本技術(shù)涉及地基處理領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在我國(guó)濕陷性黃土、雜填土和素填土等場(chǎng)地的建(構(gòu))筑物建設(shè)中廣泛采用擠密法處理地基。目前常規(guī)的施工方法為利用鉆孔法、擠土法成孔，然后在樁孔內(nèi)部夯填如素土或由水泥(石灰)與土等混合而成的材料，即先成孔后夯填。

2、而成樁夯填施工過(guò)程中，夯填施工參數(shù)如分層回填高度、夯錘提升高度以及夯擊次數(shù)，以及地基土、回填材料的含水率都影響最終擠密法的成功和失敗，而上述因素又受人為或外部因素影響較大，使得擠密樁施工質(zhì)量難以得到有效控制，造成許多建筑物產(chǎn)生了較大的不均一沉降、結(jié)構(gòu)開裂等工程質(zhì)量問(wèn)題。因此，研究一種新的免夯材料進(jìn)行擠密樁施工，克服上述因素影響，且節(jié)能高效、綠色環(huán)保，對(duì)于地基處理具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提供一種新材料用于擠密樁施工，使其不受夯填施工參數(shù)以及地基土含水率影響，本技術(shù)提供一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土，采用如下的技術(shù)方案：一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土，包括以下重量份原料：

3、水泥40-60份、粉煤灰90-110份、礦粉40-60份、骨料900-1100份、水430-550份以及固化外加劑3-7份；

4、其中，骨料選用建筑或工業(yè)廢固物和黃土的混合物，所述預(yù)拌流態(tài)固化土的坍落度為24-30cm，擴(kuò)展度為500-600mm。

5、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)中提供特定擴(kuò)展度和坍落度的預(yù)拌流態(tài)固化土用于擠密樁施工，其具有良好的和易性和流動(dòng)性，使其用于擠密樁施工時(shí)，可以采用泵送至樁孔中后續(xù)固結(jié)，做到成孔、泵送一次成樁，避免受氣象條件、地基土含水率、夯填質(zhì)量、填料的均勻性等因素對(duì)施工質(zhì)量影響，且施工更加便捷，同時(shí)，預(yù)拌流態(tài)固化土拌制還可消納建筑或工業(yè)廢固物，符合國(guó)家環(huán)保和節(jié)約資源的政策。

6、本技術(shù)中通過(guò)對(duì)原料配比、骨料原料和專用固化外加劑的選擇，得到滿足泵送灌注要求的預(yù)拌流態(tài)固化土，尤其是骨料選用建筑或工業(yè)廢固物和黃土的混合物，建筑或工業(yè)廢固物添加后可以繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)，從而提高制得預(yù)拌流態(tài)固化土的強(qiáng)度，未添加碎石和砂等傳統(tǒng)骨料，在降低成本的同時(shí)，還可消納固體廢棄物。

7、另外，本技術(shù)中制得預(yù)拌流態(tài)固化土經(jīng)過(guò)一定壓力的泵送到孔內(nèi)，預(yù)拌流態(tài)固化土填料能夠迅速填充樁孔，并與地基土形成緊密結(jié)合，增強(qiáng)樁體與周圍地基土的相互作用，而且?guī)汗嘧⒂兄谕苿?dòng)填料進(jìn)入地基土的微小孔隙中，從而加強(qiáng)樁孔與地基土的連接，進(jìn)一步增強(qiáng)樁體與地基土的咬合效果，而且固化土填料中的活性成分進(jìn)入地基土孔隙中與地基土中的水分和礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成膠結(jié)物質(zhì)，進(jìn)一步增加樁體與地基土的粘結(jié)力，相較于普通混凝土中添加有碎石較大粒徑的粗骨料，本技術(shù)中選用建筑或工業(yè)廢固物和黃土作為骨料，更容易進(jìn)入地基土的孔隙中與地基土形成物理咬合與化學(xué)結(jié)合，兩者結(jié)合更好，最終提高樁體的穩(wěn)定性，且綠色環(huán)保。

8、可選的，所述固化外加劑包括質(zhì)量比為1：(2-3)：(6-7)的聚丙烯酸鹽、多元醇和乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚聚合物。

9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚聚合物通過(guò)減少預(yù)拌流態(tài)固化土填料內(nèi)部的水泥顆粒間的吸附力，使得預(yù)拌流態(tài)固化土填料的流動(dòng)性得到提高，這也有助于改善其和易性。流動(dòng)性更好的預(yù)拌流態(tài)固化土填料滿足擠密樁帶壓灌注的施工方法要求，而且更容易填滿樁孔，并在樁孔中與地基土形成更好的粘結(jié)作用，減少空洞和缺陷現(xiàn)象的產(chǎn)生。

