專利名稱：適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及市政工程、港口碼頭工程的飽和軟粘土地基處理用的一種經(jīng)濟高效可靠的軟土支護加固新技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于城市軟土地層(既飽和軟粘土地區(qū))人行過街地道淺埋暗挖法中水平通道淤泥土水泥雙管注漿。
背景技術(shù)：
我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已進入大發(fā)展時期，位于軟土地區(qū)的城市建設(shè)在飛速發(fā)展， 產(chǎn)生了大量的地下開挖工程。近些年來，由于交通迅猛的發(fā)展，我國大部分城市的交通處于一個瓶頸階段。中心城區(qū)的行人步行系統(tǒng)還不完善，為了確保人行安全和改變城市景觀， 很多城市大力開展了地下人行通道的建設(shè)，在東南沿海城市建設(shè)中表現(xiàn)的尤為突出。人行過街地道的建設(shè)與一般的地鐵隧道和基坑開挖工程有所不同。地下過街地道底部標高大多設(shè)計得較淺，因此地道工程一般屬淺埋結(jié)構(gòu)，而且通常位于城市市中心或鬧市區(qū)。在軟土地層中修筑地下工程的施工方法主要有盾構(gòu)法、明挖法、頂管法、淺埋暗挖法等。如采用明挖法，顯然對地面交通影響很大；如采用盾構(gòu)法，前期工程復(fù)雜、造價很高；而淺埋暗挖法能較大程度減少對環(huán)境的影響，保證交通暢通和地下管線的正常使用，而且造價與盾構(gòu)法相比，接近盾構(gòu)法費用的一半，為地下工程建設(shè)開辟了一條有效的新途徑。 淺埋暗挖法是以加固處理軟弱土層為前提，特別是對東南沿海地區(qū)地下水位高、土質(zhì)以淤泥為主，對這樣的軟土土體加固，預(yù)注漿能否有效改善軟土性能是淺埋暗挖法施工成敗的關(guān)鍵技術(shù)。對飽和軟粘土地區(qū)，特別是淤泥土為主的東南沿海地區(qū)，由于特殊地質(zhì)條件及地下水位較高的影響，淺埋暗挖法應(yīng)用范圍受到一定限制，而且施工速度比較慢。淺埋暗挖法開挖地下人行地道主要包括豎井開挖與水平通道開挖，本發(fā)明人通過大量的室內(nèi)試驗， 研究采用不同的水泥土配合比，對高含水量的淤泥土在不同的水泥土摻外加劑配合比加固后其抗壓強度性狀與抗剪強度性狀的變化規(guī)律，找到了合理節(jié)材前題下富水軟土地區(qū)淺埋暗挖法水平通道部分淤泥水泥土雙管注漿加固新配方，采用該新配方進行雙管注漿在采用先進的基于二重管鉆機的“WSS注漿技術(shù)”的同時，可以高效提高淤泥水泥土早期強度，確保拱部形成以大管棚為主要結(jié)構(gòu)的拱圈和斷面土體的固結(jié)，減少注漿時土體隆起，減少開挖過程中的地表沉降、避免地表沉降槽出現(xiàn)驟變拐點，同時方便洞內(nèi)下半斷面垂直二重管補充注漿；而且高強節(jié)材，這樣就使得淺埋暗挖法在以淤泥為主的軟弱土層中也能很好使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有基于二重管鉆機的“WSS注漿技術(shù)”在水泥注漿配比及工程造價上存在的缺點和不足，而提供一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是A液 水泥水
生石膏粉硅粉B液 水玻璃
復(fù)合外加劑其它 干土粉
水
8. 50-9. 50 份； 0. 65-0. 70 份； 0. 55-0. 60 份。 10份；
10份；
0. 125-0. 15 份。 32. 70 份；
16. 50-17. 50 份。 進一步設(shè)置是所述的復(fù)合外加劑包括有以下組分，按質(zhì)量份數(shù)計
