发剂的作用下生成的产物种类以及所述产物是否具有结构上和耐久性上的稳定性。

进一步的，所述承载力预测公式是以所述主要影响因素为变量的单桩承载力回归方程和复合地基承载力回归方程。