一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，该方法具体为：通过搅拌机械往黄土地基中钻孔，钻孔同时向孔中喷射混合浆液，在地基深处将黄土和混合浆液强制搅拌，使黄土与混合浆液充分拌合在一起，固化后得到水泥土搅拌桩；其中，混合浆液包括二灰质，所述二灰质由质量比为(2～4)：1的水泥粉、煤灰构成；水泥土搅拌桩中，混合浆液掺入量为黄土质量的12％～20％。本发明专利技术将固化剂和原地基软土就地充分搅拌混合，最大限度地利用了原土，对周围原有建筑物的影响很小，节约了大量的钢材，并降低了造价等。

A cement soil mixing saturated loess composite foundation reinforcement method

The invention discloses a cement mixing saturated loess composite foundation reinforcement method, the concrete method is: by mixing machinery to loess foundation drilling, drilling hole injection to mixed slurry in deep foundation, loess and mixed slurry mixed with forced mixing, the slurry is fully mixed together after curing are loess. Cement mixing pile; the mixed slurry includes two gray matter, the two gray matter by mass ratio (2~4), the composition of:1 cement fly ash; cement mixing pile, mixed slurry mixing amount for the Loess quality of 12% ~ 20%. The invention fully integrates the solidifying agent and the original soft soil locally, maximizes the utilization of the original soil, and has little influence on the original buildings around, which saves a lot of steel and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法
本专利技术属于铁路地基加固
，尤其涉及一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法。
技术介绍
黄土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物，在我国西北地区，黄土分布广，厚度大，地层完整，地貌类型多而复杂，是世界上黄土最为发育的地区。黄土大多属于典型的风积黄土，具有沉积厚度大，结构疏松的特点，其垂直节理发育，颗粒组成以粗粒粉土为主，可溶盐含量较高，各向异性，力学强度低，水敏感性较强。近些年来，随着经济建设的不断发展，我国基础设施建设的规模越来越大。近十年来研究主要针对在湿陷性黄土地基处理方面，也取得了很多研究成果，但对铁路等工程建设中所遇到的饱和黄土地基的研究则相对较少。对于饱和黄土地基，由于饱和度较大，黄土的湿陷性已消失，土体处于软塑至流塑状态，承载力很低，压缩量较大，建在其上的线路、路基会发生较大的沉降和不均匀沉降，饱和黄土地带的施工过程中，地基处理的深度和难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，旨在解决现有饱和黄土地基处理的深度和难度较大、路基会发生较大的沉降和不均匀沉降的问题。本专利技术是这样实现的，一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，该方法具体为：通过搅拌机械往黄土地基中钻孔，钻孔同时向孔中喷射混合浆液，在地基深处将黄土和混合浆液强制搅拌，使黄土与混合浆液充分拌合在一起，固化后得到水泥土搅拌桩；其中，所述混合浆液包括二灰质，所述二灰质由质量比为(2～4)：1的水泥粉、煤灰构成；所述水泥土搅拌桩中，混合浆液掺入量为黄土质量的12％～20％。优选地，所述水泥、粉煤灰的质量比为4：1、3：1或2：1。优选地，所述固化后得到水泥土搅拌桩之后还包括步骤：将所述水泥土搅拌桩在-10～40℃、相对湿度小于等于90％条件下养护60～120d。优选地，所述混合浆液还包括生物质；所述生物质与二灰质的质量比为1:(5～10)；所述生物质包括有机质和植物根茎。优选地，所述混合浆液还包括尼龙纤维，所述尼龙纤维与二灰质的质量比为1:(5～10)。本专利技术克服现有技术的不足，提供一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法。复合地基是在软弱地基中采用置换或增强的方法在土中设置由散体材料(土、砂、碎石等)或弱胶结材料(石灰土、水泥土等)构成加固桩柱体(也称增强体)，与桩间土(也称桩周土)共同承担建筑物或构筑物的基础传来的荷载，有时桩间土的性质在增强体设置的过程中也受到不同程度的改善，从而使地基的强度与刚度得以提高，这类由两种不同强度的介质组成的人工地基，称为复合地基，水泥土搅拌桩复合地基就是其中较典型的一种。