三乙醇胺木質(zhì)素磺酸鈣
1. 625 份； 6. 25 份； 9. 25 份；
氯化鈣
氯化鎂
礬料(明礬綠礬
2) 6. 875 份。進一步設(shè)置是所述的生石膏粉為白色干粉，其中SO3含量42. 5%，比表面積3500 cm2/g ；所述硅粉其主要成分為Si02、Ca0，分子量60. 09，是白色粉末，能溶于氫氟酸或堿中， SiO2, CaO的質(zhì)量份數(shù)分別為30%、6% ；所述水玻璃模數(shù)為2. 4以上。進一步設(shè)置是所述的復(fù)合外加劑的具體組分為 無水氯化鈣，分子量110. 99，白色粒狀物，含量> 96. 0% ； 六水合氯化鎂，白色結(jié)晶體，含量>98.0% ；
明礬，無色透明結(jié)晶體，含量> 99. 2% ；綠礬，透明、淡綠色結(jié)晶體，含量> 97% ； 三乙醇胺，無色、粘稠液體，平均分子量147. 0-149. 0，純度彡99% ； 木質(zhì)素磺酸鈣，淡黃色粉末，木質(zhì)素含量> 55%0進一步設(shè)置是所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級為R32. 5或以上等級，且水泥的3d、7d、28d抗壓強度分別為21. 9MPa、34. 2MPa、48· 8MPa以上。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)勢在于
目前淺埋暗挖法在飽和軟粘土中最先進的注漿是采用基于二重管鉆機的“WSS注漿技術(shù)”，通過水平或垂直方式注漿以及傾斜方向的補充注漿來加固土體；采用超前大管棚和小導(dǎo)管聯(lián)合支護，二重管注漿技術(shù)進行管棚周邊范圍的固結(jié)注漿。注漿選擇普通水泥+水玻璃+普通單一的外加劑為注漿材料。漿液配比是A液(1 :0. 9-1.0水泥漿，水泥摻量為濕土重的16%)、B液(水玻璃)，A液、B液體積比為1 1。這種配方的缺點是水玻璃所占體積很大，使得一方面工程造價大有提高，另一方面注入率過大，造成注漿過程中的土體的隆起影響。本發(fā)明新配方就是有效針對現(xiàn)有配方的缺點，在確保抗壓強度、抗剪強度提高18%的前提下較大幅度減少水玻璃注入量，達到增強節(jié)材的雙重效果。采用這種淤泥土水泥雙管注漿進行噴漿，針對富水軟土地區(qū)淤泥土性特點，在室內(nèi)試驗中經(jīng)過多次試驗，確定在合理節(jié)材時淤泥土水泥注漿增強最佳配合比為“A液[1 0. 9的水泥漿(其中水泥摻量為濕土重的18%) +生石膏粉(為水泥的7%) +硅粉(為水泥的5. 5%) ；B液[水玻璃(為水泥的100%)+復(fù)合外加劑(為水泥的1. 25% )] ；A液、B液重量比為2 1”。該新配方不但明顯提高水泥土抗壓強度及抗壓早期強度，而且較大幅度地提高水泥土的抗剪強度及抗剪早期強度(注漿材料早強對人行過街地道水平通道安全施工很重要)，通過有效提高注漿土體的抗剪性能，確保采用淺埋暗挖法開挖時水平通道土體的穩(wěn)定性。本發(fā)明工藝所加固的軟粘土是淤泥，天然含水量為70. 12%，液限為51. 2%，塑限為 21. 3%，；水泥漿水灰比為0. 90。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用多種化學(xué)材料混合搭配，在充分分析它們增強機理后采用室內(nèi)正交多組數(shù)(23組)對比試驗，以找到最佳配方。該配方在抗剪強度、抗壓強度方面做出了突出的努力，能較大幅度提高淺埋暗挖法開挖時土體的穩(wěn)定性。由于地道上為正在通行的主干路，其上過往車輛多，荷載大，地道施工是在連續(xù)不斷的活荷載作用下進行，同時由于埋深淺，易出現(xiàn)地面沉降過大影響現(xiàn)有車輛的通行。