HAS固化劑在高速公路軟基處理中的應用研究湖北長江路橋股份有限公司二〇一三年六月HYPERLINK\l"_Toc360870933"吸1超項目的背景絕揭1HYPERLINK\l"_Toc360870934"刷1.1絹概述舍現1HYPERLINK\l"_Toc360870935"使1.2HA承S繡固化劑簡介兔俘2HYPERLINK\l"_Toc360870936"寧1.3柱依托工程簡介茫麻2HYPERLINK\l"_Toc360870937"葬2HAS籌固化劑與水泥鞠粉噴樁的加固酬機理份敘4HYPERLINK\l"_Toc360870938"胳2.1HA身S歲固化劑加固機淋理址沈4HYPERLINK\l"_Toc360870939"瑞2.2擺水泥粉噴樁加秤固機理蹦書5HYPERLINK\l"_Toc360870940"骨3圈施工工藝簡介居容6HYPERLINK\l"_Toc360870941"旗4目項目研究的目園的與主要研究奪內容雄瘡7HYPERLINK\l"_Toc360870942"搏4.1濫項目研究目的枝苦7HYPERLINK\l"_Toc360870943"止4.2薦項目研究的主走要內容雜齡7HYPERLINK\l"_Toc360870944"思5惑項目研究與實簽施的方案磁直8HYPERLINK\l"_Toc360870945"打5.1放對加固土體的掛力學性能、耐暑久性能和變形性性能的對比分蘇析損端8HYPERLINK\l"_Toc360870946"倡5.2滲對粉噴樁進行匹單樁性能對比術分析聞捎8HYPERLINK\l"_Toc360870947"裙5.3鏈對復合地基的粗承載力進行對猜比分析版螺8HYPERLINK\l"_Toc360870948"查5.4京對不同土質地譯基進行處理后謠的效果比較錯靠9HYPERLINK\l"_Toc360870949"膏5.5帝經濟效益進比恥分析穿登9HYPERLINK\l"_Toc360870950"除5.6杏質量控制指標癥葛9HYPERLINK\l"_Toc360870951"草5.7船施工要求結趟9鉤6攤唇對比試驗施板工叉瘦餡斗姿騾葉齊罷賓厚斃孟窩森質斑皂洲競9證1礎項目勿的背景1.1概述捧軟弱地基處理卷一直是困擾道磁路建設的一個頌難題，在我國尼的干線公名路陸,忙裝特別是高等級鹽公路建設幅中聾,慮愉普遍采用石灰在穩定土、水泥捎穩定土或各種葛綜合穩定土類杰底基層等傳統陳的土壤加固方殘法。粉噴樁就誠是其中經常使佛用的一種。慢粉噴樁屬于深饞層攪拌法加固脊地基方法的一釀種形式，也叫腥加固土樁。深黨層攪拌法是加絮固飽和軟粘土隸地基的一種新總穎方法，它是嘉利用水泥、石揮灰卸或其它廈材料作為固化移劑的主劑，通惹過特制的攪拌堵機械就地將軟鳳土和固化發劑晨(拿漿液狀和粉體壩狀順)銀強制攪拌，利夢用固化劑和軟副土之間所產生窯的一系列物理遭一化學反應，遭使軟土硬結成旦具有整體性、崗水穩性和一定切強度的優質地姥基。粉噴樁就獎是采用粉體狀殘固化劑來進行對軟基攪拌處理梅的方法忍。仰最適合于加固懷各種成因的飽上和軟粘土，目答前國內常用于仆加固淤泥、淤功泥質土、粉土餅和含水量較高飽的粘性土。蕉然而這些方法框往往會帶來土紀體強度不夠、譽容易產生收縮移裂縫、受環境稀溫度影響較大辰、工程費用增遠加、生態環境橡破壞等方面的壘問題。土壤加像固劑作為一種尺新型的土壤加朝固材樓料押,本悄它在公路上的欲應用將解決了老關于軟弱地基討處理方面的很不多實際問題。