本發(fā)明涉及巖土工程中的軟基加固。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種真空聯(lián)合堆載預(yù)壓無(wú)砂墊層半流態(tài)固化土施工方法。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)華東、華南沿海地區(qū)分布有大面積灘涂淤泥，在近海進(jìn)行吹填造陸或軟基加固處理時(shí)，常采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)高含水率灘涂淤泥進(jìn)行處理，堆載作用和真空預(yù)壓作用共同使高含水率淤泥含水率降低，從而提高軟弱土體強(qiáng)度。為了避免堆載物對(duì)密封膜產(chǎn)生刺入破壞，在堆載之前先在密封膜上鋪設(shè)一層砂墊層作為保護(hù)層，然后進(jìn)行分級(jí)堆載預(yù)壓，達(dá)到對(duì)高含水率軟土加固的效果。因此在采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固吹填軟土?xí)r需要大量的砂資源作為墊層，吹填區(qū)一般都是多泥缺砂，砂資源主要依靠從外地購(gòu)買，從而在很大程度上增加了軟基處理的施工的成本；此外，當(dāng)前主要采用人工鋪設(shè)砂墊層，效率低、成本高，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓膜上保護(hù)層這一環(huán)節(jié)不僅增加了施工成本，并且還在一定程度上增加了施工工期，嚴(yán)重限制了該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。流態(tài)固化土可以替代砂墊層作為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓膜上保護(hù)層，專利cn202122478068.9和專利cn202311225609.4公布了流態(tài)土的制作和施工方法，專利cn202211189277.4將流態(tài)土替代砂墊層作為真空聯(lián)合堆載預(yù)壓膜上保護(hù)層，這些發(fā)明通過(guò)提高固化土含水率來(lái)增加其流動(dòng)性，解決了固化土施工難的問(wèn)題，但同時(shí)帶來(lái)一些弊端，流態(tài)固化土后期因含水率過(guò)高使得其強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢甚至出現(xiàn)不硬化現(xiàn)象，土體始終保持流態(tài)或半流態(tài)，最終導(dǎo)致固化土形成的地基承載力較低。倘若降低固化土的含水率則可以保證其后期強(qiáng)度的發(fā)展，但土體在施工時(shí)不展現(xiàn)出“流動(dòng)性”，使固化土在使用時(shí)的便捷性大大降低。因此流態(tài)固化土施工時(shí)的“高流動(dòng)性”和使用時(shí)的“低強(qiáng)度”特點(diǎn)是當(dāng)前公開(kāi)專利中未解決的對(duì)立矛盾。

2、因此，針對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓膜上保護(hù)層這一現(xiàn)狀，本技術(shù)提出了一種真空聯(lián)合堆載預(yù)壓無(wú)砂墊層半流態(tài)固化土施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種真空聯(lián)合堆載預(yù)壓無(wú)砂墊層半流態(tài)固化土施工方法，采用半流態(tài)固化土施工技術(shù)在密封膜上形成較高強(qiáng)度的固化土，替代膜上砂墊層，在保證固化土施工便捷性的同時(shí)，更保證固化土后期強(qiáng)度的可靠性，在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理吹填軟土領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種真空聯(lián)合堆載預(yù)壓無(wú)砂墊層半流態(tài)固化土施工方法，采用半流態(tài)固化土替代真空聯(lián)合堆載預(yù)壓膜上砂墊層進(jìn)行固化土施工，即在固化土制作、施工時(shí)土體呈現(xiàn)流動(dòng)態(tài)，澆筑時(shí)、澆筑后的土體呈現(xiàn)半流態(tài)，并在短時(shí)間內(nèi)失去流動(dòng)性且逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度。

3、優(yōu)選的是，具體包括如下步驟：

4、步驟一、以應(yīng)用場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)廢棄土資源為主要原材料，制備流態(tài)土，并控制流態(tài)土含水率至設(shè)定范圍內(nèi)，將流態(tài)土流動(dòng)性控制在180～240mm；

5、步驟二、分別制備固化劑主料漿液和激發(fā)劑漿液備用；

6、步驟三、采用半流態(tài)固化土輸送裝置對(duì)制備好的流態(tài)土進(jìn)行抽漿輸送，輸送過(guò)程中，在流態(tài)土中依次加入固化劑主料漿液和激發(fā)劑漿液，使流態(tài)土或固化土展現(xiàn)出不同流動(dòng)性，將固化土輸送至半流態(tài)固化土輸送裝置終端后形成半流態(tài)固化土；

