本发明涉及工程
技术领域：
，尤其涉及一种软土地基施工方法。
背景技术：
：我国软弱粘性土层广泛分布于海相、湖相以及河相等地势比较低洼地带。目前，国内对一些具有代表性的地区如天津、连云港、宁波、广州等地的沿海软土进行了广泛深入的研究。从天津－唐山－上海－宁波－杭州－温州－福州－厦门－广州－深圳等城市的软土含水率从北到南逐渐增大，压缩性随之增高，强度逐渐降低。工程建设中遇到了大量的软土地基处理问题，特别是我国的东南沿海地区，天然含水量大，空隙比大，压缩系数高，抗压强度低，且具有蠕变性，触变性等特殊的工程性质，由于这地区域地表终年潮湿或积水。常有喜水性植物生长，又导致软土中含有较多的腐殖质和有机物，工程地质条件较差。工程特性比较复杂，对软土处理工艺上带来了一系列的问题。处理软土地基传统是使用水泥浆搅拌桩及旋喷桩。此方法是基于水泥加固土的物理化学反应，水泥在具有一定活性介质的作用下进行一些列的物理化学反应，水泥水解和水化产生凝胶体和各种水化合物，使土体团粒化，硬化，填充土体间的空隙，使软土达到使用强度。但是其反应速度慢，且对水泥用量大，成本高。目前，土地固化剂主要分为有机化合物类、无机化合物类、生物酶类、复合型固化剂等。固化剂的主要作用是在掺入淤泥后，与淤泥中的自由水发生水化反应，生成的水化物由胶凝状态逐渐转变成稳定的结晶体，填充在淤泥土颗粒的孔隙中，形成坚固的骨架，增强淤泥的强度。由于淤泥具有高含水量特征，难以满足作为道路填料时最佳含水率要求，针对这一特点，固化剂的选择应特别重视其吸水性能，利用固化剂的吸水性提高淤泥的最佳含水量，同时有利于提高淤泥强度。但目前大部分固化技术不仅仅组成复杂，原料成本高，从而增加了固化土的应用成本，同时采用的各种助剂添加剂对环境有害，极易造成土壤和环境污染，对环境不友好。技术实现要素：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种软土地基施工方法，包括以下步骤：(1)将淤泥固化剂与淤泥按比例混合均匀；(2)闷料2-6小时；(3)压实成型；(4)养护2-20天。优选的，所述步骤(1)中淤泥固化剂与所述淤泥的质量比为1：(6-20)。进一步优选为1：(7-13)。所述步骤(1)中淤泥含水率为40-80wt％。所述步骤(4)为在养护箱中进行养护，养护温度15-30℃，相对湿度为70-95％，养护2-20天。所述淤泥固化剂由脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱、多孔添加剂和氨水混合而成。优选的，所述脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱、多孔添加剂、氨水的质量比为1:(0.5-1.5):(0.3-0.8):(0.1-0.4):(0.1-0.3):(0.3-0.6)。所述氨水的质量分数为25-28％。优选的，所述淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1原料预处理：将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到破碎机进行破碎，然后分别加入到管磨机粉磨；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中搅拌混合均匀，加入多孔添加剂、氨水，在密封下搅拌混合均匀，烘干，即得所述淤泥固化剂。优选的，所述步骤s1中各原料粉磨后的勃式比表面积均大于400m2/kg。优选的，所述步骤s2中粉磨后的废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:(0.5～1.5):(0.3～0.8):(0.1～0.4)。脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏等常用作土壤固化剂；在软土加固时，软土中的水会迅速与脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏等表面的矿物发生水解和水化反应，生成ca(oh)2，caco3及水泥杆菌等混合物，其产物大多呈离散形态的胶体，能把土体中大量的自由水变成结晶水，并以结晶水的形式固定下来。在水化反应过程，当水化产物生成后，有的自身继续硬化，随着水化反应的不断进行，在土体中能够慢慢生成不溶于水的结晶水化物，这种结晶水化物能够大大的增加固化土的强度。优选的，所述重碱为碳酸钠和/或碳酸氢钠。优选的，所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:(0.3～0.5)的混合物。优选的，所述氨水用量为步骤s2中脱硫脱硝废弃灰重量的0.3～0.6倍。优选的，所述氨水的质量分数为25～28％。优选的，所述多孔添加剂用量为步骤s2中脱硫脱硝废弃灰重量的0.1～0.3倍。优选的，所述多孔添加剂为多孔硅材料、多孔树脂材料、多孔碳材料中的一种或者多种的混合。