必1.2HA慚S解固化劑簡介易HAS夸固化劑是一種餡新型高強耐水御膠凝材料，具梨有對粉煤灰、欲各種工業廢渣劑、尾礦、含泥嶺碎石屑、城市巧垃圾、土壤等辨無需沖洗即可跳固化的優良特廣性，符合行業蔑標準《土壤固站化劑》焦（鏡CJ/T3篩07皇3刑—秩199妄8呼）。兔HAS核固化劑于恒1994疊年投入大工業個生產以來，廣鋒泛用于道路工笛程、水利水電補工程、基礎處害理工程、墻體柴材料和廢渣處蝴理等領域。潑HAS雙超土壤固化劑具義有以下特點：蛾1街．圖HAS鄉澡土壤固結體具倉有早期強度增醒長穩定，后期吃強度高的特點云。端2殊．固化土體耐強水性和耐久性闊好。軟化系數裂大仗于尺0.9疏0殺；抗酸堿鹽介土質化學侵蝕系我數大搖于償1.訪0燦；抗凍融循環沸能力可提高一虎倍；滲透系數蘆達描到假1撒0尋－訓6平~器1揭0懸－棍8cm/市s胳。丹3川．譜HAS社庸固化劑本身有宇微膨脹性，克件服了傳統水泥狹土干縮大、易翻開裂等問題。事4脾．循HAS吩允固結土體，施隨工簡便易行。喇1.3噴湊依托工程簡介披本項目依托仙頭洪高速公路粉巾噴樁工程，穩武漢城市圈環午線高速公路仙稀桃段起于孝感宋市版(渴漢川不市沃)遭與仙桃市交界犧的漢江特大橋某南岸引橋起點風，與擬建的武簽漢城市圈環線貸高速公路孝感兄段對接，經長達淌口周陳村，巡跨短31伏8論國道、漢宜高劫速公路，走西根流河鎮茭排村戶、茍美湖村，襖跨大興北渠、泥沙湖電排河、滋通順河，入杜擺家臺分蓄洪區步，至沙湖鎮灘吊湖村，止于仙哥桃市與洪湖市肉交界處的東荊廈河大橋，與武女漢城市圈環線幟高速公路嘉魚鑰長江公路大橋監北岸接線對接紫。路線全機長平41.266奮k脫m舞。全線采用設拒計時速傭為奴100km掠/撞h皮的雙向四車道蹈高速公路標準每。億工程計劃開工村日期邊為托201季3怖年衰1哭月詢1揮5劉日，本項目計禍劃工壇期過4睡8給個月盜，其中焰路基乘施工本3變0壩個月（含預壓仁）；路基土石刪方環約柴2蠢86菌.吊6尊萬閑m比3蹲，軟基路段約典10敏.無064轉km密。設計中選用那水泥或土壤固外化劑兩種材料調，水泥粉噴樁燈選用普通硅酸奔鹽發PO42.傾5片號水泥，設計姿粉噴量技取醉55kg/伸m餅；固化劑粉噴勞樁選曲用糕H400笑0腳型，設計粉噴利量取水泥用量研的跨65艷%狡，忌約硬36kg/琴m絕。伯2HA深S永固化劑與水泥居粉噴樁的加固甲機理紀2.1HA撈S迎固化劑加固機民理習自然界化合物庸普遍存在同相動或類同相現象厚，即化學成分豐相類似的兩種找或兩種以上的獻礦物混合在一剝起，在一定條突件下，一種礦枕物晶體內一種潛組分的構造單思位能以不同比鞭例和另外礦物怨晶體中一種組潤分的構造單位蜘相互置換而不希改變其礦物晶污體結構，重新濟生成的礦物在聾常溫下能夠穩拿定存在。栗土壤（包括淤宏泥）中含有云淺母、綠泥石等鑼粘土礦物、閃散石等鏈狀硅酸握鹽、方解石類麗碳酸鹽礦物，枕其中土壤本身廳的硅酸鹽礦物棍占相當大比例脫，由硅氧多面港體連接形成較失穩定的結構，均屬于土壤中活容性成分。覺固化劑固化土味壤，通過形成揮硅鋁基礦物和雖土壤顆粒的同膛相或類同相接污觸；同時，土溫壤固化劑中存遷在一定堿性材煩料，有利于硅連鋁基玻璃體的洗化學鍵打開，聽增大固化劑顆宿粒與土壤顆粒惱之間同相或類糟同相接觸面積達，從而提高土炸壤固化的強度端；另外，由于叛同相或類同相喬接觸的產物是物自然界穩定存它在的產物，提烤高了固化土壤適的耐久性。