寶鋼技術(shù)發(fā)展中心研制的土體固結(jié)粉介紹

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　　　1、引言

　　在多層住宅的地基加固、深基坑的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕、水利工程的護(hù)堤等工程中，常用攪拌樁、旋噴樁的施工方法，將普通水泥與粘土強(qiáng)制攪拌，形成有一定強(qiáng)度的柱體，以提高地基的承載力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)、護(hù)堤的擋土擋水性能。在道路工程的基層和底基層中，往往在粘土中拌和加入石灰，以提高土路基的承載力。但是，現(xiàn)有的普通水泥、石灰等固化材料加固粘土的強(qiáng)度偏低，尤其在沿江、沿湖、沿海和暗浜較多的軟土地基地區(qū)，土體的含水量很高，傳統(tǒng)的固化材料加固土體的效果不理想，是造成諸如住宅樓沉降過(guò)大、基坑開(kāi)挖邊坡塌方等許多工程事故的主要原因之一。此外，旋噴樁、SMW工法等施工工藝的水灰比大，將天然土的含水量提高至70％以上，削弱了加固土的強(qiáng)度。因此，有必要研制出一種加固土強(qiáng)度高、適用于加固高含水量粘土的新型土體固化材料。　　2、室內(nèi)試驗(yàn)

　　針對(duì)粘土顆粒呈疏松多孔結(jié)構(gòu)、缺乏有機(jī)聯(lián)系的特點(diǎn)，應(yīng)從改善孔結(jié)構(gòu)和粘結(jié)土顆粒兩方面出發(fā)，來(lái)提高加固土的強(qiáng)度。而普通水泥自身水化產(chǎn)生的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物、石灰與土顆粒緩慢反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)晶度較差的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物，均只起到粘結(jié)土顆粒的作用，未能有效改善孔結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目將數(shù)千種配比的固化粉，用于各種典型土質(zhì)，進(jìn)行大量土工試驗(yàn)，經(jīng)優(yōu)化篩選，最終研制出的土體固結(jié)粉，含有大量活性硅鋁質(zhì)礦物組分，在外加劑高效激發(fā)的化學(xué)作用和超細(xì)粉磨的物理作用下，可在粘土中產(chǎn)生大量填充孔結(jié)構(gòu)和粘結(jié)土顆粒的水化產(chǎn)物。土體固結(jié)粉加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、三軸抗剪強(qiáng)度、變形模量、壓縮系數(shù)、滲透系數(shù)等土工性能指標(biāo)均遠(yuǎn)優(yōu)于普通水泥加固土的性能指標(biāo)，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
　　加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是設(shè)計(jì)中最常用的參數(shù)。表1列出土體固結(jié)粉加固土和425＃普通水泥加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。加固土試件制備方法按《地基處理技術(shù)規(guī)范》之《室內(nèi)水泥土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)》，試件土工性能試驗(yàn)方法按《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。 兩種固化材料不同齡期加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度對(duì)照表 表1

齡期天	水灰比μ=0.45	土體固結(jié)粉加固土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度				425#普通水泥加固土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度(單位：kPa)
	摻量aw=13%	淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土		褐黃色粉質(zhì)粘土	砂質(zhì)粉土	淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土		褐黃色粉質(zhì)粘土	砂質(zhì)粉土
	含水量	45%	55%	35%	35%	45%	55%	35%	35%
3	試驗(yàn)值	1021.6	830.5	1450.7	1975.6	327.5	203.9	430.3	372.3
7		1808.4	1066.8	2228.5	2787.9	509.2	292.8	691.8	547.3
14		2739.2	1654.2	3364.7	4012.2	752.8	521.7	949.3	1098.9
28		3690.9	2264.7	4233.2	5229.9	1072.8	685.3	1376.7	1478.7
60		4023.9	2709.6	4606.1	5473.2	1172.0	851.3	1541.4	1540.1
90		4537.3	3240.8	5013.2	5715.7	1360.5	895.6	1590.2	1714.4
420		6737.7	3325.2	8898.3	8443.4	2185.2	1335.0	3343.9	2669.2

　　由表1可知，從3天齡期到420天齡期，對(duì)于各種典型土質(zhì)，土體固結(jié)粉加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均是普通水泥加固土強(qiáng)度的3－5倍；土體固結(jié)粉加固土的早期強(qiáng)度較高，3天強(qiáng)度即可達(dá)到和超過(guò)水泥土28天的強(qiáng)度，并且后期強(qiáng)度增長(zhǎng)也非常明顯；較高含水量淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的土體固結(jié)粉加固土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度是較低含水量淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的2倍以上。因此，使用土體固結(jié)粉加固粘土，具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、適用于加固高含水量土體的特點(diǎn)。
　　表2列出土體固結(jié)粉加固土和425＃普通水泥加固土的三軸抗剪強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。 兩種固化材料不同齡期的加固土三軸抗剪強(qiáng)度對(duì)照表 表2

齡期天	水灰比μ=0.45	土體固結(jié)粉加固土三軸抗剪強(qiáng)度				425#普通水泥加固土三軸抗剪強(qiáng)度(單位：kPa)
	摻量aw=13%	淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土		褐黃色粉質(zhì)粘土	砂質(zhì)粉土	淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土		褐黃色粉質(zhì)粘土	砂質(zhì)粉土
	含水量	45%	55%	35%	35%	45%	55%	35%	35%
14	Cu	1120	1050	1500	1800	290	180	500	550
	ju	1o	1.5o	2o	1o	0.5o	1o	1o	0.5o
28	Cu	1200	1100	2150	2300	300	180	650	700
	ju	1o	1o	3o	1o	0.5o	0.5o	1o	0.5o
90	Cu	1400	1200	2500	2800	320	210	800	800
	ju	2o	1o	3o	3o	1o	0.5o	1o	1o

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