7、步驟四、將流出的半流態(tài)固化土澆筑于應(yīng)用場(chǎng)地；

8、步驟五、半流態(tài)固化土填筑至設(shè)定的應(yīng)用標(biāo)高后關(guān)閉半流態(tài)固化土輸送裝置停止泵送；

9、步驟六、人工輔助整平固化土標(biāo)高不滿足要求的地方，然后對(duì)固化土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

10、步驟七、養(yǎng)護(hù)完成后檢測(cè)固化土地基承載力是否滿足堆載所需的承載力要求；

11、步驟八、滿足要求后，在固化土表層堆載并進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓后續(xù)施工。

12、優(yōu)選的是，所述半流態(tài)固化土輸送裝置用于實(shí)現(xiàn)對(duì)固化土流動(dòng)性的控制以及固化土的輸送，包括泥漿輸送管道、沿泥漿輸送管道的輸送方向依次連通于沿泥漿輸送管道上的固化劑主料輸送管道、加水管道和激發(fā)劑輸送管道以及設(shè)置于泥漿輸送管道內(nèi)的多個(gè)混合攪拌頭，多個(gè)混合攪拌頭分別一一對(duì)應(yīng)設(shè)置于固化劑主料輸送管道、加水管道和激發(fā)劑輸送管道后方，所述泥漿輸送管道進(jìn)口端設(shè)置有泥漿抽漿泵用于驅(qū)動(dòng)泥漿輸送，所述加水管道用于根據(jù)泥漿輸送管道內(nèi)泥漿流動(dòng)性大小選擇性加水。

13、優(yōu)選的是，所述固化劑主料輸送管道、加水管道和激發(fā)劑輸送管道上均設(shè)置有控制閥，還設(shè)置有控制系統(tǒng)，其用于分別控制各管道上控制閥的啟閉及開(kāi)啟大小，所述步驟一中將流態(tài)土流動(dòng)性控制在設(shè)定范圍內(nèi)后，通過(guò)泥漿輸送管道輸送，控制除固化劑主料輸送管道控制閥外的所有控制閥均關(guān)閉，流態(tài)土輸送至泥漿輸送管道末端后檢測(cè)流態(tài)土流動(dòng)性，并與管道始端的流態(tài)土流動(dòng)性進(jìn)行對(duì)比，若差值在設(shè)定誤差范圍內(nèi)則進(jìn)行下一步施工，加水管道控制閥不打開(kāi)；若差值超出設(shè)定誤差范圍，則控制加水管道控制閥逐步打開(kāi)，直至檢測(cè)到泥漿輸送管道末端流態(tài)土流動(dòng)性與泥漿輸送管道始端的流態(tài)土流動(dòng)性誤差在設(shè)定范圍內(nèi)，記錄此時(shí)加水管道控制閥開(kāi)啟大小，后續(xù)輸送過(guò)程中，通過(guò)控制系統(tǒng)控制加水管道控制閥開(kāi)啟至此記錄大小。

14、優(yōu)選的是，所述半流態(tài)固化土輸送裝置的泥漿輸送管道直徑為200～500mm，所述固化劑主料輸送管道直徑為50～120mm，所述加水管道直徑為50～100mm，所述激發(fā)劑輸送管道直徑為30～50mm。

15、優(yōu)選的是，所述固化劑主料輸送管道的管口距離最近的混合攪拌頭距離不低于40mm，所述加水管道的管口距離混合攪拌頭距離不低于400mm，所述激發(fā)劑輸送管道的管口距離最近的混合攪拌頭距離不低于400mm，所述混合攪拌頭之間的距離不低于800mm。

16、優(yōu)選的是，所述固化劑主料包括礦粉，同時(shí)包括添加物，所述添加物包括偏高嶺土、硅灰、粉煤灰、鋼渣、稻殼灰的其中一種或多種物質(zhì)，添加物總質(zhì)量占比不超過(guò)固化劑主料總劑量的40％；所述固化劑主料在輸送時(shí)的狀態(tài)為液態(tài)流體，水灰比為0.6～1；固化劑摻量即固化劑主料干質(zhì)量與泥漿質(zhì)量比為5～15％。

17、優(yōu)選的是，所述激發(fā)劑為氫氧化鈉、硫酸鈉、水泥、石灰、電石渣中的一種或多種物質(zhì)組合；其中硫酸鈉不可單獨(dú)使用，需與其它激發(fā)劑共同使用；所述激發(fā)劑在輸送時(shí)需提前在水中溶解，溶解時(shí)激發(fā)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～30％。