水泥土搅拌桩是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使喷入软土的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学作用，形成的抗压强度比天然土强度高得多，并具有较强的整体性和水稳定性的水泥加固土桩柱体，由若干根这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基。相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：(1)将固化剂和原地基软土就地充分搅拌混合，最大限度地利用了原土；(2)搅拌时不会使地基土侧出挤出，所以对周围原有建筑物的影响很小；(3)桩长可以灵活调整，长短桩布置，以控制不同部位的沉降差；(4)土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降；(5)与钢筋混凝土桩基相比，节约了大量的钢材，并降低了造价；(6)可根据上部结构的需要，灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，该方法具体为：通过搅拌机械往黄土地基中钻孔，钻孔同时向孔中喷射混合浆液，在地基深处将黄土和混合浆液强制搅拌，使黄土与混合浆液(固化剂)充分拌合在一起，固化后得到水泥土搅拌桩；将所述水泥土搅拌桩在20℃、相对湿度小于等于90％条件下养护90d。在本专利技术实施例中，混合浆液由由二灰构成，二灰由水泥、粉煤灰构成，所述水泥、粉煤灰的质量比为4：1。检测水泥土搅拌桩无侧限抗压强度，结果如下表1所示：表1混合浆液掺入量与水泥土搅拌桩无侧限抗压强度之间的关系从表1中分析不同二灰掺入量下水泥土无侧限抗压强度的变化，随着二灰掺入量的增加，水泥土的无侧限抗压强度也增大。当二灰掺入量为7％时，水泥土无侧限抗压强度2.15MPa；二灰掺量为25％时，水泥土的无侧限抗压强度能达到6.67MPa，比二灰掺量7％的水泥土高出4.52MPa。可见，二灰掺量的增加，对水泥土强度的提高有着显著的影响。但是，二灰掺入量的增加也就意味着工程成本的增加，所以综合考虑承载要求和工程成本，一般选取二灰掺量为12％～20％。水泥土搅拌桩单桩载荷试验结果表明：二灰掺入量为12％的水泥土搅拌桩的单桩承载力特征值平均值为83kN，不能满足设计要求；二灰掺入量为16％的水泥土搅拌桩的单桩承载力特征值平均值为99kN；二灰掺入量为20％的水泥土搅拌桩的单桩承载力特征值平均值为141kN；二灰掺入量由12％增加到16％，49水泥土搅拌桩的单桩承载力增加约16kN；二灰掺入量由16％增加到20％，水泥土搅拌桩的单桩承载力增加约42kN；说明二灰掺入量在12％～20％范围内，水泥土搅拌桩随着二灰掺入量的增加，其单桩承载力增大，二灰掺入量越高，其单桩承载力提高效果越明显。由此可见，工程使用的二灰掺入量为16％的水泥土搅拌桩能够满足单桩承载力Ra≥97kN设计要求。水泥土搅拌桩单桩复合地基试验结果表明：二灰掺入比为12％的单桩复合地基承载力特征值的平均值为146.5kPa，不能满足设计要求；二灰掺入比为16％的单桩复合地基承载力特征值的平均值为164.5kPa；二灰掺入比为20％的单桩复合地基承载力特征值的平均值为226kPa；二灰掺入量由12％增加到16％，水泥土搅拌桩单桩复合地基承载力增加约18kPa，二灰掺入量由16％增加到20％，水泥土搅拌桩单桩复合地基承载力增加约61.5kPa；说明二灰掺入量在12％～20％范围内，水泥土搅拌桩随着二灰掺入量的增加，其单桩复合地基承载力增大，二灰掺入量越高，其复合地基承载力提升系数越大。由此可见，工程采用的二灰掺入比为16％的水泥土搅拌桩复合地基能够满足复合地基承载力fspk≥152kPa的设计要求。水泥土搅拌桩单桩复合地基载荷试验结果表明：二灰掺入量为12％单桩复合地基桩土应力比的变化范围为4～10，二灰掺入量为16％单桩复合地基桩土应力比的变化范围为2～6，二灰掺入量为20％单桩复合地基桩土应力比的变化范围为2～4。刚性载荷板下单桩复合地基载荷试验中，在加载的初期，桩身分担的荷载较大，桩间土分担的荷载较小。随着荷载的增大，桩体达到极限荷载之后，桩体发生屈服；此时继续增大上部荷载，桩体分担的荷载并没有增大反而减小，桩间土分担的荷载急剧增大；继续增大荷载，桩体发生破坏。通过载荷试验结果的分析，二灰掺入量越大，水泥土搅拌桩的强度就越高，水泥土搅拌桩的单桩及复合地基的承本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，其特征在于，该方法具体为：通过搅拌机械往黄土地基中钻孔，钻孔同时向孔中喷射混合浆液，在地基深处将黄土和混合浆液强制搅拌，使黄土与混合浆液充分拌合在一起，固化后得到水泥土搅拌桩；其中，所述混合浆液包括二灰质，所述二灰质由质量比为(2～4)：1的水泥粉、煤灰构成；所述水泥土搅拌桩中，混合浆液掺入量为黄土质量的12％～20％。

【技术特征摘要】
1.一种水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，其特征在于，该方法具体为：通过搅拌机械往黄土地基中钻孔，钻孔同时向孔中喷射混合浆液，在地基深处将黄土和混合浆液强制搅拌，使黄土与混合浆液充分拌合在一起，固化后得到水泥土搅拌桩；其中，所述混合浆液包括二灰质，所述二灰质由质量比为(2～4)：1的水泥粉、煤灰构成；所述水泥土搅拌桩中，混合浆液掺入量为黄土质量的12％～20％。2.如权利要求1所述的水泥土搅拌饱和黄土复合地基加固方法，其特征在于，所述水泥、粉煤灰的质量比为4：1、3：1或2：1。3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋小齐，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62