专利名称：一种软弱土固化剂及其施工方法
技术领域：
本发明属于软弱土固结用固化剂技术领域，尤其涉及一种用于不同含水量 软弱土的固化处理用化学品及其施工方法。
足杈不
陆地上火成岩或水成岩经历千百万年气候变化，岩石风化粉碎，细小的岩 土颗粒在内陆河流和沿海潮汐水力搬运作用下，在入海口及沿岸，在江湖水库 等缓流地带会淤积沉淀成软弱土层，同时也将上游的生活及工业污染物携带夹 杂其中。所形成的软弱土层一般多具有颗粒细、有机物含量高、含水量高并不 易降水等特点，致使软弱土层的承载力低，孔隙率高，承载后沉降大，很难直 接作为建筑地基使用。
随着国民经济建设发展，在沿海经济区建设、水利工程建设、海洋工程建 设以及城市景观建设中，每年都要产生大量的疏浚淤泥。 一方面疏浚淤泥堆放 占地会产生污染物扩散和破坏水环境的问题，另一方面建设用地对土方有大量 需求，开山采石、挖河采砂会对资源、生态和环境产生难以修复的破坏，故这 样的需求与污染之间的矛盾日益突出。为此，国内外开展了大量的软弱土固结 研究。其中软弱土地基降水、淤泥烧砖和固化剂固结这三个方面是大规模应用 并取得较好结果的领域。软弱土地基降水具有代表性的技术就是真空预压，真
空预压技术存在工程周期较长(0.5-1年)和地基降水后的承载力较低(0.06-0.08 Mpa)的问题；利用淤泥烧砖国内外均有报道，淤泥的土颗粒级配往往不能满足 直接用于烧砖的要求，需掺加砂石等外加材料，过高的含水量和过高的有机物 含量会带来较多的麻烦，尚存在异地拉运淤泥的污染环境问题；固化剂固结软 弱土是最有发展前途的技术，这种技术将淤泥等软弱土原地搅拌固结，所处理 地基承载力高(0.1 3Mpa)、时间短(7 28天)，适宜大规模应用。
国外在软弱土地基处理领域的近代技术有30 60年的经验，我国的深层搅 拌桩技术工作开展较早，真空预压技术己经得到大规模应用，但在浅层软弱土 地基处理方面还落后国外至少15年以上，中北欧、美国、日本和俄国等发达国 家在软弱土地基处理上走在世界前列。芬兰ALLU公司及德国KELLER公司的
5板体稳定技术国内已在做引进尝试，国外在固化剂技术领域与国内技术差距不 大，目前采用的淤泥固化剂主要还是水泥、石灰及钢渣等，每立方米掺加量在
120 400公斤。用固化剂处理淤泥等软弱土地基，国内外普遍釆用的方式是将 水泥类无机材料与淤泥一起搅拌均匀，然后进行拉运摊铺或堆载固结。但是水 泥类材料用于淤泥固结时的掺加量较大，采用水泥固结高含水率(90 1500%) 淤泥和腐殖黑泥的掺加量范围在12 30%之间，固结淤泥28天后的无侧限抗压 强度仅为0.1 0.6Mpa。国内淤泥固化还有采用掺加大量无机材料如粉煤灰、石 灰、矿渣、炉渣等，其掺加数量高达25%-60%。因这些材料来源不便、运输量 大，难于大面积推广应用。
国内地基承载要求一般为0.06 0.25Mpa，美国为0.12 0.35Mpa，日本为 0.12 0.3Mpa。能否通过改进和提高软弱土处理用固化剂的性能，利用物理与 化学相结合的方法縮短施工周期，加快降水，提高承载力，降低外来材料掺加 量，这是该领域新技术发展的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种掺加量少、软弱土降水快、承载力高、固结体耐 水浸泡性好的固化剂，解决现有淤泥固化技术存在固结体承载力低、淤泥脱水 困难、外来掺加材料多的缺点。
本发明采用的技术方案如下
一种软弱土固结用固化剂由粉剂和液剂原料组成，所述粉剂是水泥、凝石 或是包括如下重量配比的组分组成水泥熟料0 20重量份，水渣或矿渣60 95重量份，石灰1 5重量份，石膏1 5重量份，元明粉1 5重量份，烧碱0 IO重量份，水玻璃0 10重量份，氟硅酸钠0.1 3重量份；所述液剂包括如下 重量配比的组分组成聚丙烯酰胺1 15重量份，纸浆废液20 60重量份，水 泥缓凝剂10 40重量份，OP乳化剂0.5 1.5重量份，卡拉胶0.3 1.0重量份， 黄原胶0.3 1.0重量份，a—烯烃磺酸盐0.5 1.5重量份。
