本发明涉及建筑施工领域，更具体地说，它涉及一种用于软弱土层、填土及砂土层的地基施工方法。
背景技术：
软弱地基是指由具有强度较低、压缩性较高及其他不良性质的软弱土(如淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压压缩性土)组成的地基，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土称之为软土。
但是，由于软弱地基的强度难以满足工程建设的需要，在软弱地基上进行基础施工很容易造成工程建设的安全问题，因此，对软弱土层、填土及砂土层的地基进行补强极为重要。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于软弱土层、填土及砂土层的地基施工方法，具有补强软弱土层、填土及砂土层的强度的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种用于软弱土层、填土及砂土层的地基施工方法，包括以下步骤：
s1、清理地表；
s2、打入注浆管：将若干根注浆管竖直打入软弱土层、填土及砂土层的地基中，注浆管的外壁上设有若干注浆孔；
s3、注浆：向注浆管的上端注入水泥浆液，使得水泥浆液通过注浆孔渗入至地基中，当注浆管充满注水泥浆液后，停止注浆；
s4、铺设混凝土加强层：在注浆管的上表面浇筑混凝土并整平以形成混凝土加强层，即可在混凝土加强层上进行基础施工；
所述水泥浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥70-80份；
水20-25份；
纳米二氧化硅55-60份；
纳米磁铁粉30-40份；
纳米铁粉50-55份；
酪蛋白5-10份。
采用上述技术方案，通过将若干注浆管直接竖直打入软弱土层、填土及砂土层的地基中，有利于对地基进行补强，使得软弱土层、填土及砂土层的地基的强度更适于工程建设，进而有利于提高工程建设的安全性；同时，使得软弱土层、填土及砂土层中的淤泥或杂填土更容易被挤实，从而有利于提高软弱土层、填土及砂土层的地基的密实度，使得软弱土层、填土及砂土层的地基的强度更适于工程建设，进而有利于提高工程建设的安全性，另外，使得软弱土层、填土及砂土层中的淤泥或杂填土无需被开挖取出，有利于减少淤泥或杂填土的后期处理成本，还有利于减少淤泥或杂填土对环境的影响；
通过加入纳米二氧化硅作为细骨料，使得混凝土浆液中不存在粗骨料，从而有利于增强水泥浆液的流动性，使得水泥浆液更容易从注浆孔中流出并渗入至软弱土层、填土及砂土层中的土壤中，进而有利于增强水泥浆液与土壤的接触面积，使得注浆管与土壤更加不容易分离，进而有利于增强注浆管对软弱土层、填土及砂土层的地基的补强效果，使得软弱土层、填土及砂土层的强度更加容易满足建设工程的需要；同时，水泥浆液中不存在粗骨料，从而使得骨料在注浆过程中不容易沉淀，有利于提高骨料在水泥浆液中的分散均匀度，进而有利于提高水泥浆液的密度均匀度，使得水泥浆液的稳定性更高，使得水泥浆液的抗压强度更加均匀；另外，纳米二氧化硅还具有一定的触变性，从而有利于对水泥浆液的稠度进行调节，使得水泥浆液在搅拌过程中的稠度降低，便于搅拌，同时，使得水泥浆液在静置时的稠度增强，使得水泥浆液中的骨料更加不容易沉降，进而有利于提高水泥浆液的密度均匀度，使得水泥浆液的稳定性更高，使得水泥浆液的抗压强度更加均匀；
通过加入纳米磁铁粉以及纳米铁粉配合，磁铁粉周边的铁粉很容易在磁铁粉的吸引下缓慢朝向磁铁粉团聚，最终形成粒径略大的骨料，从而有利于补强水泥浆液，使得注浆管的强度更强，进而有利于注浆管更好地补强地基，使得地基的强度更加容易满足建设工程的需要，使得建设工程的安全性更高；
通过加入酪蛋白，有利于水泥浆液中的金属离子与酪蛋白结合，从而有利于磁铁粉以及铁粉更好地均匀分散于水泥浆液中，使得水泥浆液更易于搅拌均匀，以使得水泥浆液浇筑后，纳米铁粉与纳米磁铁粉再开始团聚，有利于水泥浆液保持一定的流动性的同时有利于增强水泥浆液成型后的抗压强度，进而有利于增强注浆管的强度，有利于注浆管更好地补强地基，进而使得地基的强度更加容易满足建设工程的需要，使得建设工程的安全性更高。
本发明进一步设置为：所述注浆管的底端呈锥形设置。
采用上述技术方案，通过注浆管的底端呈锥形设置，有利于增强注浆管在打入地基的过程中对地基的冲击力，使得注浆管更容易被打入至地基中，同时使得地基中的淤泥以及杂填土等更容易被推动并挤压，进而有利于增强地基的密实度，使得地基的强度更容易满足建设工程的需要，进而有利于提高建设工程的安全性。
本发明进一步设置为：若干所述注浆孔均匀分布于注浆管上。
