絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统和方法与流程

本发明涉及一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统。

背景技术：

随着中国市场经济的发展，土地资源的需求日渐增加，许多围垦工程也在快速地进行。在过去的数十年间海床淤泥作为填充材料被广泛的应用于围垦工程中。但是，吹填淤泥具有高含水率、高压缩性和低承载力的特点，提高吹填淤泥的性质是围垦工程中迫在眉睫需要解决的问题。真空预压是目前最常见的提高吹填淤泥软土地基承载力的方法。最近几年，随着新材料和科技的发展，这种方法得到很好的发展，塑料排水板的使用使得真空压力能够很好的分布在土中。虽然这种方法较之前的方法效果要好，但是在排水板周围形成的土柱边界处的渗透能力大大减弱，这使得真空预压法的效果大打折扣。

吹填土絮凝是将絮凝剂或具有絮凝作用的试剂添加到吹填土中，发生絮凝成团的作用，使得吹填土能够形成较大的颗粒，缩短了沉积的时间，增大了颗粒之间的孔隙，从而增加真空预压的效果。具体说来，无机絮凝剂（主要是铁盐和铝盐）在投加到吹填土中，发生网铺-卷扫作用，水解形成大量立体结构的水合金氧化物沉淀，然后这些水和金属会像多孔的网一样而收缩沉降，捕获卷扫水中的胶体粒子和悬浮的浊质颗粒。有机絮凝剂投机到吹填土中，会发生吸附架桥作用，当某一胶体被高分子链的一端吸附的同时，高分子链的另一端也吸附了另一胶体，形成“胶体-高分子-胶体”的絮凝体，这种胶体将胶体与胶体之间通过高分子物质相互结合，构成一种桥梁作用。石灰投加到吹填土中，同样会发生絮凝作用，在石灰投入到吹填土中后，会迅速电离出钙离子，土颗粒表面带负电荷，吹填土的表面吸附了钠离子，由于钙离子的结合能力强于钠离子，因此会置换出钠离子，又由于钙离子电荷较高，需要的数量较少，使得土颗粒表面的电离层厚度减小，减小了土颗粒之间的距离，发生絮凝。但是，絮凝剂的加入同样不可完全解决真空预压法中排水板周围土柱边界处渗透能力迅速下降的问题，吹填土和絮凝剂如何混合均匀也是本发明所要解决的技术问题之一。

随着中国城市化进程的推进，建设过程中产生了大量的建筑垃圾，据统计，我国每年产生的建筑垃圾为15.5亿~24亿吨。新建建筑垃圾的产生率为0.3t/m²,拆除产生率为1.3t/m²，改造的生产率为0.1t/m²。一般在施工单位都是将未经处理的建筑垃圾直接运往郊外堆放或填埋，既占用土地又浪费建设资金。据统计，土地堆放建筑垃圾的极限容量为1万吨/亩。根据计算，我国用于建筑垃圾堆放的土地将达到20多万亩。堆放或填埋的方式不仅浪费土地，而且使土地质量降低，无法耕种。虽然早在2004年建筑行业已经强制推行了建筑节能，2006年颁布了《绿色建筑评价标准》，2013年发布了《绿色建筑行动方案》，但是，我国在建筑废料的产生上位居世界前列，废弃混凝土回收利用率只有5%，这与我国的可持续发展的战略目标是相悖的。建筑垃圾分类处理后多用于再生骨料混凝土的制造，在其他方面应用较少，这对建筑垃圾资源的利用是不充分的。

技术实现要素：

鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种混合物搅拌更加均匀、节省了大量天然砂石、利用了建筑垃圾且增加了吹填土的渗透特性的絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统和方法。

为此，本发明是如下技术方案来实现的：

一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统，包括处理区域、竖向排水板、横向排水板和真空泵，所述竖向排水板和横向排水板各自通过排水管与真空泵连接，所述处理区域上铺设有土工膜和土工布，其特征是：所述处理区域一侧设有搅拌装置，所述搅拌装置包括罐体，罐体上端设有入口、下端设有对准处理区域的输送管，所述输送管上设有输送泵，所述罐体一侧上端设有第一电机、另一侧下端设有第二电机，罐体内设有连接第一电机的第一转轴、连接第二电机的第二转轴，所述第一转轴下部设有电动推杆，所述第一转轴、第二转轴和电动推杆上均设有搅拌杆。

所述电动推杆和第二转轴上均设有螺旋叶片。

所述第一转轴和电动推杆的连接处设有防水伸缩套。

所述搅拌杆两端设有锤头。

一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将吹填土和再生骨料倒入搅拌装置中并搅拌均匀；

步骤二：将混合絮凝剂倒入搅拌装置中并搅拌均匀,取出不同时期的混合物测试其密度，每次测量的密度误差不超过总测量的平均值的2%，视为搅拌均匀；

步骤三：开启输送泵将搅拌装置内的混合物送至处理区域内直至标高位置，然后设置横向排水板和竖向排水板，横向排水板和竖向排水板各自通过排水管与真空泵连接，而后铺设土工布和土工膜，随后开启真空泵。