进一步优选的，所述多孔添加剂为多孔树脂材料、多孔碳材料按质量比1：(1～3)混合而成。作为其中一种优选方案，所述多孔添加剂为多孔树脂材料、多孔碳材料按质量比1:2.5混合而成。优选的，所述多孔硅材料的制备方法如下：将3～6g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷加入到100～150ml质量分数为5～10％盐酸中，在30～50℃下以100～500r/min的转速下搅拌至变澄清，接着在30～50℃、100～500r/min的转速的搅拌下以0.05～0.1g/s的滴加速度加入9～10ml正硅酸乙酯，继续在30～50℃、100～500r/min的转速下持续搅拌20～30h，随后将反应液装入压力釜中，并将压力釜放入100～120℃烘箱中固化20～30h。经过离心、洗涤，在70～85℃下干燥10～15h得到固体粉末样品；将固体粉末样品放入马弗炉中，以1～3℃/min升温速率从10～35℃升至500～600℃并在500～600℃下煅烧4.5～6.0h，最终得到白色的多孔硅材料。优选的，所述多孔树脂材料的制备方法如下：参照中国发明专利cn102408580b中实施例1的制备方法得到环氧树脂多孔材料；将环氧树脂多孔材料浸泡在丙酮溶液中，在真空脱泡机中抽真空2～3次，静置2～3h，过滤，在30～40℃下真空干燥10～15h；接着将干燥后的预溶胀的环氧树脂多孔材料浸泡在丙烯酸单体的水溶液中，在真空脱泡机中抽真空2～3次，静置1～3h；在氮气氛围、50～65℃水浴、100～300r/min的转速下搅拌20～30h，过滤，将反应产物在55～70℃去离子水中浸泡10～15h，在30～50℃下超声10～15h，过滤，在70～85℃常规真空条件下干燥至恒重，得到所述多孔树脂材料。优选的，所述多孔碳材料的制备方法如下：将0.18～0.23g间氨基苯酚、0.18～0.23ml质量分数为25～28％的氨水溶解在25～30ml质量分数为12～38％的乙醇水溶液中，在10～35℃、100～300r/min下搅拌20～40min；接着加入将0.18～0.23g十六烷基三甲基溴化铵，继续在10～35℃、100～300r/min下搅拌20～40min；加入0.25～0.30ml甲醛，在10～35℃、100～300r/min下搅拌1～5分钟；随后以0.05～0.1g/s的速度滴加0.7～1.2ml正硅酸乙酯，在10～35℃、100～300r/min下搅拌20～30h；将所得的反应溶液倒入压力釜中，在70～85℃的烘箱中固化20～30h。经过离心、洗涤后，在70～85℃下真空干燥10～15h，得到固体粉末状样品；之后置于管式炉中，在氮气氛围下以1～5℃/min的升温速率从10～35℃升至550～650℃并在550～650℃保持2.5～4.0h，得到的粉末用8～12wt％的氢氟酸水溶液浸泡处理20～30h，再经过过滤、洗涤、干燥处理，得到多孔碳材料。本发明的有益效果：本发明软土地基施工方法，降低成本的同时节能环保，耐水性好、强度高，能够解决现有技术中淤泥固化速度慢、水泥用量大的问题，固化后的淤泥具备良好的抗压作用，同时固化后的淤泥的抗渗透效果良好；良好的抗渗透能力意味着固化后的淤泥的耐冲刷性能更好，具有较高的市场推广实用价值。本发明软土地基施工方法，所用主要原料来源于工业废气灰渣等，对废弃物的利用极大的节省了资源，同时也减少的废气灰渣不当放置带来的环境问题。具体实施方式实施例1一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:1:0.5:0.3。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。实施例2一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.5:1:0.2。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。实施例3一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.7:0.7:0.25。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。实施例4一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，加入多孔添加剂、氨水，在密封下以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.7:0.7:0.25。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。所述氨水用量为步骤s2中废弃灰重量的0.5倍。所述氨水的质量分数为25％。所述多孔添加剂用量为步骤s2中废弃灰重量的0.2倍。所述多孔添加剂为多孔硅材料。