HAS固化剂与普通水泥在粉喷桩地基处理应用中对比方案

HAS固化剂在高速公路软基处理中的应用研究湖北长江路桥股份有限公司二〇一三年六月HYPERLINK\l"_Toc360870933"吸1超项目的背景绝揭1HYPERLINK\l"_Toc360870934"刷1.1绢概述舍现1HYPERLINK\l"_Toc360870935"使1.2HA承S绣固化剂简介兔俘2HYPERLINK\l"_Toc360870936"宁1.3柱依托工程简介茫麻2HYPERLINK\l"_Toc360870937"葬2HAS筹固化剂与水泥鞠粉喷桩的加固酬机理份叙4HYPERLINK\l"_Toc360870938"胳2.1HA身S岁固化剂加固机淋理址沈4HYPERLINK\l"_Toc360870939"瑞2.2摆水泥粉喷桩加秤固机理蹦书5HYPERLINK\l"_Toc360870940"骨3圈施工工艺简介居容6HYPERLINK\l"_Toc360870941"旗4目项目研究的目园的与主要研究夺内容雄疮7HYPERLINK\l"_Toc360870942"搏4.1滥项目研究目的枝苦7HYPERLINK\l"_Toc360870943"止4.2荐项目研究的主走要内容杂龄7HYPERLINK\l"_Toc360870944"思5惑项目研究与实签施的方案磁直8HYPERLINK\l"_Toc360870945"打5.1放对加固土体的挂力学性能、耐暑久性能和变形性性能的对比分苏析损端8HYPERLINK\l"_Toc360870946"倡5.2渗对粉喷桩进行匹单桩性能对比术分析闻捎8HYPERLINK\l"_Toc360870947"裙5.3链对复合地基的粗承载力进行对猜比分析版螺8HYPERLINK\l"_Toc360870948"查5.4京对不同土质地译基进行处理后谣的效果比较错靠9HYPERLINK\l"_Toc360870949"膏5.5帝经济效益进比耻分析穿登9HYPERLINK\l"_Toc360870950"除5.6杏质量控制指标症葛9HYPERLINK\l"_Toc360870951"草5.7船施工要求结趟9钩6摊唇对比试验施板工叉瘦馅斗姿骡叶齐罢宾厚毙孟窝森质斑皂洲竞9证1础项目勿的背景1.1概述捧软弱地基处理卷一直是困扰道磁路建设的一个颂难题，在我国尼的干线公名路陆,忙装特别是高等级盐公路建设幅中聋,虑愉普遍采用石灰在稳定土、水泥捎稳定土或各种葛综合稳定土类杰底基层等传统陈的土壤加固方残法。粉喷桩就诚是其中经常使佛用的一种。慢粉喷桩属于深馋层搅拌法加固脊地基方法的一酿种形式，也叫腥加固土桩。深党层搅拌法是加絮固饱和软粘土隶地基的一种新总颖方法，它是嘉利用水泥、石挥灰卸或其它厦材料作为固化移剂的主剂，通惹过特制的搅拌堵机械就地将软凤土和固化发剂晨(拿浆液状和粉体坝状顺)银强制搅拌，利梦用固化剂和软副土之间所产生窑的一系列物理遭一化学反应，遭使软土硬结成旦具有整体性、岗水稳性和一定切强度的优质地姥基。粉喷桩就奖是采用粉体状残固化剂来进行对软基搅拌处理梅的方法忍。仰最适合于加固怀各种成因的饱上和软粘土，目答前国内常用于仆加固淤泥、淤功泥质土、粉土饼和含水量较高饱的粘性土。蕉然而这些方法框往往会带来土纪体强度不够、誉容易产生收缩移裂缝、受环境稀温度影响较大辰、工程费用增远加、生态环境橡破坏等方面的垒问题。土壤加像固剂作为一种尺新型的土壤加朝固材楼料押,本悄它在公路上的欲应用将解决了老关于软弱地基讨处理方面的很不多实际问题。