[发明专利]一种利用工业废渣处治盐渍软基的方法

说明书

技术领域

本发明属于滨海盐渍软土地基处治领域，特别涉及滨海地区公路与城市道路盐渍软基病害整治与加固处治施工。

背景技术

随着我国海洋经济发展战略的实施，疏港公路、海涂围垦、吹填造陆等建设任务日益繁重。滨海地基受海水长期浸渍，具有典型的盐渍软土地基特征。不仅含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低，而且具有盐胀性、溶陷性、腐蚀性和强烈的吸湿特性。目前滨海盐渍软基主要采用排水板联合堆载预压、石灰挤密桩、高压旋喷桩等方法处治，由于没有考虑盐渍软土地基特征，处治效果并不十分理想。

另一方面，工业废弃物如电石渣、磷石膏、高炉渣和碱渣等大量产生，不仅占用大量空间，而且污染环境、破坏生态，制约社会可持续发展。由于工业废渣含有CaO、Ca(OH)₂、CaSO₄等活性成分，具有较高的利用价值。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，依托钉形双向搅拌粉喷桩施工技术，提供一种利用工业废渣处治盐渍软基的方法，该方法应具有处理效果好、可废物利用、有利于环境保护的特点。

本发明提供的技术方案是：一种利用工业废渣处治盐渍软基的方法，依序按以下步骤进行：

1)在平整后的盐渍软基上测量放样确定桩位；

2)进行钉形双向搅拌粉喷桩施工，施工中的粉体成分为废旧轮胎橡胶粉和工业废渣固化剂，控制质量份为盐渍土67-73，废旧轮胎橡胶粉17-23，工业废渣复合固化剂7-13；

所述工业废渣复合固化剂包括的成分及其相应的质量份为：电石渣57-63，粉煤灰27-33，激发剂7-13；所述激发剂为MgO或/和CaO；

3)养护7天，即可。

所述废旧轮胎橡胶粉的粒度为10-30目。

所述电石渣的粒径<80mm的颗粒占64％以上，主要化学成分为Ca(OH)₂，含量达60％以上。

所述粉体喷射搅拌桩施工采用钉形双向搅拌钻头。

所述步骤2)的粉体喷射搅拌桩施工，先喷固化剂搅拌，后喷橡胶粉进行复搅。

本发明的原理是：

一是进行物理固化：废旧轮胎橡胶粉理化性质稳定，具有高弹性和高韧性等特点。通过喷射搅拌桩处理后，胶粉能渗入、充填和隔离盐渍土基团。由于胶粉比表面积大，与基团接触面积也大，接触面上摩阻力就大，因而能阻滞、抑制或缓解盐渍土盐胀、溶陷和吸湿作用。废旧轮胎橡胶粉中还含有约3％的纤维。而纤维具有较大表面粗糙度，增大了胶粉与基团的界面摩擦作用。盐渍土基团发生盐胀、溶陷和吸湿反应时，纤维与基团界面产生摩阻力，消耗部分胀缩内力，有效减小盐渍土的胀缩势，从而有效约束盐渍土基团胀缩作用。

二是进行化学固化：盐渍土处治时必须选用有效成分为Ca²⁺的工业废渣(如碱渣、电石渣、磷石膏和高炉矿渣等)来配制固化剂。结合现有实体工程具体情况，本发明实施例选用电石渣和粉煤灰来对盐渍土进行化学固化；工业废渣固化盐渍土的各项特性趋近于水泥/石灰类稳定土。离子交换作用使固化土获得水稳定性，火山灰反应使加固土的强度不断增长，而结晶与碳酸化反应可使加固土后期强度增长并最终趋于稳定。

当工业废渣喷射入软土中后，在水的作用下与盐渍土颗粒发生以下反应：(1)离子交换作用：工业废渣分解出的Ca²⁺与土中的Na⁺、K⁺等发生离子交换作用，使得盐渍土表面双电层变薄、膨胀势减小，颗粒相互吸引成团，有效消减了土的分散性、溶陷性和膨胀性等不良工程特性。(2)火山灰作用：随着水分的不断参与，生成水稳定性良好的化合物(水化硅酸钙和水化铝酸钙)，使加固土的强度不断增长。(3)Ca(OH)₂结晶反应：随着水分的不断减少，Ca(OH)₂结晶析出。反应结果就是Ca(OH)₂由胶体变为结晶体，又从结晶体变为共晶体，从而提高了加固土的强度及稳定性。(4)Ca(OH)₂碳酸化作用：部分Ca(OH)₂与CO₂反应生成CaCO₃晶体，出现了纤维晶体网架结构与无定形的凝胶结构，并在加固土内部不断重叠滋生，使加固土形成石灰水泥类稳定土，水稳性和后期强度显著提高。