复合固化剂及一种固化联合真空脱水就地固化法

本发明属于土木工程和交通运输工程中地基处理的，具体涉及一种复合固化剂及固化联合真空脱水就地固化法。

背景技术：

1、在道路建设过程中，路线上常存在高含水率淤泥，例如废弃河塘的塘底淤泥等，由于其含水率高、亲水性强、空隙大和强度低的特点，常见的处理手段采用清淤回填的方式，不仅提高了工程造价，而且未处理的淤泥弃土会侵占大量土地资源，对当地的环境造成一定的压力。就地固化能够实现对废弃土的再利用，减少对土地资源的消耗，降低工程造价。

2、真空脱水法由于在处理软土地基时具有不会使土体侧向挤出、施工期限较短、对环境影响较小、经济效益明显等优点，特别适用于大面积软土地基井点降水，因而在工程中得到广泛的使用。软土地基在真空产生的负压的作用下，将土体中的孔隙水快速排出，大幅降低水泥土含水率，从而增加水泥土强度并大大减小施工后的沉降，满足高等级、高速度工程建设的要求。单独使用真空脱水法处理高含水率淤泥，由于土柱效应和淤堵效应的产生，导致其抽水效率低，无法达到很好的效果。添加水泥后能够在短时间内大幅增加抽水效率。

3、由于水泥凝结过程的存在，会导致真空排水效果随时间的增长而下降。为了增加真空脱水的排水量，拟在水泥土中加入缓凝剂，延长水泥土的初凝和终凝时间。缓凝剂是用来延长水泥凝结时间，使拌合物在较长时间内保持塑性，便于灌注或运输，从而提高施工效率与施工质量，其被广泛应用于混凝土工程中。常见的缓凝剂有：酒石酸、木质素磺酸盐和糖类等。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，采用固化联合真空脱水就地固化高含水率淤泥。添加水泥固化剂后，短时间内能够大大提高真空脱水的效率。水泥初凝开始后，脱水效率随时间的增长而减小。通过添加缓凝剂进一步提高脱水时间和效率。

2、本发明采用以下技术方案：

3、本发明所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水中使用的复合固化剂，由淤泥、水泥、缓凝剂按照下述质量百分比配置而成，水泥掺入量为淤泥质量的4-16％，缓凝剂掺入量为水泥质量的0.05％-0.2％。

4、本发明所述的用于高含水率淤泥的复合固化剂，所述的水泥采用p.042.5水泥，缓凝剂可以为dl-酒石酸(分子式：c4h6o6)、木质素磺酸钙(分子式：c20h24cao10s2)和蔗糖(分子式：c12h22o11)。

5、本发明所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，步骤如下：

6、s1、将高含水率淤泥场地内明水抽干，清理较大的植物根茎等杂物，对淤泥固化区域进行分块；

7、s2、将计算好用量的固化剂按比例混合，输送到搅拌头中，利用搅拌头将区块内的淤泥与固化剂垂直上下搅拌均匀；

8、s3、搅拌完成后，在固化区域内按0.5m间距埋设塑料排水板，埋深为淤泥处理深度，用软管连接塑料排水板和集水管，集水管连接水循环泵，然后铺设真空预压膜，四周边缘采取封口处理，保证整个抽水区域的真空度维持在50kpa以上，打开真空泵进行真空抽水24h。

9、s4、待固化区域全部搅拌并抽水完毕后，进行整平并养护28d以上。

10、本发明所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，所述的步骤s1中边固化边推进形式为对固化区域进行分块施工，每块施工区域范围为：5m×5m，相邻区块之间设有不小于5cm的搭接宽度，在每个区块固化施工完成后，在进行整体性翻搅。

11、本发明所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，所述的步骤s2中，搅拌头的提升或下降的速率为10～20s/m,固化剂喷料速率控制在70～160kg/min，每个搅拌位置上下搅拌次数大于2次。

12、有益效果：

13、(1)本发明首次将水泥固化结合真空脱水对高含水率淤泥进行联合就地固化，能够大幅提升固化和真空脱水的效果，经济效益高，施工方法简易，不需要复杂的施工工艺和很多大型设备。

14、(2)本发明首次将缓凝剂运用到固化联合真空脱水的就地固化方法中，利用缓凝剂改善水泥固化土的凝结时间，有效提高了真空脱水的效率及固化土的强度，降低施工难度，在满足强度要求的前提下，适量减少水泥用量，降低工程造价。

技术特征：

1.一种用于高含水率淤泥的复合固化剂，其特征在于：由淤泥、水泥、缓凝剂按照下述质量百分比配置而成，水泥掺入量为淤泥质量的4-16%，缓凝剂掺入量为水泥质量的0.05%-0.2%。

2.根据权利要求1所述的用于高含水率淤泥的复合固化剂，其特征在于，所述水泥采用p.042.5水泥；所用的缓凝剂为dl-酒石酸、木质素磺酸钙、蔗糖中的任一种。

3.一种用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，其特征在于：步骤s1中边固化边推进形式为对固化区域进行分块施工，每块施工区域范围为：5m×5m，相邻区块之间设有不小于5cm的搭接宽度，在每个区块固化施工完成后，在进行整体性翻搅。

5.根据权利要求2所述的用于高含水率淤泥的固化联合真空脱水就地固化方法，其特征在于：步骤s2中，搅拌头的提升或下降的速率为10~20s/m，复合固化剂喷料速率控制在70~160kg/min，每个搅拌位置上下搅拌次数大于2次。

技术总结
本发明属于土木工程和交通运输工程中地基处理的技术领域，涉及一种复合固化剂及固化联合真空脱水就地固化法，用于高含水率淤泥的复合固化剂由淤泥、水泥、缓凝剂按照下述质量百分比配置而成。水泥掺入量为淤泥质量的4‑16%，缓凝剂掺入量为水泥质量的0.05%‑0.2%。本发明首次将真空脱水引用到高含水率淤泥固化工程中，并加入缓凝剂进一步提升水泥固化的效果，经济效益高，施工方法简易，不需要复杂的施工工艺和很多大型设备。

技术研发人员：刘松玉,张博浩,邓永锋
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13