所述多孔硅材料的制备方法为：将5g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷加入到150ml质量分数为10％盐酸中，在50℃下以300r/min的转速下搅拌至变澄清，接着在50℃、300r/min的转速的搅拌下以0.05g/s的滴加速度加入10ml正硅酸乙酯，继续在50℃、300r/min的转速下持续搅拌24h，随后将反应液装入压力釜中，并将压力釜放入105℃烘箱中固化24h。经过离心、去离子水洗涤，在80℃下干燥12h得到固体粉末样品；将固体粉末样品放入马弗炉中，以3℃/min升温速率从25℃升至550℃并在550℃下煅烧5h，最终得到白色的多孔硅材料。实施例5一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，加入多孔添加剂、氨水，在密封下以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.7:0.7:0.25。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。所述氨水用量为步骤s2中废弃灰重量的0.5倍。所述氨水的质量分数为25％。所述多孔添加剂用量为步骤s2中废弃灰重量的0.2倍。所述多孔添加剂为多孔树脂材料。所述多孔树脂材料的制备方法为：参照中国发明专利cn102408580b中实施例1的制备方法得到环氧树脂多孔材料；将环氧树脂多孔材料浸泡在丙酮中，在真空脱泡机(型号kk-vt300，深圳市哈赛科技有限公司)中抽真空3次(使溶液经空隙充分进入到环氧树脂多孔材料基体中)，静置3h，500目网纱过滤，在40℃下真空干燥12h；接着将干燥后的预溶胀的环氧树脂多孔材料浸泡在丙烯酸单体的水溶液中，在真空脱泡机(型号kk-vt300，深圳市哈赛科技有限公司)中抽真空3次(使溶液经空隙充分进入到环氧树脂多孔材料基体中)，静置3h；在60℃水浴、300r/min的转速、氮气氛围下搅拌24h，500目网纱过滤，将反应产物在60℃去离子水中浸泡12h，在40℃下超声12h，500目网纱过滤，在80℃常规真空条件下干燥至恒重，得到所述多孔树脂材料。实施例6一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，加入多孔添加剂、氨水，在密封下以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.7:0.7:0.25。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。所述氨水用量为步骤s2中废弃灰重量的0.5倍。所述氨水的质量分数为25％。所述多孔添加剂用量为步骤s2中废弃灰重量的0.2倍。所述多孔添加剂为多孔碳材料。所述多孔碳材料的制备方法为：将0.2g间氨基苯酚、0.2ml质量分数为25％的氨水溶解在28ml质量分数为30wt％的乙醇水溶液中，在25℃、200r/min下搅拌30min；接着加入0.2g十六烷基三甲基溴化铵，继续在25℃、200r/min下搅拌30min；加入0.3ml甲醛，在25℃、200r/min下搅拌3分钟；随后以0.05g/s的速度滴加1.0ml正硅酸乙酯，在25℃、200r/min下搅拌24h；将所得的反应溶液倒入压力釜中，在80℃的烘箱中固化24h。经过离心、去离子水洗涤后，在80℃下常规真空干燥12h，得到固体粉末状样品；之后将粉末置于管式炉中，在氮气氛围下以3℃/min的升温速率从25℃升至600℃并在600℃保持3h，得到的粉末用8wt％的氢氟酸水溶液浸泡处理24h，再经过抽滤、去离子水洗涤、80℃常规真空干燥24h，得到多孔碳材料。实施例7一种淤泥固化剂的制备方法，包含以下步骤：s1将脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱分别加入到tpb-60破碎机(济宁山银煤矿机械有限公司)中在970r/min下破碎3h，然后分别加入到管磨机(河南大山矿山机械有限公司，型号：ф1500×3000)粉磨至各原料比表面积为450m2/kg；s2将粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱加入到搅拌机中以100r/min的转速搅拌混合1h，加入多孔添加剂、氨水，在密封下以100r/min的转速搅拌混合1h，在105℃下烘30min，即得所述淤泥固化剂。所述粉磨后的脱硫脱硝废弃灰、粉煤灰、磷石膏、重碱的质量比为1:0.7:0.7:0.25。所述重碱为碳酸钠和碳酸氢钠按质量比1:0.4。所述氨水用量为步骤s2中废弃灰重量的0.5倍。所述氨水的质量分数为25％。所述多孔添加剂用量为步骤s2中废弃灰重量的0.2倍。所述多孔添加剂为多孔树脂材料与多孔碳材料按质量比1:2.5混合而成。