一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液及使用该浆液加固四高软土的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于软±基坑被动区加固领域，具体设及一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液及 使用该浆液加固四高软±的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国越来越重视城市地下空间利用，并在政策上给予大力支持，城市地下 空间开发利用技术已被列为城镇化与城市发展中的重点研究内容及其优先主题。在城市地 下空间开发过程中，常常会遇到±体不能满足工程地基的要求，深基坑工程亦不可避免。我 国软±主要分布在东部沿海和湖北省，基坑开挖时软±是常遇见的特殊±层，特别是高含 水量、高塑性指数、高有机质上、高结构性的"四高"软上。
[0003] 通过外加固化剂的地基加固技术从加固原理上可分为=种：物理加固、化学加固 和综合加固。物理加固主要是在上体中加入上工织物、上工布和纤维等，通过加固材料与上 颗粒间的界面作用W改善±体的结构与工程性质；化学加固主要是在±体中外加定量的水 泥、石灰、粉煤灰等材料与化学浆液，通过加固材料与±颗粒间的化学反应生成新的物质， W提高±体的强度和稳定性；综合加固为物理加固与化学加固的综合。水泥±是一种脆性 材料，抗拉强度、抗折强度很低，实际工程中"四高"软±的加固±强度或连续性经常没有明 显效果，尤其是高有机质±与高结构性±的改良配比与工艺还有许多工作要做。
[0004] 利用纤维分散性好、易于拌和等特点，纤维±通常被视为各向同性的均值材料，在 水泥±中加入纤维能够很好地改善±的力学性能，目前得到了大量的研究。目前研究±体 加固的纤维加筋材料多集中于新型材料，包括聚丙締、聚酷胺、碳纤维、钢纤维等，该类材料 价格较高，造成±体加固成本居高不下，石棉纤维为传统加固材料，在力学性能及成本上具 有较大优势，但目前的研究较少。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对软±地层中基坑开挖发生基坑支护结构变形量过大、地表沉 降过大甚至整体失稳等事故问题，降低软±层中超深、超大基坑支护技术风险和经济成本， 开发适用于四高软±的新型复合材料最佳配比和工艺，提供一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液 及其使用该浆液加固四高软±的方法。
[0006] 本发明提供的技术方案；所述一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液，是由水泥、粉煤灰按 一定配比倒入揽拌机中干拌均匀，同时均匀地撒入石棉纤维，然后再按照设计水灰比加水 揽拌均匀制成；其中粉煤灰为水泥质量的10%~15%，水灰比为；0. 5~0.8,石棉纤维渗 入量为水泥质量的3%~6%。
[0007] 本发明较优的技术方案：所述水泥选用普通娃酸盐水泥，强度等级为P. 042. 5 ;所 述石棉纤维选用温石棉纤维，其比密度和容重都较小，模量较高，是很好的轻质材料；粉煤 灰为工业废料的利用。
[000引本发明提供的另一种技术方案；一种用石棉纤维水泥粉煤灰浆液加固四高软±的 方法，其特征在于具体步骤如下：
[0009] (1)采集待加固软±区域的原状样进行±工试验测试出该加固区域的软±密度， 测试软±密度的方法采用现有常规的±壤密度测试方法，具体测试时，测试其基本物理力 学指标，比如含水量、密度、比重，具体试验方法按照《±工试验方法标准》，并根据设计揽拌 粧的粧体直径、加固软±的深度计算出待加固的四高软±的质量，具体计算公式如下：
[0010]
【主权项】
1. 一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液，其特征在于：该浆液是由水泥、粉煤灰按一定配比 倒入搅拌机中干拌均匀，同时均匀地撒入石棉纤维，然后再按照设计水灰比加水搅拌均匀 制成；其中粉煤灰为水泥质量的10%~15%，水灰比为：0. 5~0. 8,石棉纤维掺入量为水 泥质量的3%~6%。