采用上述技术方案，通过若干注浆孔均匀分布于注浆管上，使得注浆管与土壤的连接位置分布更加均匀，从而有利于增强注浆管与土壤的粘接稳定性，使得注浆管与土壤更加不容易分离，进而有利于增强注浆管的补强作用，使得地基的强度更强，进而使得地基的强度更加容易满足建设工程的需要，使得建设工程的安全性提高。
本发明进一步设置为：所述水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠1-3份。
采用上述技术方案，通过加入空心玻璃微珠，有利于填充水泥浆液中的孔隙，使得水泥浆液凝固后的密实度更高，从而有利于增强水泥浆液凝固后的抗渗性能的同时有利于增强水泥浆液凝固后的抗压性能，进而使得水泥浆液凝固后，地基中的水分更加不容易渗透至水泥内部，进而使得水泥浆液凝固后的抗压强度更加不容易受到地基的环境的影响。
本发明进一步设置为：所述空心玻璃微珠的粒径为15-20μm。
采用上述技术方案，通过控制空心玻璃微珠的粒径，有利于增强空心玻璃微珠的填充效果，使得水泥浆液中更加不容易存在孔隙，使得水泥浆液凝固后的密实度更高，从而使得水泥浆液凝固后的抗压强度更加不容易受到地基的环境的影响。
本发明进一步设置为：所述水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
速凝剂0.5-1份。
采用上述技术方案，通过加入速凝剂，有利于加快水泥浆液的凝固速度，从而使得纳米铁粉与纳米磁铁粉结合以形成粒径较大的骨料时，粒径较大的骨料更加不容易沉降，进而有利于提高大粒径骨料在水泥浆液中的分布均匀度，使得水泥浆液的稳定性更高。
本发明进一步设置为：所述水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
硅烷浸渍剂1-2份。
采用上述技术方案，通过加入硅烷浸渍剂，有利于增强水泥浆液的抗水性能以及抗腐蚀性能，从而使得水泥浆液凝固后的抗压强度不容易受到地基中的水或腐蚀物质的影响，进而使得水泥浆液凝固后的抗压强度更加稳定，有利于增强水泥浆液对地基的补强效果，进而使得地基的强度更容易满足建设工程的需要，使得建设工程的安全性更高；同时，硅烷浸渍剂具有极佳的渗透性，有利于硅烷浸渍剂均匀分布于水泥浆液中，使得水泥浆液的任意位置均具有较强的抗水以及抗腐蚀性能，使得水泥浆液凝固后的强度更加不容易受到地基的环境的影响。
本发明进一步设置为：所述水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
荷叶粉0.1-0.5份。
采用上述技术方案，通过加入荷叶粉，有利于增强水泥浆液的憎水性能，使得水泥浆液凝固后，地基中的水更加不容易渗入至水泥内部，从而有利于增强水泥浆液的抗水性能，使得水泥浆液凝固后的抗压强度更加不容易受到地基的环境的影响。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过将若干注浆管直接竖直打入软弱土层、填土及砂土层的地基中，有利于对地基进行补强，使得软弱土层、填土及砂土层的地基的强度更适于工程建设，有利于提高工程建设的安全性；
2.通过将注浆管直接打入地基中，使得软弱土层、填土及砂土层中的淤泥或杂填土更容易被挤实，使得地基的强度更适于工程建设，有利于提高工程建设的安全性，同时，使得软弱土层、填土及砂土层中的淤泥或杂填土无需被开挖取出，有利于减少淤泥或杂填土的后期处理成本，还有利于减少淤泥或杂填土对环境的影响；
3.通过加入纳米二氧化硅作为细骨料，使得混凝土浆液中不存在粗骨料，从而有利于增强水泥浆液的流动性，使得水泥浆液更容易渗入至土壤中，有利于增强注浆管对地基的补强效果，使得地基的强度更加容易满足建设工程的需要；
4.通过加入纳米磁铁粉以及纳米铁粉配合，磁铁粉周边的铁粉很容易在磁铁粉的吸引下缓慢朝向磁铁粉团聚，最终形成粒径略大的骨料，有利于补强水泥浆液，有利于注浆管更好地补强地基，使得地基的强度更加容易满足建设工程的需要，使得建设工程的安全性更高；
5.通过加入酪蛋白，有利于水泥浆液中的金属离子与酪蛋白结合，从而有利于磁铁粉以及铁粉更好地均匀分散于水泥浆液中，以使得水泥浆液浇筑后，纳米铁粉与纳米磁铁粉再开始团聚，有利于水泥浆液保持一定的流动性的同时有利于增强水泥浆液成型后的抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，硅酸盐水泥采用武汉阳逻水泥厂生产的娲石p.o42.5硅酸盐水泥。
以下实施例中，纳米二氧化硅采用江苏天行新材料有限公司的货号为h10的纳米二氧化硅。
以下实施例中，酪蛋白采用山东巨荣生物工程有限公司的酪蛋白。