該配方的實施，可以在一定程度上減少注漿時地面的隆起，以及在開挖時地面的沉降，也同時減少對路面及路面結(jié)構(gòu)的影響，以及減少周邊建筑物、管線的影響。另外與目前先進的常規(guī)二重管注漿(水泥摻量考慮 16%，A液、B液體積比為1 1)相比，可節(jié)約造價約30%，并節(jié)省工期；適應(yīng)于環(huán)境復(fù)雜的城市地區(qū)，從技術(shù)和經(jīng)濟的角度都具有很強的競爭力。本發(fā)明是針對高含水軟土層中人行地道水平通道開挖建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)展開，本專利的實施將淺埋暗挖法技術(shù)向超淺埋、大斷面、多種地層和復(fù)雜地質(zhì)條件中推廣應(yīng)用。本發(fā)明的注漿方法是按雙管施工考慮，與目前在飽和軟粘土中最先進的基于二重管鉆機的“WSS注漿技術(shù)”施工方法相比，僅減少了水玻璃體積份量，以及復(fù)合外加劑需事先融于水玻璃中，其他均相同。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步介紹。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。土樣取自溫州鬧市區(qū)某人行過街地道工地，并取埋深4. 15m處的淤泥土樣，與三乙醇胺、木質(zhì)素磺酸鈣、氯化鈣、氯化鎂、礬料(明礬、綠礬)等多種化學(xué)外加劑組合成3種復(fù)合外加劑Ly ！ Ly2Ly 3，與不同比例的水玻璃(水泥重的50%、100%、150%)混合而成B液；而不同比例的生石膏粉、硅粉等化學(xué)材料組合而成的2種外摻劑(外摻劑1、外摻劑2、，再與濕土重的16%、18%、20%的水泥(水灰比0. 90)混合而成A液；A液與B液同時噴入軟土中，即與濕土 (干土粉+水)混合，充分攪拌后測試其抗壓強度與抗剪強度。因目前還沒有專門適合水泥土室內(nèi)抗壓強度試驗的試驗機，本試驗采用建材試驗室砂漿試模(7.07CmX7.07CmX7.07Cm)和小壓力砂漿試驗機。烘干土樣在碾磨機上碾碎，過篩后將事先按比例稱好的上述材料和自來水按一定順序放入攪拌鍋內(nèi)，用攪拌鏟人工拌和均勻，然后分兩次裝入試模，分別用直徑25mm鋼筋擊振50次，刮平試模，蓋上塑料布。試塊成型后在20C下養(yǎng)護24h脫模，放入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護2d拆模，脫模后放入標準養(yǎng)護室，分別按3、7、14J8、45d齡期進行養(yǎng)護。配制原料及配比同權(quán)利要求書說明。(1).抗壓強度對比試驗結(jié)果與分析抗壓強度試驗結(jié)果見附表1 (參見說明書末尾部分，附表)。表中每試樣編號均有3個試塊做正交試驗，其中數(shù)值為3個試塊的平均值。由試驗結(jié)果(表1)可知
A、第2組加了 H生石膏粉后，3d、7d、14d、28d、45d抗壓強度與第1組(未加洲生石膏粉)相比，強度平均提高了 12.1%、11.9%、10.8%、11.0%、10.6%，這表明摻加生石膏粉，對提高強度也有一定的作用；同時以第2組(16%水泥)為基準值，第3組水泥增加到18%后， 3d-45d抗壓強度比第2組分別提高了 15. 4%,22. 7%、17· 7%、18· 4%、16· 6% ；第4組水泥增加到20%后，與第2組相比3d-45d抗壓強度分別提高了 23. 1%、36· 0%、31· 1%、24· 8%,22. 9% ； 這表明隨著水泥摻量的提高，強度也相應(yīng)提高；但水泥摻量18%-20%段強度增量明顯減慢； 因此從強度有效提高率來分析，第3組(18%水泥)強度提高最有效。B、試驗分對比組A、B、C、D，為以下幾種組合原料而成