所述的软弱土地基处理用固化剂粉剂中水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、 硫铝酸盐水泥；所述凝石为凝石A、凝石B、凝石C;所述水泥熟料为硅酸盐水 泥熟料；所述水渣或矿渣是经过高温过程煅烧的活性材料；所述石灰为生石灰 粉或熟石灰粉；所述石膏为无水石膏、 一水石膏、二水石膏及磷石膏；所述元 明粉为含结晶水硫酸钠；所述烧碱为氢氧化钠；所述水玻璃为水化硅酸钠，模 数为2.2 3.7;所述氟硅酸钠为工业级；粉剂重量份总合计为IOO份。'
所述软弱土固结用固化剂液剂中聚丙烯酰胺为阴性、阳性、非离子和两性离子，呈颗粒或粉状，分子量为600万 1500万，离子度为5 50%，如用水解 聚丙烯酰胺浓度一般为6 12%，聚丙烯酰胺离子类型的选择应根据淤泥或腐殖 黑泥的化学成分不同而定；所述纸浆废液为木浆、苇浆及草浆纸浆废液，纸浆 废液中木质素磺酸盐含量为40 50%,这里木质素磺酸盐是指木质素磺酸钙和 木质素磺酸钠；所述水泥缓凝剂为商售水泥缓凝剂、增塑剂和减水剂；所述OP 乳化剂为工业乳化剂OP-IO，浓度为70 95%;所述卡拉胶和黄原胶为工业级； 所述(x—烯烃磺酸盐是它的钠盐或钙盐，可以是羟烷基磺酸盐和二磺酸盐的混合 物；液剂重量份总合计为100份，制备液剂时用水稀释浓度到20 40%使用， 也就是说加水量占总重量的60 80%。
所述的水泥、凝石和粉剂，视与液剂及各种软弱土的适应性不同，可以采 用单一种与液剂组合，也可以釆用两种以上不同比率混合后再与液剂组合使用，
亦可以粉剂单独使用。粉剂单独使用时，可制成浆液后使用，亦可呈干粉状直 接使用。
所述的软弱土地基处理用固化剂的量，应根据地基承载力的设计要求，由 实验室试验确定，粉剂一般每立方米软弱土掺加量为50 120公斤，液剂一般 每立方米软弱土掺加量为1 2.5升(浓度25%)，将粉剂按水灰比0.3 1.0制 浆并加入液剂再与软弱土搅拌混合；承载力要求越高掺加量越高，有机物含量 越高掺加量越高，细粒土含量越高掺加量越高。
所述的软弱土地基，其特征在于所述软弱土是指不同含水量的淤泥、高含 量有机物的腐殖黑泥及含有超过5%淤泥和腐殖黑泥的粉细砂，含较多细粒土的 粉细砂的含水量为25 50%，淤泥的含水量为50 150%，腐殖黑泥的含水量为 150 1500%。
所述的软弱土固化剂适用于现有施工设备，可采用现场就地搅拌固结施工， 可用于深层搅拌桩施工，可用于袋装施工，可用于异地填土施工；对高含水量 高有机物含量的软弱土地基，就地搅拌处理堆载预压固结效果更好，在固结体 上堆载0.3 1米厚山皮土、建筑垃圾或砂石料，可加速排水，提高地基承载力。
所述的软弱土固化剂的施工机具可采用垂直和水平搅拌设备。垂直搅拌设 备有单轴和多轴，以固化剂浆液供料为主。水平搅拌设备主要是双螺杆搅拌， 以粉状固化剂供料为主。垂直搅拌方式，搅拌轴与地面垂直，搅拌轴或搅拌叶 片上布有出桨口，搅拌轴带动搅拌叶片转动，完成出浆口流出的固化剂浆液与 软弱土的搅拌工作。搅拌轴被夹持在可自行车辆或挖泥船的摇臂上，给搅拌轴 提供固化剂浆液的装置可采用深层搅拌桩的供浆系统，通过一条胶管给搅拌轴 供浆，供浆距离可达800米以上，深层搅拌桩长度可达30米，进口设备可达70米。水平搅拌方式的双螺杆在一个椭圆槽内，槽的进口端由挖掘机或输送带装 入软弱土，由水泥罐提供粉状固化剂，通过双螺杆搅拌挤压，完成软弱土与固 化剂的搅拌工作。搅拌均匀的固化土，在槽的出口由挖掘机装上运载车辆或由 输送带运到使用场地。垂直搅拌方式，对软弱土的含水量要求较宽，可就地进 行搅拌施工，需能量较少，使用范围较广。水平搅拌方式，存在土的搬运问题，