以下实施例中，空心玻璃微珠采用广东兆通玻塑科技有限公司的型号为2018的空心玻璃微珠。
以下实施例中，速凝剂采用广州工师化工材料有限公司的型号为sn257的速凝剂。
实施例1
一种用于软弱土层、填土及砂土层的地基施工方法，其特征是：包括以下步骤：
s1、清理地表，具体如下：
将地表的杂草、根系以及建筑垃圾等清理干净。
s2、打入注浆管，具体如下：
根据图纸确定注浆管的打入位置，并做好标记，然后将若干根注浆管按照标记位置依次竖直打入软弱土层、填土及砂土层的地基中，使得注浆管完全沉入至地基中，同时使得注浆管的顶端端口与地表齐平。注浆管的底端呈锥形设置，注浆管的外壁上开有若干个注浆孔，若干注浆孔均匀分布于注浆管上。
s3、注浆，具体如下：
向注浆管的上端注入水泥浆液，并控制水泥浆液的注浆压力为2mpa，使得水泥浆液通过注浆孔渗入至地基中，当注浆管充满水泥浆液后，停止注浆。
s4、铺设混凝土加强层，具体如下：
在注浆管的上表面浇筑混凝土并整平以形成混凝土加强层，即可在混凝土加强层上进行基础施工。
其中，水泥浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥70kg；水25kg；纳米二氧化硅60kg；纳米磁铁粉30kg；纳米铁粉55kg；酪蛋白10kg。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥70kg、水25kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉30kg、纳米铁粉55kg以及酪蛋白10kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅60kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
实施例2
与实施例1的区别在于：
水泥浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥75kg；水22.5kg；纳米二氧化硅57.5kg；纳米磁铁粉35kg；纳米铁粉52.5kg；酪蛋白7.5kg。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥75kg、水22.5kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉35kg、纳米铁粉52.5kg以及酪蛋白7.5kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅57.5kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
实施例3
与实施例1的区别在于：
水泥浆液包括以下质量份数的组分：
硅酸盐水泥80kg；水20kg；纳米二氧化硅55kg；纳米磁铁粉40kg；纳米铁粉50kg；酪蛋白5kg。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥80kg、水20kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉40kg、纳米铁粉50kg以及酪蛋白5kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅55kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
实施例4
与实施例3的区别在于：
水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠3kg；速凝剂0.75kg；硅烷浸渍剂1kg；荷叶粉0.1kg。
在本实施例中，空心玻璃微珠的粒径为15μm。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥80kg、水20kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉40kg、纳米铁粉50kg以及酪蛋白5kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅55kg、空心玻璃微珠3kg、速凝剂0.75kg、硅烷浸渍剂1kg、荷叶粉0.1kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
实施例5
与实施例3的区别在于：