18、優(yōu)選的是，所述控制系統(tǒng)還用于根據(jù)流態(tài)土的流動(dòng)性及半流動(dòng)性控制并選擇固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的管徑大小，將固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的管徑設(shè)定至計(jì)算的理論管徑大小的1.5倍，固化劑主料輸送管道的理論管徑大小通過(guò)設(shè)定的固化劑摻量即固化劑主料干質(zhì)量與泥漿質(zhì)量比確定，激發(fā)劑輸送管道的理論管徑大小通過(guò)固化劑主料輸送管道的理論管徑大小以及固化劑主料與激發(fā)劑質(zhì)量配比確定；通過(guò)控制系統(tǒng)控制固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥完全打開(kāi)，通過(guò)判斷泥漿輸送管道末端口是否堵塞及堵塞程度調(diào)整固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥開(kāi)啟大小，依次減小開(kāi)口大小直至泥漿輸送管道末端口剛好不堵塞，通過(guò)開(kāi)口大小計(jì)算固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的輸送流量，進(jìn)而換算成固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥完全打開(kāi)時(shí)對(duì)應(yīng)的最大管徑；通過(guò)控制系統(tǒng)控制固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥打開(kāi)五分之一，通過(guò)檢測(cè)泥漿輸送管道末端口的流態(tài)土流動(dòng)性并調(diào)整固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥開(kāi)啟大小，依次增加開(kāi)口大小直至泥漿輸送管道末端口的流態(tài)土流動(dòng)性滿足設(shè)定的半流態(tài)土流動(dòng)性大小范圍，通過(guò)開(kāi)口大小計(jì)算固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的輸送流量，進(jìn)而換算成固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的控制閥完全打開(kāi)時(shí)對(duì)應(yīng)的最小管徑；將固化劑主料輸送管道和激發(fā)劑輸送管道的管徑大小設(shè)定在上述調(diào)整得到的最小管徑和最大管徑范圍內(nèi)。

19、優(yōu)選的是，泥漿輸送管道末端緊鄰攪拌頭的管道可拆卸連接有輔助管，其包括一對(duì)截面為半圓形的管體，其中一個(gè)管體沿長(zhǎng)度方向的兩個(gè)側(cè)邊上固定設(shè)置有一對(duì)弧形定位板，一對(duì)弧形定位板恰好配合于另一個(gè)管體沿長(zhǎng)度方向的兩個(gè)側(cè)邊以將一對(duì)管體組合為一個(gè)完整的管體，一對(duì)管體外配合設(shè)置有固定套，所述固定套內(nèi)相對(duì)設(shè)置有一對(duì)凹槽道并恰好配合設(shè)置一對(duì)弧形定位板，所述固定套向管體的其中一端延伸至外部形成延伸套，其具有內(nèi)螺紋并配合于泥漿輸送管道末端的外螺紋上，輔助管安裝后形成泥漿輸送管道末端的一部分，當(dāng)檢測(cè)到泥漿輸送管道堵塞程度需要調(diào)整管道管徑時(shí)，拆除固定套及輔助管，通過(guò)高壓水快速清理堵塞，以便快速進(jìn)行下一次調(diào)整檢測(cè)。

20、本發(fā)明至少包括以下有益效果：

21、(1)本發(fā)明主要采用開(kāi)挖廢棄土或應(yīng)用場(chǎng)地周圍的棄土作為原材料制作泥漿，提高建筑廢棄物的利用率、節(jié)約資源、降低工程造價(jià)。

22、(2)本發(fā)明采用流態(tài)土輸送結(jié)合半流態(tài)土澆筑的方式進(jìn)行施工，施工便捷，流態(tài)土/半流態(tài)土均勻性好，可有效保護(hù)真空預(yù)壓的密封膜。

23、(3)本發(fā)明將固化劑主料和激發(fā)劑分開(kāi)加入到泥漿中，既保證了泥漿輸送過(guò)程中所必須的流動(dòng)性，又兼顧到固化土后期的強(qiáng)度發(fā)展。

24、(4)本發(fā)明通過(guò)半流態(tài)固化土輸送裝置進(jìn)行半流態(tài)固化土的制備獲取，同時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)的配合控制調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)加水量的控制以及管道管徑大小的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)控制的簡(jiǎn)便以及輸送裝置設(shè)置的合理性，提高施工的效率，降低調(diào)整控制的難度及成本。

25、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。