一种利用预制挤密型铁尾砂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挤密型铁尾砂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。尾矿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。

技术实现要素：

本发明为了进一步开发铁尾砂的新利用渠道，在现有综合利用方法的基础上提高铁尾砂的利用率，提供一种利用预制挤密型铁尾砂加固体的地基处理工艺。本发明的技术方案为：

一种利用预制挤密型铁尾砂加固体的地基处理工艺，包括以下步骤：

（1）根据设计要求确定铁尾砂加固体的数量和尺寸；所述铁尾砂加固体由成一体的圆柱结构和倒圆台结构组成，所述倒圆台结构上下表面的直径之比为1.15~1.35，所述铁尾砂加固体内设钢丝网或钢筋网，沿钢丝网壁或钢筋网壁均匀分布有桩侧注浆管，钢丝网或钢筋网的中央设有排浆孔道，桩端注浆管位于所述排浆孔道中心；

所述桩侧注浆管底部连接分流器一和逆止阀一，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管一；所述桩端注浆管设有止浆阀，桩端注浆管底部连接分流器二和逆止阀二，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管二；所述分流器一、分流器二、逆止阀一、逆止阀二、接驳管一和接驳管二均位于所述加固体外部；

（2）利用钻机在桩位置形成预钻孔，并采用泥浆护壁，所述预钻孔的深度达到设计桩端持力层，预钻孔直径与所述铁尾砂加固体倒圆台的下表面直径相同；

（3）采用静压法将铁尾砂加固体压入预钻孔至深度达到设计要求的桩端持力层，并将护壁泥浆经排浆孔道排出；

（4）对所述桩侧注浆管注浆，并凝固4~8h，再对所述桩端注浆管注浆，达到注浆控制指标后停止注浆，形成完整地基。

上述工艺中，所述桩端注浆管、止浆阀、分流器二、逆止阀二和接驳管二在所述步骤（4）的对所述桩端注浆管注浆前安装至所述铁尾砂加固体中。

上述工艺中，所述铁尾砂加固体的制作方法为：根据设计要求制作成一体的圆柱结构和倒圆台结构的模具；按照铁尾砂：水泥：水的质量配比为(5~5.5):(1~1.4):(1.2~1.4)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、养生后得到所述铁尾砂加固体，抗压强度为6~10MPa。

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。

上述工艺中，所述圆柱结构高度为0.3~0.5m。

上述工艺中，所述倒圆台结构高度大于3m。

上述工艺中，所述排浆孔道底部设有止浆槽，所述止浆槽内安装止浆阀，所述排浆孔道的直径为100~300mm。

上述工艺中，所述桩侧注浆管和所述桩端注浆管的材质包括PVC、钢。

上述工艺中，所述逆止阀一和所述逆止阀二分别位于所述分流器一和所述分流器二的顶端。

上述工艺中，所述掺加剂包括粉煤灰、减水剂。

上述工艺中，所述完整地基的承载力达到200~400KPa。

本发明的有益效果为：

1、本发明以工业废渣——铁尾砂作为制作加固体的原料，形成的预制挤密型加固体强度可达6~10MPa，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200~300KPa，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、本发明设计的预制挤密型加固体采用了单节倒置圆台形状，通过圆台侧壁挤土效应，使加固体较好地与土层结合，为加固体侧壁注浆加固形成很好的止浆塞，为充分发挥加固体侧壁摩阻力创造了条件。并且本发明采用侧壁注浆和端部注浆的分步设计为充分发挥桩端承载力创造了有利条件。

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，提高了生产效率，适用于各种土体地基的加固，应用范围广。

附图说明

图1为本发明的加固体结构示意图，其中1-接驳管二，2-接驳管一，3-加固体的圆柱结构，4-加固体的倒圆台结构，5-钢丝（筋）网，6-桩侧注浆管，7-桩端注浆管，8-止浆槽，9-止浆阀，10-分流器一，11-分流器二。

图2为图1中A-A面的剖面图，其中14-排浆孔道。

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

一种利用预制挤密型铁尾砂加固体的地基处理工艺，在辽宁某冶金工厂用地实施，包括以下步骤：

（1）根据设计要求确定铁尾砂加固体的数量和尺寸；所述铁尾砂加固体由成一体的高度为0.5m的圆柱结构3和高度为3.5m的倒圆台结构4组成，图1和图2提供了所述加固体的结构示意图，所述倒圆台结构4上下表面的直径之比为1.2，所述下表面直径为600mm，所述铁尾砂加固体内设钢丝网5，沿钢丝网壁均匀分布有桩侧注浆管6，钢丝网或钢筋网的中央设有排浆孔道14，所述排浆孔道底部设有止浆槽8，桩端注浆管7位于所述排浆孔道中心，所述排浆孔道的直径为300mm；

所述桩侧注浆管底部连接分流器一10和逆止阀一，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管一2；所述桩端注浆管设有止浆阀9，所述止浆阀9安装于所述止浆槽8内，桩端注浆管7底部连接分流器二11和逆止阀二，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管二1；所述分流器一10、分流器二11、逆止阀一、逆止阀二、接驳管一2和接驳管二1均位于所述加固体外部，所述逆止阀一和所述逆止阀二分别位于所述分流器一10和所述分流器二11的顶端；