水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠2kg；速凝剂0.5kg；硅烷浸渍剂2kg；荷叶粉0.25kg。
在本实施例中，空心玻璃微珠的粒径为18μm。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥80kg、水20kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉40kg、纳米铁粉50kg以及酪蛋白5kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅55kg、空心玻璃微珠2kg、速凝剂0.5kg、硅烷浸渍剂2kg、荷叶粉0.25kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
实施例6
与实施例3的区别在于：
水泥浆液还包括以下质量份数的组分：
空心玻璃微珠1kg；速凝剂1kg；硅烷浸渍剂1.5kg；荷叶粉0.5kg。
在本实施例中，空心玻璃微珠的粒径为20μm。
水泥浆液的制备方法如下：
s1、在300l的搅拌釜中加入硅酸盐水泥80kg、水20kg，以350r/min的转速进行搅拌，搅拌混合均匀，形成预混物；
s2、边搅拌边向预混物中加入纳米磁铁粉40kg、纳米铁粉50kg以及酪蛋白5kg，搅拌混合均匀，以形成混合物；
s3、边搅拌边向混合物中加入纳米二氧化硅55kg、空心玻璃微珠1kg、速凝剂1kg、硅烷浸渍剂1.5kg、荷叶粉0.5kg，搅拌混合均匀，即形成水泥浆液。
比较例1
与实施例1的区别在于：水泥浆液中缺少组分纳米二氧化硅。
比较例2
与实施例1的区别在于：水泥浆液中采用组分砂以及石替代组分纳米磁铁粉与纳米铁粉。
比较例3
与实施例1的区别在于：水泥浆液中缺少组分酪蛋白。
实验1
根据gb/t50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的泌水试验检测以上实施例以及比较例中的水泥浆液的泌水率(％)。
实验2
根据gb/t21060-2007《塑料流动性的测定》检测以上实施例以及比较例制备所得的水泥浆液的流动性，并记录水泥浆液从漏斗中完全流出的时间(min)。
实验3
当以上实施例以及比较例中的注浆管内的水泥浆液凝固后，根据gb50107-2010《混凝土强度检验评定标准》检测以上实施例以及比较例制备所得的注浆管的抗压强度(mpa)。
以上实验的检测数据见表1。
表1
根据表1中实施例1-3与比较例1的数据对比可得，实施例1-3均加入了纳米二氧化硅作为细骨料，比较例1中缺少了组分纳米二氧化硅，而比较例1中的泌水率高于实施例1-3的，说明通过加入纳米二氧化硅作为细骨料，使得水泥浆液中不存在粗骨料，从而有利于减少水泥浆液出现沉降的现象，使得水泥浆液的泌水率降低；同时，二氧化硅还有利于对水泥浆液的稠度进行调节，使得水泥浆液在静置时的稠度增大，从而使得水泥浆液中不容易出现泌水现象，有利于降低水泥浆液的泌水率。
根据表1中实施例1-3与比较例2的数据对比可得，实施例1-3中均采用纳米磁铁粉以及纳米铁粉互相吸引结合以形成粒径较大的骨料，比较例2中直接采用粒径较大的砂以及石作为骨料，而实施例1-3的泌水率均低于比较例2，且实施例1-3的流动性均优于比较例2的，同时，实施例1-3的抗压强度均稍高于比较例2的，说明通过采用纳米磁铁粉以及纳米铁粉互相吸引以形成粒径较大的骨料，有利于提高水泥浆液的流动性的同时有利于增强水泥浆液凝固后的抗压强度，同时，还有利于降低水泥浆液的泌水率，使得水泥浆液中的骨料不容易出现沉降现象。
根据表1中实施例1-3与比较例3的数据对比可得，实施例1-3中均加入了酪蛋白，比较例3中缺少了组分酪蛋白，而实施例1-3的流动性以及抗压强度均优于比较例3的，说明通过加入酪蛋白，有利于酪蛋白与水泥浆液中的金属离子结合，从而有利于增强水泥浆液的抗压强度，同时，有利于纳米磁铁粉以及纳米铁粉更加均匀地分散于水泥浆液中，使得水泥浆液的流动性更加不容易受到影响的同时使得水泥浆液凝固后的抗压强度不容易受到影响。
根据表1中实施例1-3与实施例4-6的数据对比可得，实施例4-6比实施例1-3新增了组分空心玻璃微珠、速凝剂、硅烷浸渍剂以及荷叶粉，实施例4-6的泌水率均低于实施例1-3，且实施例4-6的抗压强度均高于实施例1-3的，说明通过加入空心玻璃微珠、速凝剂、硅烷浸渍剂以及荷叶粉，在一定程度上有利于降低水泥浆液的泌水率的同时在一定程度上有利于提高水泥浆液凝固后的抗压强度。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。