10、多元醇可以與水分子形成氫鍵，從而改善預(yù)拌流態(tài)固化土填料的流動(dòng)性和自密實(shí)性，提高預(yù)拌流態(tài)固化土填料的和易性，這有助于預(yù)拌流態(tài)固化土填料在攪拌、運(yùn)輸和灌注過(guò)程中更加均勻和流暢，減少阻力和堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。聚丙烯酸鹽具有一定的粘結(jié)性和固化性能，有助于增強(qiáng)樁體材料之間、樁體材料與地基土之間的粘結(jié)力，提高擠密樁的穩(wěn)定性，而且其具有一定的增稠作用，配合乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚聚合物兩者對(duì)預(yù)拌流態(tài)固化土的和易性進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)帶壓灌注并固化成型。

11、可選的，所述多元醇選用丙三醇、乙二醇、聚乙二醇中的一種或多種。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，選用上述多元醇的時(shí)候，能夠起到促進(jìn)固化和增強(qiáng)粘結(jié)性以及改善流動(dòng)性的作用。

13、可選的，所述骨料選用質(zhì)量比為1：(1-3)的黃土和建筑或工業(yè)廢固物。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，選用上述配比的骨料時(shí)，制得的預(yù)拌流態(tài)固化土的28d抗壓強(qiáng)度大于0.6mpa，滿足樁體強(qiáng)度要求的同時(shí)，與地基土的粘結(jié)力更好。

15、可選的，所述建筑或工業(yè)廢固物的細(xì)數(shù)模度為2.0-2.1。

16、可選的，所述建筑或工業(yè)廢固物的顆粒級(jí)配為：

17、 方孔篩尺寸 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 0.15mm 0.075mm 篩底 累計(jì)篩余 0 4.9％ 12.2％ 25.7％ 22.8％ 14.5％ 9.2％ 10.7％

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，選用上述細(xì)數(shù)模度的建筑或工業(yè)廢固物的時(shí)候，最終制得預(yù)拌流態(tài)固化土的強(qiáng)度和與地基土填充粘結(jié)的綜合性能更優(yōu)。

19、可選的，所述水泥選用p.o42.5水泥，所述粉煤灰為f類i級(jí)粉煤灰。

20、可選的，所述建筑或工業(yè)廢固物經(jīng)過(guò)改性后制得：具體操作為：

21、將建筑或工業(yè)廢固物添加至改性溶液中，然后加入引發(fā)劑，在超聲輔助條件下浸漬1-2h，浸漬溫度為60-75℃，改性溶液沒過(guò)建筑或工業(yè)廢固物，然后烘干，其中，所述改性溶液由全氟烷基乙基丙烯酸酯、叔丁基乙烯基醚和乙酸乙酯混合制得，且全氟烷基乙基丙烯酸酯、叔丁基乙烯基醚的添加質(zhì)量比為1：(1.2-1.5)，乙酸乙酯是全氟烷基乙基丙烯酸酯添加量的6-8質(zhì)量倍數(shù)，過(guò)氧化物引發(fā)劑添加量是改性溶液的1-3wt％。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，如利用黃土為骨料，存在吸水率大的問(wèn)題，導(dǎo)致填料流動(dòng)性變差，影響后續(xù)灌注樁孔，而且黃土吸水后導(dǎo)致預(yù)拌流態(tài)固化土在制備過(guò)程中，易結(jié)塊，粘結(jié)攪拌設(shè)備倉(cāng)壁，影響了液態(tài)固化土的強(qiáng)度與質(zhì)量。

23、本技術(shù)將建筑或工業(yè)廢固物與黃土混合物為骨料添加至以全氟烷基乙基丙烯酸酯和叔丁基乙烯基醚為單體、乙酸乙酯為溶劑的改性溶液中浸漬，然后加入過(guò)氧化物引發(fā)劑進(jìn)行浸漬，在溫度和超聲條件下，全氟烷基乙基丙烯酸酯和叔丁基乙烯基醚發(fā)生聚合在建筑或工業(yè)廢固物表面形成聚合物薄膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑或工業(yè)廢固物的改性，全氟烷基乙基丙烯酸酯含有活性雙鍵與叔丁基乙烯基醚中的雙鍵共聚，叔丁基乙烯基醚中含有叔碳酸基團(tuán)，還含有雙鍵和醚鍵，端基中叔碳酸基團(tuán)具有極高的空間位阻，從而提高粘粒的疏水性，而醚鍵可以提高聚合物的極性，進(jìn)一步提高疏水性，最終降低粘粒的吸水率，解決了制備過(guò)程中黃土的結(jié)塊性，從而改善樁體的強(qiáng)度以及與地基土之間的結(jié)合強(qiáng)度。

