高性能海相淤泥固化剂在工程中的应用.pdf
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1、建筑施工第45卷第9期1841高性能海相淤泥固化剂在工程中的应用康滔滔中国铁建港航局集团有限公司 广东 珠海 519000摘要:针对在珠海、南沙、中山、福州等沿海区域的海相流塑状淤沙,以及水泥搅拌桩不成桩、成桩强度不高、成桩不均匀、取芯不完整等这一难题,成功研制出一种海相淤泥质土专用固化剂,较好地解决了这个问题。该固化剂在珠海市某建筑工地开展了试桩试验,试桩结果表明,桩身整体成桩均匀,芯样连续、完整、牢固、坚硬,搅拌均匀,呈短柱状,局部成块,28 d无侧限抗压强度均大于设计强度,满足设计要求。关键词:海相淤泥;水泥搅拌桩;固化剂;无侧限抗压强度中图分类号:TU52 文献标志码:A 文章编号:1
2、004-1001(2023)09-1841-03 DOI:10.14144/ki.jzsg.2023.09.031Application of High-performance Marine Sludge Curing Agent in EngineeringKANG TaotaoCRCC Harbour&Channel Engineering Group Co.,Ltd.,Zhuhai 519000,Guangdong,ChinaAbstract:In view of the problems of plastic silt in marine phase flow in Zhuhai,Na
3、nsha,Zhongshan,Fuzhou and other coastal areas,as well as the problems of cement mixing pile failure,low pile strength,uneven pile formation and incomplete coring,etc.,a special curing agent for marine silt soil has been successfully developed to solve these problems.The curing agent was tested in a
4、construction site in Zhuhai City,and the test results show that the pile body is uniform as a whole,the core sample is continuous,complete,firm and hard,the mixing is uniform,the core sample is short columnar and locally lumpy,and the 28d unconfined compressive strength is greater than the design st
5、rength,which meets the design requirements.Keywords:marine sludge;cement mixing pile;curing agent;unconfined compressive strength剂组成。国内外有许多学者对于固化剂也有了许多研究成果,Bell4使用水泥和石灰对软土进行固化,发现石灰的掺入对于固化土强度的影响比水泥大,而对于含水量较高的软土,水泥的固化效果则比较好。Shirazi5将一定比例石灰、粉煤灰等搅拌混合作为固化剂,对于减少水泥土干缩导致的裂缝有很好的效果。庄心善等6研究发现,掺入等量水泥和石灰混合料对淤泥土的
6、固化作用要好于单掺水泥或石灰。李晨等7、程福周等8、储诚富等9、梁仕华等10、邵燕等11分别研究了矿渣、粉煤灰、工业废石膏和炉渣等工业废渣对土体的固化性能。目前,国内外对于淤泥的固化仍然以传统的固化材料为主,特别是以水泥、石灰类的固化材料使用得最为广泛。现在国内用于实际工程的固化剂产品已经有很多了,如水泥,水泥加外掺剂(石膏、矿渣、氢氧化钠、硫酸钠)等,但是常用的固化剂针对性都比较强,当其被用于固化海相淤泥质土时,往往达不到工程的要求。因此,一款适用于绝大部分海相软土的新型固化剂具有非常重要的工程价值。本文就以珠海某工程为例,对比现有常用固化剂,介绍一种新型的高性能海相淤泥固化剂在工程中的实际
7、应用。我国的软土分布较为广泛,其中大多分布于沿海经济发达地区,有很多工程都会在软土地基上面建成。软土由于具有较高的含水量,造成其压缩性大、承载力低、物理状态呈软塑到流塑等特点1,十分不利于工程的建设。对于此类淤泥软土地基,可利用土壤固化技术对其进行固化处理。比如水泥搅拌桩技术,该技术是利用搅拌机械将土壤固化剂与原位土在深层进行搅拌,待其搅拌均匀后发生一系列的水化反应,生成水泥化合物并形成凝胶体,与土壤一起形成稳定的结构整体2-3,使之满足工程性能需要。软土固化剂的种类繁多,按其成分可分为有机化合物类、无机化合物类和复合型固化剂等,按其状态可分为液体状固化剂和粉末状固化剂。无机化合物类固化剂多为
8、粉末状,其主要材料为水泥、矿渣、石灰等无机材料;有机化合物类固化剂多为液体状,其主要材料多为树脂类、高分子聚合物类有机材料;复合型固化剂既有粉末状,又有液体状,其主要材料一般由无机类固化剂外加少量的激发作者简介:康滔滔(1986),男,本科,工程师。通信地址:广东省珠海市前山翠峰街189号(519000)。电子邮箱:收稿日期:2022-02-22建筑材料BUILDING MATERIAL20239Building Construction18421 固化剂简介海相淤泥固化剂,是采用海砂为主要原料的一种新型固化剂,其成分由97.5%99.5%的固化材料和0.5%2.5%玄武岩纤维组成,所述固化材
9、料包括水泥(PO 42.5)、石灰、海砂、矿渣、粉煤灰及激化剂(硅酸钠或硫酸钠),各组分的比例见表1。表1 固化剂组分水泥石灰海砂粉煤灰矿渣激发剂10%25%8%25%20%50%5%20%10%25%0.1%1.5%海相淤泥土颗粒细、含水量大,透水性差、流动性强、压缩系数高、强度低,并且含有较高的有机物质和有害盐离子,工程地质条件较差。采用水泥搅拌桩处理这一类型土壤时,普遍存在着不均匀、强度低的问题,对于有深厚淤泥质土的地层来说,成桩更是难以控制。海相淤泥固化剂作为一种新型的土壤固化剂,对于在深厚海相淤泥质土地层中水泥搅拌桩不成桩、成桩强度不高、成桩不均匀、取芯不完整等问题,可较好地解决。新
10、型固化剂环保性好,应用成本低。采用海砂为原材料,有利于减少河砂资源的开采,保护生态环境。所掺水泥熟料量仅为10%25%,其他的材料都是一些经过处理之后的工业废料,如矿渣、粉煤灰等,废物循环,实现工业废料的资源化利用,有效地降低施工成本。所采用的玄武岩纤维具有耐腐蚀性的优点12,可以很好地适应海相淤泥的固化环境,且对海相淤泥固化起到阻裂及增韧作用。2 工程应用目前,该固化剂在珠海大道扩建工程先行标项目搅拌桩工程中作为固化桩的重要原料的一些应用,为海相淤泥固化剂的市场化应用打开大门。2.1 扩建工程概况该项目位于珠江三角洲入海口地区,河网较为密集,路线跨越泥湾门水道。建设起点位于斗门区珠海大桥西(
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