必1.2HA惭S解固化剂简介易HAS夸固化剂是一种馅新型高强耐水御胶凝材料，具梨有对粉煤灰、欲各种工业废渣剂、尾矿、含泥岭碎石屑、城市巧垃圾、土壤等辨无需冲洗即可跳固化的优良特广性，符合行业蔑标准《土壤固站化剂》焦（镜CJ/T3筛07皇3刑—秩199妄8呼）。兔HAS核固化剂于恒1994叠年投入大工业个生产以来，广锋泛用于道路工笛程、水利水电补工程、基础处害理工程、墙体柴材料和废渣处蝴理等领域。泼HAS双超土壤固化剂具义有以下特点：蛾1街．图HAS乡澡土壤固结体具仓有早期强度增醒长稳定，后期吃强度高的特点云。端2殊．固化土体耐强水性和耐久性阔好。软化系数裂大仗于尺0.9疏0杀；抗酸碱盐介土质化学侵蚀系我数大摇于偿1.访0灿；抗冻融循环沸能力可提高一虎倍；渗透系数芦达描到假1撒0寻－训6平~器1揭0悬－棍8cm/市s胳。丹3川．谱HAS社庸固化剂本身有宇微膨胀性，克件服了传统水泥狭土干缩大、易翻开裂等问题。事4脾．循HAS吩允固结土体，施随工简便易行。喇1.3喷凑依托工程简介披本项目依托仙头洪高速公路粉巾喷桩工程，稳武汉城市圈环午线高速公路仙稀桃段起于孝感宋市版(渴汉川不市沃)遭与仙桃市交界牺的汉江特大桥某南岸引桥起点风，与拟建的武签汉城市圈环线贷高速公路孝感兄段对接，经长达淌口周陈村，巡跨短31伏8论国道、汉宜高劫速公路，走西根流河镇茭排村户、苟美湖村，袄跨大兴北渠、泥沙湖电排河、滋通顺河，入杜摆家台分蓄洪区步，至沙湖镇滩吊湖村，止于仙哥桃市与洪湖市肉交界处的东荆厦河大桥，与武女汉城市圈环线帜高速公路嘉鱼钥长江公路大桥监北岸接线对接紫。路线全机长平41.266奋k脱m舞。全线采用设拒计时速佣为奴100km掠/撞h皮的双向四车道蹈高速公路标准每。亿工程计划开工村日期边为托201季3怖年衰1哭月询1挥5刘日，本项目计祸划工坛期过4睡8给个月盗，其中焰路基乘施工本3变0坝个月（含预压仁）；路基土石删方环约柴2蠢86菌.吊6尊万闲m比3蹲，软基路段约典10敏.无064转km密。设计中选用那水泥或土壤固外化剂两种材料调，水泥粉喷桩灯选用普通硅酸奔盐发PO42.倾5片号水泥，设计姿粉喷量技取醉55kg/伸m饼；固化剂粉喷劳桩选曲用糕H400笑0脚型，设计粉喷利量取水泥用量研的跨65艳%狡，忌约硬36kg/琴m绝。伯2HA深S永固化剂与水泥居粉喷桩的加固甲机理纪2.1HA捞S迎固化剂加固机民理习自然界化合物庸普遍存在同相动或类同相现象厚，即化学成分丰相类似的两种找或两种以上的献矿物混合在一剥起，在一定条突件下，一种矿枕物晶体内一种潜组分的构造单思位能以不同比鞭例和另外矿物怨晶体中一种组润分的构造单位蜘相互置换而不希改变其矿物晶污体结构，重新济生成的矿物在聋常温下能够稳拿定存在。栗土壤（包括淤宏泥）中含有云浅母、绿泥石等锣粘土矿物、闪散石等链状硅酸握盐、方解石类丽碳酸盐矿物，枕其中土壤本身厅的硅酸盐矿物棍占相当大比例脱，由硅氧多面港体连接形成较失稳定的结构，均属于土壤中活容性成分。觉固化剂固化土味壤，通过形成挥硅铝基矿物和虽土壤颗粒的同膛相或类同相接污触；同时，土温壤固化剂中存迁在一定碱性材烦料，有利于硅连铝基玻璃体的洗化学键打开，听增大固化剂颗宿粒与土壤颗粒恼之间同相或类糟同相接触面积达，从而提高土炸壤固化的强度端；另外，由于叛同相或类同相乔接触的产物是物自然界稳定存它在的产物，提烤高了固化土壤适的耐久性。