（2）利用钻机在桩位置形成预钻孔，并采用泥浆护壁，所述预钻孔的深度达到设计桩端持力层，预钻孔直径与所述铁尾砂加固体倒圆台的下表面直径相同；

（3）采用静压法将铁尾砂加固体压入预钻孔至深度达到设计要求的桩端持力层，并将护壁泥浆经排浆孔道排出；

（4）对所述桩侧注浆管注浆，并凝固4h，再对所述桩端注浆管注浆，达到注浆控制指标后停止注浆，形成完整地基，承载力达到300KPa。

上述工艺中，所述桩端注浆管、止浆阀、分流器二、逆止阀二和接驳管二在所述步骤（4）的对所述桩端注浆管注浆前安装。

上述工艺中，所述铁尾砂加固体的制作方法为：根据设计要求制作倒圆台形状模具；按照铁尾砂：水泥：水的质量配比为5.0:1.4:1.2配制混合料，加入粉煤灰，用量为水泥用量的15%，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到所述铁尾砂加固体，抗压强度为8.5MPa。

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铁尾砂。

上述工艺中，所述桩侧注浆管和所述桩端注浆管的材质选用钢。

实施例2

一种利用预制挤密型铁尾砂加固体的地基处理工艺，在辽宁某食品加工厂用地实施，包括以下步骤：

（1）根据设计要求确定铁尾砂加固体的数量和尺寸；所述铁尾砂加固体由成一体的高度为0.5m的圆柱结构3和高度为5m的倒圆台结构4组成，图1和图2提供了所述加固体的结构示意图，所述倒圆台结构4上下表面的直径之比为1.25，所述下表面直径为400mm，所述铁尾砂加固体内设钢丝网5、沿钢丝网壁均匀分布有桩侧注浆管6，钢丝网或钢筋网的中央设有排浆孔道14，所述排浆孔道底部设有止浆槽8，桩端注浆管7位于所述排浆孔道中心，所述排浆孔道的直径为250mm；

所述桩侧注浆管底部连接分流器一10和逆止阀一，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管一2；所述桩端注浆管设有止浆阀9，所述止浆阀9安装于所述止浆槽8内，桩端注浆管7底部连接分流器二11和逆止阀二，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管二1；所述分流器一10、分流器二11、逆止阀一、逆止阀二、接驳管一2和接驳管二1均位于所述加固体外部，所述逆止阀一和所述逆止阀二分别位于所述分流器一10和所述分流器二11的顶端；

（2）利用钻机在桩位置形成预钻孔，并采用泥浆护壁，所述预钻孔的深度达到设计桩端持力层，预钻孔直径与所述铁尾砂加固体倒圆台的下表面直径相同；

（3）采用静压法将铁尾砂加固体压入预钻孔至深度达到设计要求的桩端持力层，并将护壁泥浆经排浆孔道排出；

（4）对所述桩侧注浆管注浆，并凝固6h，再对所述桩端注浆管注浆，达到注浆控制指标后停止注浆，形成完整地基，承载力达到250KPa。

上述工艺中，所述桩端注浆管、止浆阀、分流器二、逆止阀二和接驳管二在所述步骤（4）的对所述桩端注浆管注浆前安装。

上述工艺中，所述铁尾砂加固体的制作方法为：根据设计要求制作倒圆台形状模具；按照铁尾砂：水泥：水的质量配比为5.2:1.1:1.3配制混合料，加入粉煤灰，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、养生后得到所述铁尾砂加固体，抗压强度为6.5MPa。

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粉细砂铁尾砂。

上述工艺中，所述桩侧注浆管和所述桩端注浆管的材质选用钢。

实施例3

一种利用预制挤密型铁尾砂加固体的地基处理工艺，在辽宁某公路用地实施，包括以下步骤：

（1）根据设计要求确定铁尾砂加固体的数量和尺寸；所述铁尾砂加固体由成一体的高度为0.5m的圆柱结构3和高度为8m的倒圆台结构4组成，图1和图2提供了所述加固体的结构示意图，所述倒圆台结构4上下表面的直径之比为1.2，所述下表面直径为600mm，所述铁尾砂加固体内设钢丝网5，沿钢丝网壁均匀分布有桩侧注浆管6，钢丝网或钢筋网的中央设有排浆孔道14，所述排浆孔道底部设有止浆槽8，桩端注浆管7位于所述排浆孔道中心，所述排浆孔道的直径为300mm；

所述桩侧注浆管底部连接分流器一10和逆止阀一，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管一2；所述桩端注浆管设有止浆阀9，所述止浆阀9安装于所述止浆槽8内，桩端注浆管7底部连接分流器二11和逆止阀二，顶部设有用于连接注浆泵的接驳管二1；所述分流器一10、分流器二11、逆止阀一、逆止阀二、接驳管一2和接驳管二1均位于所述加固体外部，所述逆止阀一和所述逆止阀二分别位于所述分流器一10和所述分流器二11的顶端；

（2）利用钻机在桩位置形成预钻孔，并采用泥浆护壁，所述预钻孔的深度达到设计桩端持力层，预钻孔直径与所述铁尾砂加固体倒圆台的下表面直径相同；

（3）采用静压法将铁尾砂加固体压入预钻孔至深度达到设计要求的桩端持力层，并将护壁泥浆经排浆孔道排出；

（4）对所述桩侧注浆管注浆，并凝固8h，再对所述桩端注浆管注浆，达到注浆控制指标后停止注浆，形成完整地基，承载力达到250KPa。

上述工艺中，所述桩端注浆管、止浆阀、分流器二、逆止阀二和接驳管二在所述步骤（4）的对所述桩端注浆管注浆前安装。

上述工艺中，所述铁尾砂加固体的制作方法为：根据设计要求制作倒圆台形状模具；按照铁尾砂：水泥：水的质量配比为5.0:1.2:1.3配制混合料，加入粉煤灰，用量为水泥用量的15%，搅拌均匀后注入所述模具中，依次振捣、脱模、养生后得到所述铁尾砂加固体，抗压强度为6.5MPa。

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尾粉细砂铁尾砂。

上述工艺中，所述桩侧注浆管和所述桩端注浆管的材质选用PVC。