所述混合絮凝剂由改性的多阳离子无机絮凝剂、阴离子型有机高分子絮凝剂和石灰按照8:1:2的比例组成，混合絮凝剂掺入量按照吹填土质量百分比(按干重计)的1%-2%，根据吹填土含水量不同确定，适用于含水量95%~187%的吹填土。

所述改性的多阳离子无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝，所述阴离子型有机高分子絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺。

所述再生骨料由建筑垃圾处理生成，所述再生骨料的粒径为0-0.2mm，且再生骨料掺入量按照吹填土质量百分比的10%。

本发明具有以下优点：1、罐体内具有两个转轴，使物料搅拌更均匀；2、电动推杆可使部分搅拌杆在罐体内上下移动，将罐底的物料搅拌的更均匀，减少了物料堆积的现象；3、通过设置第一电机和第二电机可使第一转轴和第二转轴的转向相反，进而使螺旋叶片转向也相反，可是物料在罐体内形成循环搅拌，进一步加强了物料的混合均匀性；4、搅拌杆两端设有锤头，可破碎搅拌过程中形成结块的物料；5、在吹填前先混入处理过的建筑垃圾改变吹填土的级配，再加入混合絮凝剂改变吹填土的性质和结构，使得更适合采用真空预压处理，节省了大量天然砂石，并且利用了建筑垃圾，满足了绿色建设的要求，满足工程建设需要，同时也解决在抽真空时横向排水板和竖向排水板周围土的渗透性变差的问题。

附图说明

图1为本发明提供的絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统的结构示意图。

具体实施方式

参照图1所示，本发明提供的絮凝联合真空预压处理吹填土地基的系统包括处理区域1、竖向排水板2、横向排水板3和真空泵4，竖向排水板2和横向排水板3各自通过排水管5与真空泵4连接，处理区域1上铺设有土工膜6和土工布7，处理区域1一侧设有搅拌装置，搅拌装置包括罐体8，罐体8上端设有入口9、下端设有对准处理区域1的输送管10，输送管10上设有输送泵11，罐体8一侧上端设有第一电机12、另一侧下端设有第二电机13，罐体8内设有连接第一电机12的第一转轴14、连接第二电机13的第二转轴15，第一转轴14下部设有电动推杆16，第一转轴14、第二转轴15和电动推杆16上均设有搅拌杆17，电动推杆16和第二转轴15上均设有螺旋叶片18，第一转轴14和电动推杆16的连接处设有防水伸缩套19，搅拌杆17两端设有锤头20。

一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：将吹填土和再生骨料倒入搅拌装置中并搅拌均匀；步骤二：将混合絮凝剂倒入搅拌装置中并搅拌均匀,取出不同时期的混合物测试其密度，每次测量的密度误差不超过总测量的平均值的2%，视为搅拌均匀；步骤三：开启输送泵11将搅拌装置内的混合物送至处理区域1内直至标高位置，然后设置横向排水板3和竖向排水板2，横向排水板3和竖向排水板2各自通过排水管5与真空泵4连接，而后铺设土工布7和土工膜6，随后开启真空泵4；混合絮凝剂由改性的多阳离子无机絮凝剂、阴离子型有机高分子絮凝剂和石灰按照8:1:2的比例组成，混合絮凝剂掺入量按照吹填土质量百分比（按干重计）的1%-2%，根据吹填土含水量不同确定，适用于含水量95%~187%的吹填土，改性的多阳离子无机絮凝剂为聚合硫酸氯化铁铝，所述阴离子型有机高分子絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，再生骨料由建筑垃圾处理生成，所述再生骨料的粒径为0-0.2mm，且再生骨料掺入量按照吹填土质量百分比的10%。

在本实施例中，罐体8内具有两个转轴，使物料搅拌更均匀；电动推杆16可使部分搅拌杆17在罐体8内上下移动，将罐底的物料搅拌的更均匀，减少了物料堆积的现象；通过设置第一电机12和第二电机13可使第一转轴14和第二转轴15的转向相反，进而使螺旋叶片18转向也相反，可使物料在罐体8内形成循环搅拌，进一步加强了物料的混合均匀性；搅拌杆17两端设有锤头20，可破碎搅拌过程中形成结块的物料；在吹填前先混入处理过的建筑垃圾改变吹填土的级配，再加入混合絮凝剂改变吹填土的性质和结构，使得更适合采用真空预压处理，节省了大量天然砂石，并且利用了建筑垃圾，满足了绿色建设的要求，满足工程建设需要，同时也解决在抽真空时横向排水板3和竖向排水板2周围土的渗透性变差的问题。

本发明中采用的混合絮凝剂是由改性的多阳离子无机絮凝剂、阴离子型有机高分子絮凝剂和石灰按照8:1:2的比例组成，掺入量按照质量比（按干重计）1%~2%，根据吹填土含水量不同确定，适用于含水量95%~187%的吹填土，改性的多阳离子无机絮凝剂有着比单一铝盐和铁盐的混合絮凝剂好的效果，铁铝共聚物是一种更有效的结合了铝盐和铁盐的优点，增加了絮凝物比重，加快了絮凝的速度，将这种絮凝剂与有机高分子絮凝剂的混合，可以进一步增加效果。