1)不同比例的B液。水玻璃分為3種(分別為水泥重的50%、100%、150%)，分別取名為 Bl、B2、B3 ；同時對應(yīng)復(fù)合外加劑Lyi、Ly2, Ly3，而每種復(fù)合外加劑Lyi、Ly2, Ly3都有3 種比例(0. 9%、1· 25%、1. 50%);這樣組合成 9 種 B 液(B11、B12、B13 液、B21、B22、B23 液、B31、 B32、B33 液)。2)不同比例的A液。即不同比例(16%、18%、20%)的水泥與外摻劑1、外摻劑2組合，水灰比統(tǒng)一為0. 90 (與濕土混合后相當于水灰比0. 60)。以上組合成對比組A、B、C、D，共19組試驗組進行正交試驗。從表1可知其抗壓強度呈現(xiàn)一個明顯的變化，每組的變化規(guī)律比較一致，現(xiàn)以對比組A說明如下
(a)、第6組(18%水泥+ Bll)抗壓強度與第5組(16%水泥+ Bll)相比，其3d_45d抗壓強度分別提高了 37. 0%、26. 3%,21. 6%、16· 5%、15· 2% ；而第7組(20%水泥+ Bll)與第5 組相比，其3d-45d抗壓強度分別提高的數(shù)值是56. 5%,40. 8%,32. 2%,26. 3%,24. 3% ；這表明隨著水泥摻量的提高，強度也相應(yīng)提高；但水泥摻量18%-20%段強度增量減慢；因此第6組 (18%水泥+ Bll)強度提高最有效。(b)、第6組的3d、7d、14d抗壓強度與45d相比，強度分別達到了 55. 6%,75. 9%、 95. 1%，而第3組的3d、7d、14d抗壓強度與45d相比，強度分別僅達到40. 9%,50. 3%,72. 7%，
這說明第6組摻50%水玻璃后早強效果明顯提高。(C)、第8組、第9組水泥與水玻璃摻量與第6組相同，第8組僅Ly1摻量降為0. 9%， 但抗壓強度比第6組低約20% ；第9組Ly1摻量升為1. 5%但外摻劑量適當減少，結(jié)果是抗壓強度比第6組還是低約6. 5% ；這說明Ly1摻量1. 25%相對高效節(jié)材，而外摻劑1的摻量有利于提高強度。從表1可知對比組B強度提高效果最為明顯，如第11組(100%水玻璃)比第6組， 3d-45d抗壓強度分別提高了 52. 7%,39. 1%、18· 2%,25. 3%,26. 3%，而且齡期越短，增強越快； 而對比組C強度提高卻不明顯，如第16組(150%水玻璃)比第11組，3d-45d抗壓強度分別僅提高 9· 3%、8· 2%、6· 4%、6· 7%、6· 8%。另外，進一步分析第11組(復(fù)合外加劑為Ly 2)、第20組(復(fù)合外加劑為Ly1)、第21 組(復(fù)合外加劑為Ly3),發(fā)現(xiàn)復(fù)合外加劑的增強效果是Ly2>Ly3> Ly1 ；進一步分析第11組 (100%水玻璃)、第22組(50%水玻璃)、第23組(150%水玻璃)，發(fā)現(xiàn)第11組(100%水玻璃)強度增加最為有效。因此從以上抗壓強度對比試驗結(jié)果綜合可知第11組是抗壓強度最佳增強節(jié)材新配方組，比第19組(常規(guī)組)提高強度約21%，而且早強效果非常好，7d抗壓強度與45d相比，強度已達80%，對高含水軟土層人行地道水平通道開挖很有實用意義。(2).抗剪強度對比試驗結(jié)果與分析
對抗剪強度試驗，由于本次研究是對比性研究，采用適于大批量試件的直接剪切試驗。 抗剪強度試件擬用面積為30 cm2的環(huán)刀試樣。直接剪切抗剪強度試驗結(jié)果見附表2。表中每試樣編號均有3個試塊做正交試驗，其中數(shù)值為3個試塊的平均值。由試驗結(jié)果(表2)(參見說明書末尾部分，附表)可知