需较多能量，对软弱土的含水量要求一般不能超过60%，含水量过高的软弱土 不适宜采用。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为修筑场地、道路 路堤、路床、底基层的软弱土固结应用。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为河湖及海岸疏浚 清淤所产生的淤泥等软弱土固化，异地填埋应用。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为河、湖、渠、水 库水体的底层淤泥等软弱土固结，以净化水体防污染。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为软弱土固结装袋使 用，用于筑软土地基的公路、铁路路基，筑堤围堰，抢险加固。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为淤泥真空预压的一 道工序。为尽快能使插板机上作业面工作，采用本发明固化剂与表层0.4 1米 的淤泥搅拌固结，2 7天形成表面硬层，取代传统的土工布、荆笆、竹笆、塑 料格栅及砂垫层，加快施工速度，降低施工成本。
所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作为复合地基处理使 用。在较深层(一般大于5米)软弱土地基处理中，将深层搅拌桩与板体稳定 技术相结合方式使用，更具有优势。
本发明粉剂除将各组分经过磨细混合或混合磨细配制而成外，还可以根据 软弱土与本发明固化剂的适应性，选择水泥或凝石。 一般水泥或凝石使用强度 等级在P.032.5以上，其加入量为软弱土重量的3 10%。它主要通过水化反应 物硅酸二钙和硅酸三钙及钙矾石所形成的结晶水吸收部分水分，所形成的针状 结晶体填充空隙，活性无机材料水渣或矿渣的火山灰反应以及由它们形成结晶
质点和空间网架，前期作为通道有利于排出软弱土地基中的水分，后期作为骨 架，有利于增加固结体强度。液剂加入量为软弱土重量的0.1% 0.25%，其主要 作用是通过絮凝和团粒化，使细颗粒粗化，提高渗透系数和脱水速度。使用时 可以将粉剂与液剂加入适量水调制成浆液，然后按比例加入到软弱土中。由检 测可知，本发明固化剂固结软弱土的初期渗透系数在10^m/s左右，较原土提高 了大约3个数量级。本发明固化剂加入到含水率大于200%的淤泥中，可以泵送到较远距离，加入到含水率25 150%的软弱土中可直接就地搅泮固结强化。经 检测，掺入本固化剂的高含水量淤泥在室温放置2日然后浸水5日后的无侧限抗 压强度可以达到0.25 0.9Mpa，并且具有优越的防水性、水稳定性和水硬性的 特点。尤其是淤泥中所含的重金属、病原体等污染物被固结、封闭后大大减少 了其渗出率，经检测，有良好的环保性能。
水渣和各种矿渣，如钢渣、铝矿渣、铁矿渣、火山灰等在燃烧或工业生产 中经过了高温煅烧，具有很高的潜在活性，经激发能有效增强固化剂性能。在 采用本固化剂进行软弱土路基修筑时，可适当增加掺入固化剂的比例，同时软 弱土的性能也会相应提高，当淤泥质土含水率在下限(25% 40%)时，直接掺 加8%左右的粉剂和0.15%左右的液剂可使土的强度达到2.1 Mpa。含细粒土达 15%的粉细砂，饱和水30%，掺加10%的粉剂和0.2%的液剂可使基土强度达到 6Mpa。本发明固化剂能够在道路路基的处理上得到应用，对开挖的土进行固结 处理并压实，其筑路成本不仅可以降低50%，并且其路基的各项性能明显好于 常规石灰水泥土和无机料路基，利用本固化剂进行筑路，其路面平整光洁，板 体性好，承载力高，耐久性好，在不同气候条件下稳定性高，如遇冻不裂，春 天不翻浆，遇水不软不泥泞。在同等道路设计强度水平上，路面层与基层厚度 可减薄约三分之一。在低交通流量或偏远地区其固结体层可以直接作为简易路 面使用。使用本固化剂还可将疏浚清淤的淤泥转变为土工材料，将本固化剂与 淤泥搅拌均匀后，可以根据含水率的不同进行铺摊压实、搅拌堆放、堆载预压 和装袋叠压，其固结体可以达到较高的地基承载力，用于造岛，筑路基，围堰 造地，以及制做建筑材料等，可耐长期的海水及淡水的浸泡而不会出现浸出污 染，并能保持一定的承载力。