掌当固化剂掺入折土壤后，与粘渡土矿物发生结臣构置换等一系鹰列复杂的物理喝化学反应，固悄化剂水化生成厦具驴有小[CO3]2碌-退基光和乌[OH]阁-敞基物质甲，绢[CO3]2伪-凤基进入矿物晶磁格发生同相或沸类同相置换，捏并与活荷性隐SiO刮2摄反应生成灰硅训钙石和片柱钙虎石，加贸速贷S雄i医和菊A我l炎分离活化过程宋；碗[OH]筑-膨基直接导侦致卷Si-洁O趣、腔A1-交O齿键溶断，逆使严S素i穷和反A议l坡分离活化，交均叉、连生形成公各种水榴石、倍水化硅酸钙、扬沸石、方钠石躁及水化硫铝酸锁钙等富含结晶董水且具有胶凝屯性能化合物，兴将土中大量的谢自由水以结晶飘形式固定下来菌，使土中含水象量迅速降低，重同时水化反应恭生成的复杂结寄晶体导致土体易固化体积增加侄，改变了固化假土中孔径分布角并有效降低填往充土壤颗粒间死空隙，使土壤柳颗粒表面产生论不可逆转的凝野结硬化，固化谜后的土壤具有各较高的水稳性脂和强度稳定性划。垦2.2抽仙水泥粉喷桩加首固机理舰粉喷桩采用水芒泥作为固化剂价材料时，其加侨固软粘土的原单理是在加固过耽程中发生水泥尾的水解和水化朴反应（水泥水屡化成氢氧化钙篇、含水硅酸钙狗、含水铝酸钙倾及含水铁铝酸果钙等化合物，液在水中和空气脆中逐渐硬化）货、粘土颗粒与匀水泥水化物的带相互作用（水班泥水化生成的如钙离子与土粒矩中的钠、钾离蜡子交换使土粒著形成较大团粒退的硬凝反应）红和碳酸化作用锣（水泥水化物侮种的游离氢氧逼化钙吸收二氧夺化碳生成不溶筛于水的碳酸钙拆）三个过程。咬这些反应使土动颗粒形成胶凝侦体和较大颗粒县，颗粒间形成录蜂窝状结构，壁生成稳定的不桑溶于水的结晶吉化合物，从而扯提高软土强度葵。陈3讽皱施工工艺简介晋采引用废HA卷S辨固化剂作为粉辱体与采用水泥松作为粉体，二析者施工工艺基奔本类似，其施鹊工流程如下穗：析展（一）基本要烛求羡1蚁、土壤固化剂颗搅拌桩施工现贴场事先应予以巾平整，必须清慰除地上和地下鸣的障碍物。遇白有明渠、池塘追及洼地时应抽叉水和清淤，回保填粘性土料并暑予以压实，不钱得回填杂填土航或生活垃圾。茎2架、土壤固化剂惧搅拌桩施工前减应根据设计进疑行工艺性试桩售，数量不得少术于按5骄根，至少抽性取区2女根泳做判28疮d示钻芯取样试验边，各层芯要编佣号、量长和拍巾照，要求芯样鹊连续、完整、君强度合格后，骆方允许进行正朋式施工。肥3都、搅拌头叶片好的枚数、宽度鸟、与搅拌轴的窝垂直夹角、搅套拌头的回转数绳、提升速度应墓相互匹配，以宗确保加固深度墓范围内土体的魂任何一点均能飞经赞过拒2菌0称次以上的搅拌耳。苍4湖、竖向承载搅且拌桩施工时，梁停浆（灰）面覆应高于桩顶设越计标漆高闻30喂0球～映500m亏m禾。在开挖基坑狭时，应将搅拌失桩顶端施工质络量较差的桩段勇用人工挖除。争5宪、施工中应保曲持搅拌桩机底鉴盘的水平和导转向架的竖直，售搅拌桩的垂直番偏差不得超希过延1蹲%降；桩位的偏差冤不得大今于轨50m月m规；成桩直径和呆桩长不得小于危设计值。租(牛二猾)皆施工重点兴:出1弦、施工要严格仔按设计图纸要慕求施工，注意俩桩顶、桩间高争程控制，保证派制桩质量和长赤度询2将、钻头入土时衫应采丧用兵1踪档慢速钻进，鼻入土无障碍时积，根据上层软绪硬情况，可提掉搞钻进速度。匠3炉、施工时垂直败偏差不得超过腾规范要求。制埋桩时，不允许荐有断粉，如发倍现有段粉现象正，必须进行补名喷，补喷时重甲叠处的长度鹊应麦≧裤1丛m史。肃4礼、为了保证制予桩质量，在全校桩范围内复搅仓一次。钻头提盐升到设计桩顶林高程时，关闭祸粉喷阀，重复费搅拌下沉至设艘计高程后搅拌饼提升至预定停务灰面，以保证留桩体质量。隆4欢项目研究的目微的与主要研究慕内容剪4.1仓陷项目研究目的躬本项目研究的暑主要目的是养对惧HA袜S摩固化剂与传统南水泥这两种材猴料在地基处理休中的效果进行垃对比分析，比敞较用这两种材戒料制作的粉喷府桩对软弱地基紫进行处理后的举地基承载能力默，是为登HA拆S令这种固化剂在绢工程中的应用个和加固材料的揪选用提供理论缩依据。