A、第2組加了 1生石膏粉后，7d、28d、45d抗剪強度指標c值(Φ值)與第1組(未加2%生石膏粉)相比，分別提高了 3. 2%(18. 8%)、10. 0%(7. 7%)、0· 6%(40%)；這表明摻加生石膏粉，對提高抗剪強度也有一定的作用；同時以第2組(16%水泥)為基準值，第3組水泥增加到18%后，7d-45d抗剪強度c值(Φ值)比第2組分別提高了 44. 2%(2. 7%)、 15. 5% (10. 9%)、13. 6% (6. 3%)；第4組水泥增加到20%后，與第3組相比7d_45d抗剪強度c 值(Φ值)分別僅提高了 17. 2%(10. 9%)、6· 1%(3· 4%) ,10. 4%(2. 2%)；這表明隨著水泥摻量的提高，強度也相應(yīng)提高，但水泥摻量18%_20%段強度增量減慢；因此從抗剪強度有效提高率來分析，第3組(18%水泥)抗剪強度提高最有效。B、抗剪試驗也分對比組A、B、C、D，共19試驗組進行正交試驗。從表2可知其抗剪強度也基本呈現(xiàn)一個有規(guī)律的變化，每組的變化規(guī)律基本相似，現(xiàn)以對比組B說明如下
(a)、第11組(18%水泥+ Bll)抗剪強度與第10組(16%水泥+ Bll)相比，其7d_45d的 c值(Φ 值)分別提高了 15. 4%(29. 6%) ,17. 4%(23. 6%) ,16. 1%(23. 2%)；而第 12 組(20%水泥 + Bll)與第11組相比，其7d-45d的c值(Φ值)分別僅提高了 9. 1%(1· 5%)、7· 1%(3· 7%)、 4. 4%(3. 9%)；這表明水泥摻量18%-20%段強度增量減慢，因此第11組(18%水泥+ Bll)抗剪強度提高最有效。(b)、第11組7d的c值(Φ值)與45d相比，分別達到了 72. 3% (99. 8%)，而第3組 7d的c值(Φ值)與45d相比，分別僅達到48. 3% (83. 6%))，這說明第11組摻100%水玻璃后早期抗剪強度效果明顯提高。(c)、第13組、第14組水泥與水玻璃摻量與第11組相同，第13組僅Ly1摻量降為 0. 9%，但c值(Φ值)比第11組降低約6. 7%% (3. 9%%)；第14組Ly1摻量升為1. 5%但外摻劑量適當減少，結(jié)果是c值(Φ值)比第6組還是降低約2. ^)(1. 9%)；這說明Ly1摻量1.25% 相對高效節(jié)材，而外摻劑1的摻量有利于提高抗剪強度。從表2可知對比組B抗剪強度提高效果最為明顯，如第11組(100%水玻璃)比第6 組，7d-45d 的 c值(Φ 值)分別提高了 17. 9%(35. 6%) ,13. 3%(33. 2%) ,12. 3%(29. 4%)；而且齡期越短，增強越快；而對比組C抗剪強度c值(Φ值)提高卻不明顯，如第16組(150%水玻璃)比第 11 組，7d-45d 的 c 值(Φ 值)分別僅提高 21. 2% (6. 5%)、14. 1%(7· 6%)、8· 8% (9. 7%)。另外，進一步分析第11組(復(fù)合外加劑為Ly 2)、第20組(復(fù)合外加劑為Ly1)、第21 組(復(fù)合外加劑為Ly3),發(fā)現(xiàn)復(fù)合外加劑的抗剪增強效果是Ly2>Ly3> Ly1 ；進一步分析第11 組(100%水玻璃)、第22組(50%水玻璃)、第23組(150%水玻璃)，發(fā)現(xiàn)第11組(100%水玻璃)抗剪強度增加最為有效。
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從抗剪強度對比試驗結(jié)果分析也得到了與抗壓強度基本相似的規(guī)律。第11組是抗剪強度最佳增強節(jié)材新配方組，比第19組(常規(guī)組)提高抗剪強度約16%，而且早強抗剪效果非常好。這里要特別指出的是抗剪強指標的提高很有意義，因為對淤泥水泥土這個指標的提高比較難，而從第11組室內(nèi)試驗的7d的試驗數(shù)值來看，C、Φ值已達到了 45d的 72. 3%,99. 8%，這就為淺埋暗挖法的土體穩(wěn)定性提供了很好的支撐。綜合抗壓強度與抗剪強度試驗，最佳配合比(第11組)綜合強度提高最為顯著，與常規(guī)雙管水泥注漿(水泥摻量考慮16%，A液、B液體積比為1 1)相比，可節(jié)約造價約 30%，提高強度約18%，而且節(jié)省工期。結(jié)合以上兩方面室內(nèi)正交試驗結(jié)果，找到了一種加固軟粘土人行過街地道水平通道用于雙管噴漿的淤泥土水泥注漿最佳增強節(jié)材新配方是