采用本发明固化剂对河流、湖泊等大型水体底部和侧面的土体进行固结处 理，能够完全替代塑料膜，消除塑料膜施工对水体周边草木植被等生态平衡的 不利影响。并且其土体的渗透系数可以通过调节淤泥固化剂的掺入量来调整。 施工方式可以根据当地的工程条件，采用湿法搅拌摊铺施工或者干法搅拌压实 施工的方式实现。
本固化剂所采用的各组分均为市售商品或容易得到的工业排放物，制作成 本较低，同时进行软弱土固结处理时的掺加量少，固结体强度高、耐水浸泡性 好。可广泛的应用于清淤淤泥的固化处理，公路基层土的强化和水体底部泥层 的防渗漏处理，筑岛、叠坝、固结填埋、装袋抢险及软弱土层稳定化处理等。 通过加入少量的液剂，大大降低了水泥等粉剂的使用量，本固化剂是环保而高 效产品，将产生较大的经济效益和巨大的社会效益。
图1是本发明固化剂掺加量对不同软弱土固结体的无侧限抗压强度的影响 规律。
图2是淤泥质土含水量对固化土强度的影响规律。
具体实施例方式
实施例1 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 其中粉剂原料为P.042.5普通硅酸盐水泥。
液剂的原料组成为阴离子聚丙烯酰胺5kg，纸浆废液45kg，水泥缓凝剂
45kg， OP-10工业乳化剂2.0kg，卡拉胶0.5kg，黄原胶0.5kg， a—烯烃磺酸钠 2.0 kg，与3倍水混合制成液剂。
将水泥按水灰比0.45计算出需加水量，与液剂混合均匀，再与水泥混合制 成水泥浆液使用，水泥与液剂的比率为50: 1左右，应用制备的水泥浆液对淤 泥进行固结处理试验。试验选用天津市临港新区吹淤造地淤泥，经测定该淤泥 含水量为100%左右，有机物含量为5%。
实施例1制备的固化剂与淤泥的掺加比率为，1立方米淤泥中P.042.5普通 硅酸盐水泥加入45 120kg，液剂l 2.5kg，再加入20 54kg水调配成水泥浆 液，掺加到淤泥中混合均匀，进行固结试验。在实验室，试模尺寸①50xl00mm， 先将稀软的固结处理淤泥在模型内放置l天，脱模后室温放置l天，浸水5天， 然后进行无侧限抗压强度测定。检测结果为7天强度在0.25 0.58Mpa，淤泥固 结强度与水泥掺加量呈线性关系，水泥掺加量越大强度越高，不加液剂的7天 强度在0.09 0.21 Mpa，单独掺加水泥的淤泥固结体不易脱水，因此强度较低。 掺入本发明的淤泥固化剂得到的固结体强度提高了 1.5 1.8倍，并且随着添加 量的提高，固结体的强度增幅越大。
实施例2 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 其中粉剂原料为硅酸盐水泥熟料15kg，水淬炉渣74kg，石灰2kg，石膏
5kg，元明粉3kg，氟硅酸钠lkg，将上述原料粉碎后混合得到粉剂；
液剂的原料组成为两性聚丙烯酰胺15kg，纸浆废液40kg，水泥缓凝剂
40kg， OP-10乳化剂2.0kg， a—烯烃磺酸盐2.5 kg，卡拉胶0.5kg，与3倍水混
合制成液剂。
应用实施例2配制的本发明固化剂对天津塘沽河道淤泥进行固结试验，淤泥含水量110%，有机物含量6%，掺加粉剂4 8%，液剂0.2%,固结淤泥样品 在模型内放置1天，脱模后室温放置1天，浸水5天，无侧限抗压强度强度在 0.2 0.45 Mpa。
实施例3 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 其中粉剂原料为硅酸盐水泥熟料10kg，活性水淬炉渣83kg，石灰3kg， 石膏3 kg，氟硅酸钠lkg;
液剂原料组成为聚丙烯酰胺6kg，纸浆废液60kg，烧碱2kg，水泥缓凝 剂30kg， OP-10乳化剂L5kg， a—烯烃磺酸盐0.5 kg。