24、第二方面，本技術(shù)提供一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

25、一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土的制備方法，包括以下步驟：

26、將水泥、粉煤灰、礦粉和骨料混合，然后加入水和固化外加劑混合，攪拌，制得預(yù)拌流態(tài)固化土。

27、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)中將流態(tài)固化土采用集中攪拌制得后，直接用來(lái)灌注在擠密樁孔內(nèi)，操作更加簡(jiǎn)單方便，易于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。

28、第三方面，本技術(shù)提供一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土的應(yīng)用，采用如下的技術(shù)方案：

29、一種免夯擠密樁用預(yù)拌流態(tài)固化土的應(yīng)用，將其泵送至擠密樁孔內(nèi)，泵送壓力≥2mpa，更優(yōu)選為2-4mpa。

30、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，常規(guī)擠密樁施工過(guò)程中，需要成孔、夯填兩道工序，樁孔中回填材料含水量、成孔過(guò)程中縮徑、施工參數(shù)的控制是目前影響施工質(zhì)量的主要因素，而本技術(shù)中制備流態(tài)固化土為流態(tài)且可固結(jié)材料，將其通過(guò)泵送，可以在樁孔內(nèi)形成帶壓環(huán)境，使流態(tài)材料充分填充并對(duì)孔壁形成高壓，從而避免縮徑對(duì)施工質(zhì)量的影響以及夯填過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響，而且大大降低現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械投入數(shù)量，且施工高效、綠色環(huán)保，并對(duì)巨厚層濕陷性黃土地基處理具有深遠(yuǎn)意義。

31、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

32、1、本技術(shù)中提供特定擴(kuò)展度和坍落度的預(yù)拌流態(tài)固化土用于擠密樁施工，其具有一定流動(dòng)性，使得用于擠密樁施工的時(shí)候，可以采用泵送直接灌注至樁孔中，后續(xù)水泥水化固化，使得灌注在擠密樁內(nèi)的材料為可固結(jié)材料，從而減少夯填工序，成孔、壓灌一次成樁，避免受氣象因素、人為操作、回填土體、地基土含水率等因素對(duì)施工質(zhì)量影響，具有較高的拓展前景。

33、2、本技術(shù)中通過(guò)固化外加劑中乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚聚合物通過(guò)減少預(yù)拌流態(tài)固化土填料內(nèi)部的水泥顆粒間的吸附力，使得預(yù)拌流態(tài)固化土填料的流動(dòng)性得到提高，這也有助于改善其和易性。流動(dòng)性更好的預(yù)拌流態(tài)固化土填料滿足擠密樁泵送灌注的施工方法要求，而且更容易填滿樁孔，并于樁孔中與地基土形成更好的粘結(jié)作用，減少空洞和缺陷的形成；

34、多元醇可以與水分子形成氫鍵，從而改善預(yù)拌流態(tài)固化土填料的流動(dòng)性和自密實(shí)性，提高預(yù)拌流態(tài)固化土填料的和易性，這有助于預(yù)拌流態(tài)固化土填料在攪拌、運(yùn)輸和灌注過(guò)程中更加均勻和流暢，減少阻力和堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。聚丙烯酸鹽具有一定的粘結(jié)性和固化性能，有助于增強(qiáng)樁體材料之間、樁體材料與地基土之間的粘結(jié)力，提高擠密樁的穩(wěn)定性，而且其具有一定的增稠作用，配合乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚聚合物兩者對(duì)預(yù)拌流態(tài)固化土的和易性進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)高壓灌注并固化成型；

35、3、常規(guī)擠密樁施工過(guò)程中，需要成孔、夯填兩道工序，樁孔中回填材料含水量、成孔過(guò)程中縮徑、施工參數(shù)的控制是目前影響施工質(zhì)量的主要因素，而本技術(shù)中制備流態(tài)固化土為流態(tài)且可固結(jié)材料，將其通過(guò)高壓壓灌，可以在樁孔內(nèi)形成高壓環(huán)境，使流態(tài)材料充分填充并壓實(shí)孔壁，從而避免縮徑對(duì)施工質(zhì)量的影響，本技術(shù)中得到的流態(tài)固化土為流態(tài)且可固結(jié)材料，高壓灌注后固結(jié)，無(wú)夯填工序，無(wú)需投入大量夯填機(jī)械設(shè)備，不僅避免了夯填施工中振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境影響，施工高效節(jié)能；固廢利用，綠色環(huán)保。