A液一1 0. 9的水泥漿(其中水泥摻量為濕土重的18%) +生石膏粉(為水泥的7%) + 硅粉(為水泥的5. 5%)；
B液一水玻璃(為水泥的100%)+復(fù)合外加劑(為水泥的1. 25% )； A液、B液重量比為2 1第5組(16%水泥+ Bll)相比，其3d-45d抗壓強度分別提高 7 37. 0%、26· 3%,21. 6%、16· 5%、15· 2% ；而第 7 組(20% 水泥 + Bll)與第 5 組相比，其 3d_45d 抗壓強度分別提高的數(shù)值是56. 5%,40. 8%,32. 2%,26. 3%,24. 3% ；這表明隨著水泥摻量的提高，強度也相應(yīng)提高；但水泥摻量18%-20%段強度增量減慢；因此第6組(18%水泥+ Bll) 強度提高最有效。(b)、第6組的3d、7d、14d抗壓強度與45d相比，強度分別達到了 55. 6%,75. 9%、 95. 1%，而第3組的3d、7d、14d抗壓強度與45d相比，強度分別僅達到40. 9%,50. 3%,72. 7%，
這說明第6組摻50%水玻璃后早強效果明顯提高。(C)、第8組、第9組水泥與水玻璃摻量與第6組相同，第8組僅Ly1摻量降為0. 9%， 但抗壓強度比第6組低約20% ；第9組Ly1摻量升為1. 5%但外摻劑量適當減少，結(jié)果是抗壓強度比第6組還是低約6. 5% ；這說明Ly1摻量1. 25%相對高效節(jié)材，而外摻劑1的摻量有利于提高強度。從表1可知對比組B強度提高效果最為明顯，如第11組(100%水玻璃)比第6組， 3d-45d抗壓強度分別提高了 52. 7%,39. 1%、18· 2%,25. 3%,26. 3%，而且齡期越短，增強越快； 而對比組C強度提高卻不明顯，如第16組(150%水玻璃)比第11組，3d-45d抗壓強度分別僅提高 9· 3%、8· 2%、6· 4%、6· 7%、6· 8%。另外，進一步分析第11組(復(fù)合外加劑為Ly 2)、第20組(復(fù)合外加劑為Ly1)、第21 組(復(fù)合外加劑為Ly3),發(fā)現(xiàn)復(fù)合外加劑的增強效果是Ly2>Ly3> Ly1 ；進一步分析第11組 (100%水玻璃)、第22組(50%水玻璃)、第23組(150%水玻璃)，發(fā)現(xiàn)第11組(100%水玻璃) 強度增加最為有效。因此從以上抗壓強度對比試驗結(jié)果綜合可知第11組是抗壓強度最佳增強節(jié)材新配方組，比第19組(常規(guī)組)提高強度約21%，而且早強效果非常好，7d抗壓強度與45d相比，強度已達80%，對高含水軟土層人行地道水平通道開挖很有實用意義。(2).抗剪強度對比試驗結(jié)果與分析
對抗剪強度試驗，由于本次研究是對比性研究，采用適于大批
量試件的直接剪切試驗?？辜魪姸仍嚰M用面積為30 cm2的環(huán)刀試樣。直接剪切抗剪強度試驗結(jié)果見附表2。表中每試樣編號均有3個試塊做正交試驗，其中數(shù)值為3個試塊的平均值。由試驗結(jié)果(表2)(參見說明書末尾部分，附表)可知