应用实施例3配制的淤泥固化剂对河北唐山曹妃甸的淤泥质土进行固结处 理，所处理淤泥质土的含水率为48%，加入该淤泥固化剂的粉剂为7%，液剂为 0.15。/。，搅拌后淤泥室温放置2天，浸水后5天测定的无侧限抗压强度为0.75Mpa。 对该固结处理后的固结体进行防渗漏试验，发现其具有良好的防渗漏性。可见 该淤泥固化剂能够完全代替塑料膜作为大型水体的防渗漏处理，并且水体地面 和侧面土体的渗透系数可以根据调节掺入本发明固化剂的量和施工方式来进行 调节。
实施例4 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分
其中粉剂原料为活性水渣83kg，石灰6kg，石膏3kg,元明粉4kg，氟硅 酸钠1.5kg，模数3水玻璃2.5kg;
液剂的原料组成为聚丙烯酰胺10kg，木质素磺酸钙80kg， OP-10乳化剂 2.0 kg，模数2.8水玻璃4.7kg， a—烯烃磺酸钠0.3 kg。
取宁波东钱湖淤泥，含水率为90%，加入该淤泥固化剂的粉剂为8%，液剂 为0.2%,固结体在室温下放置两天，浸水5天后测定其无侧限抗压强度为 0.59Mpa。
实施例5 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 其中的粉剂原料为硅酸盐水泥熟料10kg，活性水渣85kg，烧碱1.5kg， 元明粉2.5kg，氟硅酸钠lkg;
液剂的原料组成为聚丙烯酰胺16kg，水泥增塑剂30kg，纸浆废液50kg， OP-10乳化剂2kg，卡拉胶lkg， a—烯烃磺酸钠lkg。
取大连淤泥进行固结试验，淤泥含水率为64%，掺入该淤泥固化剂粉剂为 6%，液剂为0.2%，固结体在室温下放置2天，浸水5天后测定其无侧限抗压强度为0.67 Mpa。
实施例6 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分
其中粉剂原料为凝石C
液剂的原料组成为聚丙烯酰胺16kg，水泥增塑剂30kg，纸浆废液50kg， OP-10乳化剂2.0kg，黄原胶lkg，羟烷基磺酸钠0.5kg， 二磺酸钠0.5kg。 将凝石C与液剂各原料搅拌混合均匀得到该淤泥固化剂。 应用实施例6配制的淤泥固化剂对曹妃甸淤泥进行固结试验，淤泥含水率 为90%，掺入该淤泥固化剂的粉剂为8%，液剂为0.15%，室温放置2天，浸水 5天后测定其无侧限抗压强度为0.67 Mpa,单独掺加凝石C的强度为0.42 Mpa。
实施例7 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 其中粉剂原料为P.042.5普通硅酸盐水泥
液剂的原料组成为聚丙烯酰胺llkg，纸浆废液55kg，水泥增塑剂30kg， OP-10乳化剂2.0kg，羟垸基磺酸钠0.5kg， 二磺酸钠0.5kg，卡拉胶lkg。
应用实施例7配制的软弱土固化剂对大连大窑湾淤泥进行固结试验，淤泥 含水率为110%，粉黏粒含量占95%以上，掺入水泥为8%，液剂为0.15%，室 温放置2天，浸水5天后测定其无侧限抗压强度为0.87 Mpa。
实施例8 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分
粉剂原料为硅酸盐水泥熟料10kg，活性水渣85kg，石膏1.5kg，元明粉
2.5kg，氟硅酸钠lkg;不掺加液剂。
应用实施例8配制的软弱土固化剂对山东东营黄河三角洲粉土进行固结试
验，粉土含水率为29%，粉粒含量占77%以上，有机质含量4%，液限25%，塑
限20%，液性指数1.72，掺入粉剂为6% 10%，室温放置2天，浸水5天后测
定其无侧限抗压强度为0.79 2.1 Mpa，干密度1.64g/cm3 。
实施例9 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分 粉剂原料为硅酸盐水泥熟料10kg，活性水渣85kg，石膏1.5kg，元明粉 2.5kg，氟硅酸钠lkg;不掺加液剂。
