[发明专利]一种高强型水泥基浆材及其制备方法与搅拌桩施工方法

说明书

本发明公开一种高强型水泥基浆材及其制备方法与搅拌桩施工方法。包括：水泥200‑330份、粉煤灰150‑200份、硅粉15‑40份、聚羧酸减水剂0.3‑0.6份、三乙醇胺0.3‑1.0份、硫酸铝1.0‑2.0份、碱3‑6份、聚丙烯纤维丝0.2‑0.8份、水183‑342份。制备方法：将减水剂、硫酸铝、碱分别溶解，除三乙醇胺外的材料形成混合液，依次将上述溶解液、三乙醇胺加入混合液搅拌，得高强型水泥基浆材。施工方法：用搅拌桩机就地搅拌，将制备的水泥基浆材与土地基搅拌形成水泥土加固体。本发明的水泥基浆材，材料环保、成本低，制备简单；可采用常规搅拌桩机施工，形成的水泥土加固体早期强度高、后期强度稳定。

技术领域

本发明涉及建筑地基基础工程、地下工程技术领域，具体涉及一种高强型水泥基浆材及其制备方法与搅拌桩施工方法。

背景技术

水泥土搅拌桩复合地基，又称之为深层搅拌法，它是以水泥作为固化剂的主要材料，通过深层搅拌机械，将固化剂和地基土强制搅拌形成水泥土加固体。水泥土加固体可以与加固体之间的土体共同构成具有较高竖向承载力的复合地基，也可以用于基坑工程止水帷幕墙、工法桩围护挡墙、垃圾填埋场防渗墙等地下工程。水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。

对于现有的水泥土搅拌桩，主要采用常规的水泥浆材、石灰浆材，其浆材与地基土搅拌成桩后，桩身无侧限抗压强度较低(7d龄期强度不足0.3MPa，28d龄期强度不足1.5MPa)，其抗拉、抗剪强度都比较低，水平承载能力也较弱，桩体抗渗能力较差(28d龄期水泥土渗透系数为10^-5-10^-7cm/s)。作为复合地基竖向增强体时，其竖向承载力及抗变形能力有限；作为基坑工程的止水帷幕时，其水平承载能力存在不足。本发明专利属于国家自然科学基金项目(项目编号：51678083)资助研究成果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、防渗效果好、操作方法简单的高强型水泥基浆材及其制备方法与搅拌桩施工方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高强型水泥基浆材，包括如下重量份组分：水泥200-330份、粉煤灰150-200份、硅粉15-40份、聚羧酸减水剂0.3-0.6份、三乙醇胺0.3-1.0份、硫酸铝1.0-2.0份、碱3-6份、聚丙烯纤维丝0.2-0.8份、水183-342份。

进一步，所述水泥为42.5级或52.5级的硅酸盐水泥。

进一步，所述粉煤灰为火电厂生产的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

进一步，所述硅粉为冶金厂生产硅铁过程中的副产品，经冷凝而成的细球粒状颗粒，其中SiO₂质量占硅粉质量的80％-90％、颗粒直径80-120目。

进一步，所述水泥、粉煤灰、硅粉混合作为本发明浆材的固化剂。

进一步，所述聚羧酸减水剂为PCA-300P型减水剂，选用PCA-300P型聚羧酸减水剂，用于阻止水泥颗粒因聚结所形成的网状结构，改善水泥颗粒与水接触的水化条件，增加浆液的流动性。

进一步，所述硫酸铝为无水硫酸铝；所述所述碱为碳酸钠。

进一步，选用三乙醇胺、硫酸铝和碱混合协同作为增强剂，可使水泥土快速稠化固相，大幅度提高搅拌桩水泥土加固体的早期强度与后期强度。

进一步，所述聚丙烯纤维丝，其长度为5-20mm，选用聚丙烯纤维丝作为阻裂剂，可增强搅拌桩水泥土加固体的抗拉强度与抗剪强度。

进一步，所述水采用自来水。

一种高强型水泥基浆材的制备方法，包括如下步骤：