A、第2組加了 1生石膏粉后，7d、28d、45d抗剪強度指標c值(Φ值)與第1組(未加2%生石膏粉)相比，分別提高了 3. 2%(18. 8%) ,10. 0%(7· 7%)、0· 6%(40%)；這表明摻加生石膏粉，對提高抗剪強度也有一定的作用；同時以第2組(16%水泥)為基準值，第3組水泥增加到18%后，7d-45d抗剪強度c值(Φ值)比第2組分別提高了 44. 2%(2. 7%)、 15. 5%(10. 9%)、13. 6%(6. 3%)；第4組水泥增加到20%后，與第3組相比7d_45d抗剪強度c 值(Φ值)分別僅提高了 17. 2%(10. 9%)、6· 1%(3· 4%) ,10. 4%(2. 2%)；這表明隨著水泥摻量的提高，強度也相應(yīng)提高，但水泥摻量18%_20%段強度增量減慢；因此從抗剪強度有效提高率來分析，第3組(18%水泥)抗剪強度提高最有效。B、抗剪試驗也分對比組A、B、C、D，共19試驗組進行正交試驗。從表2可知其抗剪強度也基本呈現(xiàn)一個有規(guī)律的變化，每組的變化規(guī)律基本相似，現(xiàn)以對比組B說明如下
(a)、第11組(18%水泥+ Bll)抗剪強度與第10組(16%水泥+ Bll)相比，其7d_45d的 c值(Φ 值)分別提高了 15. 4%(29. 6%) ,17. 4%(23. 6%) ,16. 1%(23. 2%)；而第 12 組(20%水泥 + Bll)與第11組相比，其7d-45d的c值(Φ值)分別僅提高了 9. 1%(1· 5%)、7· 1%(3· 7%)、 4. 4%(3. 9%)；這表明水泥摻量18%-20%段強度增量減慢，因此第11組(18%水泥+ Bll)抗剪強度提高最有效。(b)、第11組7d的c值(Φ值)與45d相比，分別達到了 72. 3%(99. 8%)，而第3組 7d的c值(Φ值)與45d相比，分別僅達到48. 3% (83. 6%))，這說明第11組摻100%水玻璃后早期抗剪強度效果明顯提高。(c)、第13組、第14組水泥與水玻璃摻量與第11組相同，第13組僅Ly1摻量降為 0. 9%，但c值(Φ值)比第11組降低約6. 7%% (3. 9%%)；第14組Ly1摻量升為1. 5%但外摻劑量適當減少，結(jié)果是c值(Φ值)比第6組還是降低約2. ^)(1. 9%)；這說明Ly1摻量1.25% 相對高效節(jié)材，而外摻劑1的摻量有利于提高抗剪強度。從表2可知對比組B抗剪強度提高效果最為明顯，如第11組(100%水玻璃)比第6 組，7d-45d 的 c值(Φ 值)分別提高了 17. 9%(35. 6%) ,13. 3%(33. 2%) ,12. 3%(29. 4%)；而且齡期越短，增強越快；而對比組C抗剪強度c值(Φ值)提高卻不明顯，如第16組(150%水玻璃)比第 11 組，7d-45d 的 c 值(Φ 值)分別僅提高 21. 2% (6. 5%)、14. 1%(7· 6%)、8· 8% (9. 7%)。另外，進一步分析第11組(復(fù)合外加劑為Ly 2)、第20組(復(fù)合外加劑為Ly1)、第21 組(復(fù)合外加劑為Ly3),發(fā)現(xiàn)復(fù)合外加劑的抗剪增強效果是Ly2>Ly3> Ly1 ；進一步分析第11 組(100%水玻璃)、第22組(50%水玻璃)、第23組(150%水玻璃)，發(fā)現(xiàn)第11組(100%水玻璃)抗剪強度增加最為有效。從抗剪強度對比試驗結(jié)果分析也得到了與抗壓強度基本相似的規(guī)律。第11組是抗剪強度最佳增強節(jié)材新配方組，比第19組(常規(guī)組)提高抗剪強度約16%，而且早強抗剪效果非常好。這里要特別指出的是抗剪強指標的提高很有意義，因為對淤泥水泥土這個指標的提高比較難，而從第11組室內(nèi)試驗的7d的試驗數(shù)值來看，C、Φ值已達到了 45d的 72. 3%,99. 8%，這就為淺埋暗挖法的土體穩(wěn)定性提供了很好的支撐。綜合抗壓強度與抗剪強度試驗，最佳配合比(第11組)綜合強度提高最為顯著，與常規(guī)雙管水泥注漿(水泥摻量考慮16%，A液、B液體積比為1 1)相比，可節(jié)約造價約 30%，提高強度約18%，而且節(jié)省工期。 結(jié)合以上兩方面室內(nèi)正交試驗結(jié)果，找到了一種加固軟粘土人行過街地道水平通道用于雙管噴漿的淤泥土水泥注漿最佳增強節(jié)材新配方是