掌當固化劑摻入折土壤后，與粘渡土礦物發生結臣構置換等一系鷹列復雜的物理喝化學反應，固悄化劑水化生成廈具驢有小[CO3]2碌-退基光和烏[OH]閣-敞基物質甲，絹[CO3]2偽-鳳基進入礦物晶磁格發生同相或沸類同相置換，捏并與活荷性隱SiO刮2攝反應生成灰硅訓鈣石和片柱鈣虎石，加貿速貸S雄i醫和菊A我l炎分離活化過程宋；碗[OH]筑-膨基直接導偵致卷Si-潔O趣、腔A1-交O齒鍵溶斷，逆使嚴S素i窮和反A議l坡分離活化，交均叉、連生形成公各種水榴石、倍水化硅酸鈣、揚沸石、方鈉石躁及水化硫鋁酸鎖鈣等富含結晶董水且具有膠凝屯性能化合物，興將土中大量的謝自由水以結晶飄形式固定下來菌，使土中含水象量迅速降低，重同時水化反應恭生成的復雜結寄晶體導致土體易固化體積增加侄，改變了固化假土中孔徑分布角并有效降低填往充土壤顆粒間死空隙，使土壤柳顆粒表面產生論不可逆轉的凝野結硬化，固化謎后的土壤具有各較高的水穩性脂和強度穩定性劃。墾2.2抽仙水泥粉噴樁加首固機理艦粉噴樁采用水芒泥作為固化劑價材料時，其加僑固軟粘土的原單理是在加固過耽程中發生水泥尾的水解和水化樸反應（水泥水屢化成氫氧化鈣篇、含水硅酸鈣狗、含水鋁酸鈣傾及含水鐵鋁酸果鈣等化合物，液在水中和空氣脆中逐漸硬化）貨、粘土顆粒與勻水泥水化物的帶相互作用（水班泥水化生成的如鈣離子與土粒矩中的鈉、鉀離蠟子交換使土粒著形成較大團粒退的硬凝反應）紅和碳酸化作用鑼（水泥水化物侮種的游離氫氧逼化鈣吸收二氧奪化碳生成不溶篩于水的碳酸鈣拆）三個過程。咬這些反應使土動顆粒形成膠凝偵體和較大顆粒縣，顆粒間形成錄蜂窩狀結構，壁生成穩定的不桑溶于水的結晶吉化合物，從而扯提高軟土強度葵。陳3諷皺施工工藝簡介晉采引用廢HA卷S辨固化劑作為粉辱體與采用水泥松作為粉體，二析者施工工藝基奔本類似，其施鵲工流程如下穗：析展（一）基本要燭求羨1蟻、土壤固化劑顆攪拌樁施工現貼場事先應予以巾平整，必須清慰除地上和地下鳴的障礙物。遇白有明渠、池塘追及洼地時應抽叉水和清淤，回保填粘性土料并暑予以壓實，不錢得回填雜填土航或生活垃圾。莖2架、土壤固化劑懼攪拌樁施工前減應根據設計進疑行工藝性試樁售，數量不得少術于按5驕根，至少抽性取區2女根泳做判28瘡d示鉆芯取樣試驗邊，各層芯要編傭號、量長和拍巾照，要求芯樣鵲連續、完整、君強度合格后，駱方允許進行正朋式施工。肥3都、攪拌頭葉片好的枚數、寬度鳥、與攪拌軸的窩垂直夾角、攪套拌頭的回轉數繩、提升速度應墓相互匹配，以宗確保加固深度墓范圍內土體的魂任何一點均能飛經贊過拒2菌0稱次以上的攪拌耳。蒼4湖、豎向承載攪且拌樁施工時，梁停漿（灰）面覆應高于樁頂設越計標漆高聞30喂0球～映500m虧m禾。在開挖基坑狹時，應將攪拌失樁頂端施工質絡量較差的樁段勇用人工挖除。爭5憲、施工中應保曲持攪拌樁機底鑒盤的水平和導轉向架的豎直，售攪拌樁的垂直番偏差不得超希過延1蹲%降；樁位的偏差冤不得大今于軌50m月m規；成樁直徑和呆樁長不得小于危設計值。租(牛二猾)皆施工重點興:出1弦、施工要嚴格仔按設計圖紙要慕求施工，注意倆樁頂、樁間高爭程控制，保證派制樁質量和長赤度詢2將、鉆頭入土時衫應采喪用兵1蹤檔慢速鉆進，鼻入土無障礙時積，根據上層軟緒硬情況，可提掉搞鉆進速度。匠3爐、施工時垂直敗偏差不得超過騰規范要求。制埋樁時，不允許薦有斷粉，如發倍現有段粉現象正，必須進行補名噴，補噴時重甲疊處的長度鵲應麥≧褲1叢m史。肅4禮、為了保證制予樁質量，在全校樁范圍內復攪倉一次。鉆頭提鹽升到設計樁頂林高程時，關閉禍粉噴閥，重復費攪拌下沉至設艘計高程后攪拌餅提升至預定停務灰面，以保證留樁體質量。隆4歡項目研究的目微的與主要研究慕內容剪4.1倉陷項目研究目的躬本項目研究的暑主要目的是養對懼HA襪S摩固化劑與傳統南水泥這兩種材猴料在地基處理休中的效果進行垃對比分析，比敞較用這兩種材戒料制作的粉噴府樁對軟弱地基紫進行處理后的舉地基承載能力默，是為登HA拆S令這種固化劑在絹工程中的應用個和加固材料的揪選用提供理論縮依據。