网4.2谋蹄项目研究的主喊要内容筋本项目的主要邮研究内容有以毫下几个方面：代1.想论对两种材料制朗作的粉喷桩进表行抽芯对比分扮析；致2榆.叠对两种材料制芳作的粉喷桩进输行单桩性能对愉比分析；馆3辱.胸对两种材料制滥作的粉喷桩复袜合地基的地基暑承载力进行对脉比分析；询4覆.受两种材料对不蛇同土质地基进陆行处理后的效征果分析；粗5检.捕对用两种材料扣制作的粉喷桩锣进行地基处理股的经济效益对邀比分析。叶5都彩项目研究与实够施的方案家为了比惜较嘱HA匙S毁固化剂与普通搁水泥这两种材弱料在地基加固辣处理中的效果狮，不仅要在施狱工过程中控制雹好原材料质量亏，做好室内配耕比试验、现场扫工艺试验，加龙强喷粉施工技西术的管理监督羡，把好各道工弟序的检查关，膊还须对施工好傻的现场桩体进婚行最终检测，旋进行室内试验校或者现场原位穗试验，以对粉功喷桩施工质量厘进行全面而准晌确的判断及评袄定。具5.校1投对加固土体的棍力学性能、耐雷久性能和变形执性能的对比分扰析好固化土的力学哗性能试验包括封抗压、抗拉、伟抗折和抗剪等赶。由于抗压强乞度是固化土材肤料最基本的、叶最具有代表性坝的指标虚,戒其不仅是工程当设计的主要依那据辛,匪而且与固化土纱的其他性能密恨切相关。土壤晴固化剂的耐久界性能研究主要枕包括固化土的珍抗渗性能、抗印冻性能、耐干售湿循坏能力等误,氧在特殊的领域侵还包括耐腐蚀允性能、耐冲刷替性能等。土壤误固化剂的变形业性能研究主要惰包括固化土的尤受力变形、体购积变形等。受壶力变形指固化善土构件在承受盟拉伸力或压缩同力时产生的变示形。体积变形址指固化土构件蓄在成型率后压,挑分由于环境变化悼而引起的变绒形萄,选汉如温度、湿度舱等薪,偿狗一般包括干缩请变形、湿胀变芒形和冻胀变形历。轮对披HA欢S槽固化剂与水泥字这两种固化材练料制作的粉喷事桩进行上述几帅个方面的试验新分析，找出二锤者之间的差异罗并进行比较，译确定其加固效费果。叛5.建2爸对粉喷桩进行育单桩性能对比梳分析勾对使爬用轻HA想S灰固化剂与水泥舒制作的粉喷桩坑进行取芯抽样采对比分析，包说括取样率对比妨、外观对比、愉强度对比。苏通过对两种固料化材料制作的摘粉喷桩进行单发桩静载试验，片确定单桩承载鼠能力特征值和煎地基加载后的还承载量，比较必着两种固化材荣料的单桩性能腐。上5.那3丈对复合地基的魂承载力进行对花比分析突粉喷桩处理软占基，其最终质会量控制参数是涂保证复合地基色的整体承载力晃，通过对两种狸固化材料制作吗的粉喷桩处理拿的地基进行地霞基承载力试验贫，比较复合地碌基的承载力大侦小。征5.篇4租对不同土质地屯基进行处理后淘的效果比较偶由于自然界的时土质复杂多变玉和各种土壤分胞布的不均匀性禽,棍土壤颗粒组成降、矿物成分和京化学成分往往电因成土条件的瓣不同而不同绸,筝导致土壤固化厅剂的固化性能征有很大差异。救因此，应旦对铃HA罩S脉固化剂与水泥谷这两种材料在固不同土质的地剩基处理中的效荣果进行分析比丘较，对不同土用质的软弱地基贷进行有针对性每的处理。誓本次试验段票长渗20眨0近米，土质状况俱基本一样。对笔不同土质段的会情况可在后续捐工程中进行对膝比试验。爱5.捡5怪经济效益进比弟分析暂比较两种固化蝶材料制作的粉乐喷桩每延米造翻价，对地基处寄理的经济效益唐进行对比分析固。缴5.脱6风质量控制指标虹谨其质量控制指标脑按照生产厂家声的企业标准《筝湖北中固科技糠股份有限公司佛企业标准枣：梅HA享S们土壤固化技剂木索Q/ZG01通-2012哑》实行（该标