2. 根据权利要求1所述的一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液，其特征在于：所述水泥选用 普通硅酸盐水泥，强度等级为P. 042. 5 ;所述石棉纤维选用温石棉纤维。
3. -种用石棉纤维水泥粉煤灰浆液加固四高软土的方法，其特征在于具体步骤如下： (1) 采集待加固软土区域的原状样土进行土工试验测试出该加固区域的软土密度，并 根据设计搅拌粧的粧体直径、加固软土的深度计算出待加固的四高软土的质量，具体计算 公式如下：
式中：d-设计搅拌粧的粧体直径，单位m; h-加固软土深度，单位m; P 〇一加固软土的天然密度，单位kg/m3; (2) 根据步骤（1)中计算出的待加固软土的质量计算出加固软土所需的石棉纤维水泥 粉煤灰浆液中水泥添加量，水泥添加量为待加固的四高软土质量的13%~15% ; (3) 根据步骤（2)中计算出的水泥添加量来配制石棉纤维水泥粉煤灰浆液，将水泥和 粉煤灰按一定配比倒入搅拌机中干拌均匀，同时均匀地撒入石棉纤维，然后再按照设计水 灰比加水搅拌均匀制成；其中粉煤灰加入量为水泥质量的10%~15%，水灰比为：0. 5~ 0. 8,石棉纤维掺入量为水泥质量的3%~6% ;石棉纤维水泥粉煤灰浆液掺入量可按下 式计算：
式中：d-设计搅拌粧的粧体直径，单位m; h-加固软土深度，单位m; P 〇一加固软土的天然密度，单位kg/m3; X1-水泥添加量与加固软土质量的百分比，为13%~15% ; λ 2-水灰比，为0.5~0.8 ; λ3一粉煤灰添加量与水泥添加量的百分比，为10%~15% ; λ 4-石棉纤维掺入量与水泥添加量的百分比，为3%~6% ; (4) 现场搅拌喷射加固：将制备好的石棉纤维水泥浆液随后注入注浆桶，通过压力泵 将注浆桶内已制备完成的石棉纤维水泥浆液泵送至钻机钻头处，注入四高软土基坑加固区 域内与待加固的软土搅拌均匀，形成浆土复合体。
4. 根据权利要求3所述用石棉纤维水泥粉煤灰浆液加固四高软土的方法，其特征在 于：所述四高软土为高含水量、高塑性指数、高有机质土、高结构性的软土。
5. 根据权利要求3所述用石棉纤维水泥粉煤灰浆液加固四高软土的方法，其特征 在于：在步骤（1)中搅拌机的电机动力2. 2kW，石棉纤维水泥粉煤灰净浆搅拌时间达到 15min ~25min〇
6. 根据权利要求3所述用石棉纤维水泥粉煤灰浆液加固四高软土的方法，其特征在 于：在步骤（3)中现场施工机械采用XGB型双轴施工机械，主电机功率37kW，注浆泵为CD3 型，电机功率5. 5kW ;泵送压力为0. 5-0. 8kPa，当钻头进入有效粧长范围时转杆的转速为 40-50r/min，下沉速度为0. 8-1. 2m/min，钻头进至粧底后再在有效粧长范围内复搅一次，通 过控制泵速及钻进速度来控制石棉纤维水泥粉煤灰浆液的注入量，确保注入的石棉纤维水 泥粉煤灰浆液与加固软土混合均匀。
【专利摘要】本发明提供一种石棉纤维水泥粉煤灰浆液及使用该浆液加固四高软土的方法。所述石棉纤维水泥粉煤灰浆液是由水泥、粉煤灰按一定配比倒入搅拌机中干拌均匀，同时均匀地撒入石棉纤维，然后再按照设计水灰比加水搅拌均匀制成；其中粉煤灰为水泥质量的10％～15％，水灰比为0.5～0.8，石棉纤维掺入量为水泥质量的3％～6％；将制备好的浆液现场搅拌喷射注入四高软土基坑加固区域内与加固软土搅拌均匀，形成浆土复合体，其中添加的石棉纤维水泥粉煤灰浆液中的水泥量为待加固的四高软土质量的13％～15％。本发明能够较好的改善软土地基的力学性能，提高土体强度，节省材料用量，大大降低软土层中基坑支护的技术风险与成本。
【IPC分类】E02D15-04, C04B14-46, E02D5-46, C04B28-00, C04B18-08
【公开号】CN104649629
【申请号】CN201510096160
【发明人】张艳军, 于沉香, 凌飞, 严稳平, 刘续, 陈铂
【申请人】中冶集团武汉勘察研究院有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月5日