A液一1 0. 9的水泥漿(其中水泥摻量為濕土重的18%) +生石膏粉(為水泥的7%) + 硅粉(為水泥的5. 5%)；
B液一水玻璃(為水泥的100%) +復(fù)合外加劑(為水泥的1. 25% )； A液、B液重量比為2 1。
權(quán)利要求
1. 一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，其特征在于包括以下組分，按質(zhì)量分數(shù)計A液 水B液 其它水泥生石膏粉硅粉水玻璃復(fù)合外加劑干土粉水10份；8. 50-9. 50 份；0. 65-0. 70 份； 0. 55-0. 60 份； 10份；0. 125-0. 15 份 32. 70 份； 16. 50-17. 50 份 c
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，其特征在于所述的復(fù)合外加劑包括有以下組分，按質(zhì)量份數(shù)計氯化鎂三乙醇胺木質(zhì)素磺酸鈣氯化鈣礬料9. 25 份1份； 1. 625 份； 6. 25 份；6. 875 份，該礬料以明礬綠礬=3 2的質(zhì)量比混配而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，其特征在于所述的生石膏粉為白色干粉，其中SO3含量42. 5%，比表面積 3500 cm2/g ；所述硅粉其主要成分為Si02、Ca0，分子量60. 09，白色粉末，Si02、Ca0的質(zhì)量份數(shù)分別為 30%、6% ；所述水玻璃模數(shù)為2. 4以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，其特征在于所述氯化鈣為無水氯化鈣，分子量110. 99，白色粒狀物，含量彡96. 0% ；所述氯化鎂為六水合氯化鎂，白色結(jié)晶體，含量> 98. 0% ；明礬，無色透明結(jié)晶體，含量> 99. 2% ；綠礬，透明、淡綠色結(jié)晶體，含量> 97% ；三乙醇胺，無色、粘稠液體，平均分子量147. 0-149. 0，純度彡99% ； 木質(zhì)素磺酸鈣，淡黃色粉末，木質(zhì)素含量> 55%0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，其特征在于所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級為R32. 5或以上等級，且水泥的3d、7d、28d抗壓強度分別為21. 9MPa、34. 2MPa、48· 8MPa以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了適用于飽和軟粘土地區(qū)人行過街地道水平通道的淤泥土水泥雙管注漿，本發(fā)明通過大量室內(nèi)正交試驗，發(fā)現(xiàn)在以淤泥為主的溫州軟土水泥土中摻入多種復(fù)合外加劑與復(fù)合外摻劑，可以較大幅度地改變淤泥水泥土的抗壓、抗剪性能，特別是大大提高3d-14d的抗壓、抗剪性能，這對城市富水軟土地區(qū)人行過街地道水平通道的建設(shè)具有重要意義。本發(fā)明在室內(nèi)大量正交試驗的基礎(chǔ)上，找到了富水軟土地區(qū)淺埋暗挖法施工水平通道部分的軟土加固增強節(jié)材新配方。采用這種新配方進行預(yù)注漿方法，能有效改善富水軟土淺埋土層的地質(zhì)條件，為人行過街地道淺埋暗挖法施工的順利完成提供可靠的保證。
文檔編號C04B28/26GK102173720SQ201110027979
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者潘林有 申請人:潘林有