利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺的制作方法

本发明涉及工业废渣利用及建筑地基处理技术领域，特别是涉及一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺。

背景技术：

铁尾砂是伴随铁矿采掘及选矿形成的矿石废渣。一般采一吨铁矿会形成约3~5m³的尾矿，我国每年的采矿活动形成了大量的铁尾矿。尾矿的排放、堆积占用了大量的土地资源，同时形成的粉尘也对环境造成污染，体积巨大的堆积体也是重大的地质灾害危险源。

矿渣是高炉冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时，每生产1t生铁，高炉矿渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法不同而变化。例如采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁产出1.0~1.2t高炉渣；用富铁矿炼铁时，每t生铁也产出0.25t高炉渣。

铁尾砂和矿渣的综合利用一直以来都受到国家政策重点鼓励和支持。目前铁尾砂在建筑方面较成熟的技术有诸如用于地面铺设的预制砌块、用于部分代替混凝土细集料等。经过多年研究和应用，矿渣的综合利用取得了相当的成绩，如加工成矿渣碎石代替天然砂石，作为混凝土集料；作为高速公路、赛车场、飞机跑道等的辅助材料，铁路道渣、填坑道地和地基垫层填料，污水处理介质等；磨细的矿渣在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，显示出水硬胶凝性能，是优质水泥原料等。

技术实现要素：

本发明为了进一步开发铁尾砂和矿渣的新利用渠道，在现有综合利用方法的基础上提高铁尾砂和矿渣的利用率，提供一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺。本发明的技术方案为：

一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺，包括以下步骤：

（1）根据设计要求确定加固体的结构、数量和尺寸，并确定加固体组合格构单元的结构；

所述加固体由铁尾砂和矿渣预制而成，内设钢筋网，所述加固体顶部为“一”字形、“T”字形、“L”字形、或“十”字形结构，底部为尖头；

所述加固体组合格构单元由若干顶部为“一”字形、“T”字形、“L”字形、或“十”字形结构的加固体中一种或者多种混合组成的顶部为“口”字形、“田”字形、“米”字形或者“口”字形中包含“米”字形的结构；

（2）按照加固体组合格构单元的结构要求将加固体一一压入地基至深度达到设计要求的桩端持力层，形成格构地基；

所述格构地基由若干顶部为“口”字形、“田”字形、“米”字形或者“口”字形中包含“米”字形的加固体组合格构单元中一种或者多种组成的结构；

（3）采用钢筋混凝土梁对所述格构地基中的各个加固体浇筑联结成整体地基。

上述工艺中，所述加固体翼板宽度为腹板宽度的3~10倍。

上述工艺中，所述加固体由铁尾砂和矿渣预制而成，制作方法为：根据设计要求制作顶部为“一”字形、“T”字形、“L”字形、或者“十”字形模具；按照铁尾砂：矿渣：水泥：水的质量配比为(1.4~1.6):(3.5~4.2):(1~1.4):(0.42~0.58)配制混合料，加入掺加剂，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到抗压强度为25~35MPa的加固体。

上述工艺中，所述铁尾砂采用根据《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》中的GB51032规范检验辐射合格的尾中粗砂和/或尾粉细砂铁尾砂；所述矿渣采用单轴无侧限抗压强度不小于20MPa的矿渣，粒度为25~45mm。

上述工艺中，所述掺加剂包括粉煤灰、减水剂。

上述工艺中，所述桩端持力层若为密实砾砂和/或圆砾地基，将加固体压入地基前在其底部安装钢靴。上述工艺中，所述整体地基的承载力达到300~800KPa。

本发明的有益效果为：

1、本发明以工业废渣——铁尾砂和矿渣作为制作加固体的原料，形成的预制高强挤密型加固体强度可达25~35MPa，完全满足对地基处理的要求，处理后的复合地基承载力可达300~800KPa，并且工艺废渣利用完毕以后既消除了原来堆积场地的污染源和潜在的地质灾害源，又可以腾出原来占用的土地。

2、本发明设计多种形状的预制高强挤密型加固体，通过增加侧表面积及压入地基的挤土效应，使加固体较好地与土层结合，充分发挥地基潜力；本发明还设计多种加固体组合格构单元形状，可以很好地适用各种基础形式，满足基础对地基刚度的分布要求；通过将分立的加固体联结成整体，又能提高复合地基的整体性和抵抗不均匀变形的能力。

3、本发明易于工业化生产，可以在工业废渣堆积场地建厂生产，大大降低生产成本，提高生产效率，适用于各种土体地基的加固，适用于各种基础形式，特别适用于对变形要求严格的基础形式，应用范围很广。

附图说明

图1为本发明的加固体结构示意图，1-1为顶部 “十”字形结构的加固体；1-2为顶部“一”字形结构的加固体；1-3为顶部“T”字形结构的加固体；1-4为顶部“L”字形结构的加固体，其中：1-钢筋网，2-节点加劲筋，3-钢筋；

图2为图1的剖面图，2-1为A-A面的剖面图，2-2为B-B面的剖面图，其中：4-加固体，5-钢靴；

图3为本发明的其中4种加固体组合格构单元的结构示意图，3-1为顶部“一”字形结构的加固体组成的格构单元；3-2为顶部“一”字形和顶部“十”字形结构的加固体组成的格构单元；3-3为顶部“一”字形和顶部“L”字形结构的加固体组成的格构单元；3-4为顶部“一”字形、顶部“十”字形和顶部“L”字形结构的加固体组成的格构单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺，在辽宁某化工工厂用地实施，包括以下步骤：