網4.2謀蹄項目研究的主喊要內容筋本項目的主要郵研究內容有以毫下幾個方面：代1.想論對兩種材料制朗作的粉噴樁進表行抽芯對比分扮析；致2榆.疊對兩種材料制芳作的粉噴樁進輸行單樁性能對愉比分析；館3辱.胸對兩種材料制濫作的粉噴樁復襪合地基的地基暑承載力進行對脈比分析；詢4覆.受兩種材料對不蛇同土質地基進陸行處理后的效征果分析；粗5檢.捕對用兩種材料扣制作的粉噴樁鑼進行地基處理股的經濟效益對邀比分析。葉5都彩項目研究與實夠施的方案家為了比惜較囑HA匙S毀固化劑與普通擱水泥這兩種材弱料在地基加固辣處理中的效果獅，不僅要在施獄工過程中控制雹好原材料質量虧，做好室內配耕比試驗、現場掃工藝試驗，加龍強噴粉施工技西術的管理監督羨，把好各道工弟序的檢查關，膊還須對施工好傻的現場樁體進婚行最終檢測，旋進行室內試驗校或者現場原位穗試驗，以對粉功噴樁施工質量厘進行全面而準晌確的判斷及評襖定。具5.校1投對加固土體的棍力學性能、耐雷久性能和變形執性能的對比分擾析好固化土的力學嘩性能試驗包括封抗壓、抗拉、偉抗折和抗剪等趕。由于抗壓強乞度是固化土材膚料最基本的、葉最具有代表性壩的指標虛,戒其不僅是工程當設計的主要依那據辛,匪而且與固化土紗的其他性能密恨切相關。土壤晴固化劑的耐久界性能研究主要枕包括固化土的珍抗滲性能、抗印凍性能、耐干售濕循壞能力等誤,氧在特殊的領域侵還包括耐腐蝕允性能、耐沖刷替性能等。土壤誤固化劑的變形業性能研究主要惰包括固化土的尤受力變形、體購積變形等。受壺力變形指固化善土構件在承受盟拉伸力或壓縮同力時產生的變示形。體積變形址指固化土構件蓄在成型率后壓,挑分由于環境變化悼而引起的變絨形萄,選漢如溫度、濕度艙等薪,償狗一般包括干縮請變形、濕脹變芒形和凍脹變形歷。輪對披HA歡S槽固化劑與水泥字這兩種固化材練料制作的粉噴事樁進行上述幾帥個方面的試驗新分析，找出二錘者之間的差異羅并進行比較，譯確定其加固效費果。叛5.建2爸對粉噴樁進行育單樁性能對比梳分析勾對使爬用輕HA想S灰固化劑與水泥舒制作的粉噴樁坑進行取芯抽樣采對比分析，包說括取樣率對比妨、外觀對比、愉強度對比。蘇通過對兩種固料化材料制作的摘粉噴樁進行單發樁靜載試驗，片確定單樁承載鼠能力特征值和煎地基加載后的還承載量，比較必著兩種固化材榮料的單樁性能腐。上5.那3丈對復合地基的魂承載力進行對花比分析突粉噴樁處理軟占基，其最終質會量控制參數是涂保證復合地基色的整體承載力晃，通過對兩種貍固化材料制作嗎的粉噴樁處理拿的地基進行地霞基承載力試驗貧，比較復合地碌基的承載力大偵小。征5.篇4租對不同土質地屯基進行處理后淘的效果比較偶由于自然界的時土質復雜多變玉和各種土壤分胞布的不均勻性禽,棍土壤顆粒組成降、礦物成分和京化學成分往往電因成土條件的瓣不同而不同綢,箏導致土壤固化廳劑的固化性能征有很大差異。救因此，應旦對鈴HA罩S脈固化劑與水泥谷這兩種材料在固不同土質的地剩基處理中的效榮果進行分析比丘較，對不同土用質的軟弱地基貸進行有針對性每的處理。誓本次試驗段票長滲20眨0近米，土質狀況俱基本一樣。對筆不同土質段的會情況可在后續捐工程中進行對膝比試驗。愛5.撿5怪經濟效益進比弟分析暫比較兩種固化蝶材料制作的粉樂噴樁每延米造翻價，對地基處寄理的經濟效益唐進行對比分析固。繳5.脫6風質量控制指標虹謹其質量控制指標腦按照生產廠家聲的企業標準《箏湖北中固科技糠股份有限公司佛企業標準棗：梅HA享S們土壤固化技劑木索Q/ZG01通-2012啞》實行（該標