应用实施例9配制的软弱土固化剂对天津滨海新区生态工业园道路路床土 进行固结试验，淤泥质土含水量24%,有机质含量4%，掺入粉剂为6%，采用 轻型击实功击实，塑料袋养护7天后测定其无侧限抗压强度为1.2Mpa，干密度1.62g/cm3 。
实施例10 按下述重量配比取软弱土固化剂的各原料组分
粉剂原料为硅酸盐水泥熟料10kg，活性水渣85kg，石膏1.5kg，元明粉
2.5kg，氟硅酸钠lkg;不掺加液剂。
应用实施例10配制的软弱土固化剂对河北唐海县场地地基土进行固结试 验，淤泥质土含水量25%，有机质含量5%，掺入粉剂为4% 6%，采用轻型击 实功击实，塑料袋养护7天后测定其无侧限抗压强度为0.7 1.3Mpa，干密度 1.61g/cm3 。
权利要求
1.一种软弱土固化剂及其施工方法，其特征在于它包括如下重量份数配比的粉剂和液剂原料组成，所述粉剂是水泥、凝石或是包括如下重量份配比组成水泥熟料0～20重量份，水渣或矿渣60～95重量份，石灰1～5重量份，石膏1～5重量份，元明粉1～5重量份，烧碱0～10重量份，水玻璃0～10重量份，氟硅酸钠0.1～3重量份；所述液剂包括如下重量配比的组分组成聚丙烯酰胺1～15重量份，纸浆废液20～60重量份，水泥缓凝剂10～40重量份，OP乳化剂0.5～1.5重量份，卡拉胶0.3～1.0重量份，黄原胶0.3～1.0重量份，α-烯烃磺酸盐0.5～1.5重量份。本固化剂在软弱土中使用前应先制成浆液，通过使用机械搅拌设备将软弱土与固化剂浆液搅拌均匀后铺摊或压实。
2. 根据权利要求l所述的软弱土固结用固化剂粉剂，其特征在于所述水泥 为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥；所述凝石为凝石A、凝石B、凝 石C;所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料；所述水渣或矿渣是经过高温过程煅烧 的活性材料；所述石灰为生石灰粉或熟石灰粉；所述石膏为无水石膏、 一水石 膏、二水石膏及磷石膏；所述元明粉为含结晶水硫酸钠；所述烧碱为氢氧化钠； 所述水玻璃为水化硅酸钠，模数2.2 3.7;所述氟硅酸钠为工业级；粉剂重量份 总合计为100份。
3. 根据权利要求l所述的软弱土固结用固化剂液剂，其特征在于所述聚丙 烯酰胺为阴性、阳性、非离子和两性离子，呈颗粒或粉状，分子量为600万 1500万，离子度为5 50%，如用水解聚丙烯酰胺浓度为6 12%，聚丙烯酰胺 离子类型的选择应根据淤泥或腐殖黑泥的化学成分不同而定；所述纸浆废液为 木浆、苇浆及草浆纸浆废液，纸浆废液中木质素磺酸盐含量为40 50%，这里 木质素磺酸盐是指木质素磺酸钙和木质素磺酸钠；所述水泥缓凝剂为商售水泥 缓凝齐lj、增塑剂和减水剂;所述OP乳化剂为工业乳化剂OP-IO，浓度为70 95%; 所述卡拉胶和黄原胶为工业级；所述(X—烯烃磺酸盐是它的钠盐或转盐，可以是 羟烷基磺酸盐和二磺酸盐的混合物；液剂重量份总合计为100份。制备液剂时 用水稀释浓度到20 40%使用，也就是说加水量占总重量的60 80%。
4. 根据权利要求2所述的水泥、凝石和粉剂，视与液剂及各种软弱土的适 应性不同，可以采用单一种与液剂组合，也可以采用两种以上不同比率混合后 再与液剂组合使用，亦可粉剂单独使用。
5. 根据权利要求2、 3所述的软弱土固结用固化剂的掺加量，应根据软弱土地基承载力的设计要求，粉剂一般每立方米软弱土掺加量为50 120公斤，液 剂一般每立方米软弱土掺加量为1 2.5升(浓度25%)，将粉剂按水灰比0.3 l.O制浆并加入液剂再与软弱土搅拌混合；承载力要求越高掺加量越高，有机物 含量越高掺加量越高，细粒土含量越高掺加量越高。
