[发明专利]用于改良膨胀土的二次溶液喷洒法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种膨胀土的化学改良方法，是通过将不同试剂的水溶液，分次喷洒到膨胀土中,拌合均匀，能够大幅度降低膨胀土的膨胀性，改善膨胀土的水稳定性，且经历数次干湿循环后依然保持结构完好，且强度高于未改良膨胀土。属于岩土工程技术领域。 

背景技术

膨胀土是一类具有吸水显著膨胀软化、失水急剧收缩硬裂的特殊粘性土，具有多裂隙性、超固结性、崩解性、风化性、强度衰减等特殊性质，使膨胀土地区的建筑、铁路、公路、机场、水利工程等经常遭受巨大的破坏，造成重大的经济损失。 

膨胀土在工程中是不能够被直接利用的，常用的膨胀土处理方法包括：换土法、无机物改良法、化学固化法等。换土法工程量大，合适的填土一般不宜寻找，并且弃土易造成环境问题；通常采用的石灰、水泥等无机材料改良膨胀土，施工复杂，粉尘污染严重；化学固化法常采用特制的改良剂，按照一定的顺序喷洒在膨胀土表面，通过土壤化学反应达到改良膨胀土性质的目的，具有施工工艺简单，改良效果明显，缩短工期的优点。 

发明内容

本发明的目的在于解决膨胀土处理过程存在的问题，降低成本，满足施工工期要求，并且避免大量的填土和弃土导致的环境问题。 

用于改良膨胀土的二次溶液喷洒法，其特征在于包括以下步骤： 

（1）、称取质量为m₁的水玻璃溶于质量为m_w1的水中稀释成水玻璃溶液，将水玻璃溶液均匀喷洒到质量为m_s的膨胀土干土中，拌合均匀，静置2至12小时，备用；其中，m₁ ：m_s=3：100～5：100，水的质量m_w1根据喷洒水玻璃溶液后土体含水率高于天然含水率6%～10%计算。

含水率（ω）定义为土样中的水与干土的质量比，公式体现如下：ω= ×100% 

其中,m_w---土样中水的质量(g)；m_s ---干土的质量(g)

（2）、称取质量为m₂的硫酸铝粉末，溶解于质量为m_w2的水中配制成硫酸铝溶液，将硫酸铝溶液均匀喷洒于步骤（1）中备用的土样中，拌合均匀，静置2小时以上,待含水率降低至最优含水率,即可进行压实处理；其中m₂：m_s=5：1000～7:1000，水质量m_w2根据喷洒硫酸铝溶液后土体含水率比第1步骤的含水率再高4%～8%计算。所述的最优含水率是按照《土工试验方法标准》GB-T50123-1999击实实验得出的击实曲线中，最大干密度对应的含水率值为最优含水率。

本发明采用的膨胀土改良试剂为水玻璃和硫酸铝，水玻璃能够渗透到膨胀土中，在土颗粒之间产生胶结作用，将微小的土颗粒凝聚成为团粒结构，胶结形成的团粒结构组成一个空间网，形成土颗粒-聚合物-土颗粒的结构，这一结构可提高土颗粒间连结强度，抑制土颗粒对水分子的吸附，另外，通过包裹、机械啮合等物理作用来提高土颗粒间的粘接作用，使土体具有较高强度和水稳定性。表现为土抗剪和无侧限抗压强度的提高。硫酸铝易溶于水形成溶液，硫酸铝溶液渗透到土体中，能够和其中1/2的硅酸钠反应生成氢氧化铝和硅胶，填充土颗粒之间的空隙，组织土颗粒和水的结合，从而提高水稳定性。控制硫酸铝溶液的添加量，可以控制水玻璃的凝固时间，能够提高改良土的早期强度，从而满足工程要求。相比于传统的石灰改良或者水泥改良等方法，具有工艺简单，效果明显，并且满足环保要求。 

附图说明

图1是不同试剂用量的改良土自由膨胀率变化图。 

具体实施方式

以下将以实施例说明本发明的技术方案。 

不同材料样品质量的代号说明如下：水玻璃m1，硫酸铝m2，干土质量ms，水的质量mw1、mw2，文件中除了质量的符号m之外，其余均采用了脚标的方式，该说明段采用将脚标放大的方式说明，以防止因为脚标不清楚而产生的误解。 

实施例1

    以湿土质量m=1000g的膨胀土为例，膨胀土的初始含水率为20%，目标含水率为26%，则干土质量m_s=1000÷(1+20%）=833.3g。