（1）根据基础尺寸、设计地基承载力、地质条件的要求，确定加固体的结构、数量和尺寸，其中加固体翼板宽度为腹板宽度的3~5倍，所述翼板宽度选用400mm规格；并确定加固体组合格构单元的结构；

所述加固体由铁尾砂和矿渣预制而成，内设钢筋网，所述加固体顶部为“一”字形和“十”字形结构，底部为尖头，并且安装钢靴，如图1和图2所示；

所述加固体组合格构单元由若干顶部为“一”字形结构的加固体组成的“口”字形结构（如图3-1所示）和由若干顶部为“一”字形和顶部为“十”字形结构的加固体组成的“田”字形结构（如图3-2所示）；

（2）按照加固体组合格构单元的结构要求将加固体一一压入地基至深度达到设计要求的桩端持力层，形成格构地基；所述桩端持力层为密实砾砂地基；

所述格构地基由若干顶部为“口”字形加固体组合格构单元和顶部为“田”字形加固体组合格构单元间隔排列组成；

（3）采用钢筋混凝土梁对所述格构地基中的各个加固体浇筑联结成整体地基，承载力达到420KPa。

上述工艺中，所述加固体的制作方法为：根据设计要求制作顶部为“一”字形、“十”字形模具；按照铁尾砂：矿渣：水泥：水的质量配比为1.4:3.7:1: 0.45配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量为水泥用量的10%，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到抗压强度为25MPa的加固体。

上述工艺中，所述铁尾砂采用根据《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》中的GB51032规范检验辐射合格的尾中粗砂和/或尾粉细砂铁尾砂；所述矿渣采用单轴无侧限抗压强度不小于25MPa的矿渣，粒度为25~45mm。

实施例2

一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺，在辽宁某冶金矿山用地实施，包括以下步骤：

（1）根据基础尺寸、设计地基承载力、地质条件的要求，确定加固体的结构、数量和尺寸，其中加固体翼板宽度为腹板宽度的3~5倍，所述翼板宽度选用600mm规格；并确定加固体组合格构单元的结构；

所述加固体由铁尾砂和矿渣预制而成，内设钢筋网，所述加固体顶部为“一”字形、“十”字形和“L” 字形结构，底部为尖头，并且安装钢靴，如图1和图2所示；

所述加固体组合格构单元由若干顶部为“一”字形结构和顶部为“L” 字形结构的加固体组成的“口”字形结构（如图3-3所示）和由若干顶部为“一”字形和顶部为“十”字形结构的加固体组成的“田”字形结构（如图3-2所示）；

（2）按照加固体组合格构单元的结构要求将加固体一一压入地基至深度达到设计要求的桩端持力层，形成格构地基；所述桩端持力层为密实砾砂地基；

所述格构地基由若干顶部为“口”字形加固体组合格构单元和顶部为“田”字形加固体组合格构单元间隔排列组成；

（3）采用钢筋混凝土梁对所述格构地基中的各个加固体浇筑联结成整体地基，承载力达到620KPa。

上述工艺中，所述加固体的制作方法为：根据设计要求制作顶部为“一”字形、“L”字形、“十”字形模具；按照铁尾砂：矿渣：水泥：水的质量配比为1.5:3.6:1: 0.42配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量为水泥用量的10%，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到抗压强度为30MPa的加固体。

上述工艺中，所述铁尾砂采用根据《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》中的GB51032规范检验辐射合格的尾中粗砂和/或尾粉细砂铁尾砂；所述矿渣采用单轴无侧限抗压强度不小于35MPa的矿渣，粒度为25~45mm。

实施例3

一种利用预制组合格构式高强挤密型加固体的地基处理工艺，在辽宁某汽车制造厂用地实施，包括以下步骤：

（1）根据基础尺寸、设计地基承载力、地质条件的要求，确定加固体的结构、数量和尺寸，其中加固体翼板宽度为腹板宽度的3~5倍，所述翼板宽度选用300mm规格；并确定加固体组合格构单元的结构；

所述加固体由铁尾砂和矿渣预制而成，内设钢筋网，所述加固体顶部为“一”字形、“L” 字形和“十”字形结构，底部为尖头，并且安装钢靴，如图1和图2所示；

所述加固体组合格构单元由若干顶部为“一”字形结构和顶部为“十”字形结构的加固体组成的“田”字形结构（如图3-2所示）和由若干顶部为“一”字形、“L” 字形和“十”字形结构的加固体组成的“口”字形中包含“米”字形结构（如图3-4所示）；

（2）按照加固体组合格构单元的结构要求将加固体一一压入地基至深度达到设计要求的桩端持力层，形成格构地基；所述桩端持力层为中密粗砂地基；

所述格构地基由“田”字形加固体组合格构单元和“口”字形中包含“米”字形加固体组合格构单元间隔排列组成；

（3）采用钢筋混凝土梁对所述格构地基中的各个加固体浇筑联结成整体地基，承载力达到350KPa。

上述工艺中，所述加固体的制作方法为：根据设计要求制作顶部为“一”字形、“L”字形、“十”字形模具；按照铁尾砂：矿渣：水泥：水的质量配比为1.6:4.0:1.2: 0.5配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量为水泥用量的12%，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到抗压强度为25MPa的加固体。

上述工艺中，所述铁尾砂采用根据《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》中的GB51032规范检验辐射合格的尾中粗砂和/或尾粉细砂铁尾砂；所述矿渣采用单轴无侧限抗压强度不小于25MPa的矿渣，粒度为25~45mm。