6. 根据权利要求l所述的软弱土，其特征在于所述软弱土是指不同含水量 的淤泥、淤泥质土、高含量有机物的腐殖黑泥及含有超过5%的淤泥和腐殖黑泥 的粉细砂。含较多细粒土的粉细砂含水量为20 50%，淤泥的含水量为50 150%,腐殖黑泥的含水量为150 1500%。
7. 根据权利要求1所述的软弱土地基处理用固化剂适用于现有的施工设 备，可以采用现场就地搅拌固结施工，可以用于深层搅拌桩施工，可以用于袋 装施工，可以用于异地填土施工；对高含水量、高有机物含量的软弱土地基就 地搅拌处理堆载预压固结效果更好。施工机具可采用垂直和水平搅拌方式。垂 直搅拌方式分单轴和多轴搅拌设备，以固化剂浆液供料为主。水平搅拌方式主 要是双螺杆搅拌设备，以粉状固化剂供料为主。
8. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂用 于修筑场地、道路路堤、路床、底基层的软弱土固结。
9. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂用 于河湖及海岸疏浚清淤所产生的淤泥等软弱土固化，异地填埋应用。
10. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂 用于河、湖、渠、水库水体的底层淤泥等软弱土固结，以净化水体防污染。
11. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂用 于软弱土固结装袋，用于建筑软土地基的公路、铁路路基，筑堤围堰，抢险加 固。
12. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂作 为淤泥真空预压的一道工序使用。为尽快能使插板机上作业面工作，采用本发 明固化剂与表层0.4 1米的淤泥搅拌固结，2 7天形成表面硬层，取代传统的 土工布、荆笆、竹笆、塑料格栅及砂垫层，更便于采用排水板直接与排水管连 接，加快施工速度，降低施工成本。
13. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂 用于复合地基处理施工。在较深层(一般大于5米)软弱土地基处理中，将深 层搅拌桩与板体稳定层相结合使用。
14. 根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂用 于防渗墙施工。在软弱土地基施工中，为防止海水或地下水对处理后地基的侵蚀，常用密排的搅拌桩构成防渗隔断墙，以避免软弱土地基垮塌和滑移。采用 水泥土桩造价较高，用本固化剂搅拌造桩可大大降低材料成本。
15.根据权利要求7所述的软弱土地基处理施工方式，可将本发明固化剂用 于围堰施工。固化土搅拌桩格栅所构成的围堰，由于承载力较高，较叠袋成堰 要瘦身；由于就地取材，较山石料堆载成堰省去了异地材料拉运。
全文摘要
一种软弱土固化剂及其施工方法，软弱土固化剂特征在于它是由粉剂和液剂组成，所述粉剂是水泥、凝石或是包括如下重量份配比组成水泥熟料0～20重量份，水渣或矿渣60～95重量份，石灰1～5重量份，石膏1～5重量份，元明粉1～5重量份，烧碱0～10重量份，水玻璃0～10重量份，氟硅酸钠0.1～3重量份；所述液剂包括如下重量配比的组分组成聚丙烯酰胺1～15重量份，纸浆废液20～60重量份，水泥缓凝剂10～40重量份，OP乳化剂0.5～1.5重量份，卡拉胶0.3～1.0重量份，黄原胶0.3～1.0重量份，α-烯烃磺酸盐0.5～1.5重量份。本固化剂在使用前应先制成浆液，通过机械搅拌设备将软弱土与固化剂浆液搅拌均匀后铺摊或压实。由于加入很少量的液剂，使粉剂的掺加量大大降低，原料取材广泛，固结土性能优越，故本发明是一种高效环保的淤泥等软弱土固化剂。
文档编号C04B18/04GK101684038SQ20081016642
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者刘曰键, 孙建国, 梁力民, 王展国 申请人:要明伦