所述多孔树脂材料的制备方法为：参照中国发明专利cn102408580b中实施例1的制备方法得到环氧树脂多孔材料；将环氧树脂多孔材料浸泡在丙酮中，在真空脱泡机(型号kk-vt300，深圳市哈赛科技有限公司)中抽真空3次(使溶液经空隙充分进入到环氧树脂多孔材料基体中)，静置3h，500目网纱过滤，在40℃下真空干燥12h；接着将干燥后的预溶胀的环氧树脂多孔材料浸泡在丙烯酸单体的水溶液中，在真空脱泡机(型号kk-vt300，深圳市哈赛科技有限公司)中抽真空3次(使溶液经空隙充分进入到环氧树脂多孔材料基体中)，静置3h；在60℃水浴、300r/min的转速、氮气氛围下搅拌24h，500目网纱过滤，将反应产物在60℃去离子水中浸泡12h，在40℃下超声12h，500目网纱过滤，在80℃常规真空条件下干燥至恒重，得到所述多孔树脂材料。所述多孔碳材料的制备方法为：将0.2g间氨基苯酚、0.2ml质量分数为25％的氨水溶解在28ml质量分数为30wt％的乙醇水溶液中，在25℃、200r/min下搅拌30min；接着加入0.2g十六烷基三甲基溴化铵，继续在25℃、200r/min下搅拌30min；加入0.3ml甲醛，在25℃、200r/min下搅拌3分钟；随后以0.05g/s的速度滴加1.0ml正硅酸乙酯，在25℃、200r/min下搅拌24h；将所得的反应溶液倒入压力釜中，在80℃的烘箱中固化24h。经过离心、去离子水洗涤后，在80℃下常规真空干燥12h，得到固体粉末状样品；之后将粉末置于管式炉中，在氮气氛围下以3℃/min的升温速率从25℃升至600℃并在600℃保持3h，得到的粉末用8wt％的氢氟酸水溶液浸泡处理24h，再经过抽滤、去离子水洗涤、80℃常规真空干燥24h，得到多孔碳材料。实施例8一种软土地基施工方法：(1)将实施例5所制备的淤泥固化剂与含水量44.8wt％淤泥按比例1:12混合均匀；(2)闷料4小时；(3)压实成型；(4)在养护箱中进行养护，养护温度25℃，相对湿度为85％，养护10天。实施例9一种软土地基施工方法：(1)将实施例6所制备的淤泥固化剂与含水量44.8wt％淤泥按比例1:12混合均匀；(2)闷料4小时；(3)压实成型；(4)在养护箱中进行养护，养护温度25℃，相对湿度为85％，养护10天。实施例10一种软土地基施工方法：(1)将实施例7所制备的淤泥固化剂与含水量44.8wt％淤泥按比例1:12混合均匀；(2)闷料4小时；(3)压实成型；(4)在养护箱中进行养护，养护温度25℃，相对湿度为85％，养护10天。实施例中各部分原料来源如下：脱硫脱硝废弃灰：来自中建材北方集团脱硫脱硝废弃灰，主要成分为sio258.06％，al2o32.46％，fe2o31.25％，cao5.86％，mgo3.9％，na2o1.78％，k2o23.81％，so31.21％。粉煤灰：绥中电厂，粒径为0.5～200μm，符合gbt1596-2005中规定的i级的标准。磷石膏：caso4·2h2o占75wt％，秦华瀛磷酸厂。氨水：质量分数25％，济宁市顺源化工有限公司。丙烯酸单体：cas号：79-10-7。间氨基苯酚：cas号：591-27-5。正硅酸乙酯：cas号：78-10-4。十六烷基三甲基溴化铵：cas号：57-09-0。聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷：型号：f127，美国sigma-aldrich公司。测试例1分别将实施例1～7中制备得到的淤泥固化剂与含水量44.8wt％的淤泥按质量比1:10搅拌混合均匀，闷料，压实成型，制备成100mm×100mm×100mm的试件，试样上喷水，然后保鲜袋套住，放进水槽养护7d，养护温度控制在20℃，相对湿度为88％。无侧限抗压试验：参考刘仁钊“基于不同固化剂作用下淤泥改良前后力学性能变化”广东工业大学硕士学位论文中2.3.1无侧限抗压试验中的方法进行测试。表1抗压性能测试例2分别将实施例1～7中制备得到的淤泥固化剂与含水量44.8wt％的淤泥按质量比1:10搅拌混合均匀，闷料，压实成型，制备成直径为100mm、高度为50mm的圆柱形试块，待试块成型后用塑料薄膜覆盖表面，并置于温度为25℃、相对湿度为88％的环境下氧化28d龄期，然后按照西南科技大学硕士学位论文《基于正交方法透水混凝土性能影响因素试验研究》(作者：付东山)第2.4.1节透水系数测定方法进行测试。表2渗透性能测试实施例渗透系数(mm/s)实施例114.1实施例215.8实施例313.6实施例412.9实施例512.5实施例611.9实施例716.2从表2中可以看出，使用本发明的淤泥固化剂将软基淤泥固化后的土块具备良好的抗渗透性，能够很好的承受雨水的冲刷。测试例3分别对实施例8-10得到的淤泥固化土，进行测试，见表3。表3理化性能测试粘聚力c值，kpa内摩擦角值φ，°实施例850.625.8实施例951.326.4实施例1054.528.5上述实施例的粘聚力c值大于50kpa，内摩擦角值φ大于25°，改良固化后的淤泥满足填筑碾压的工程土需求。尽管通过一些实施方式描述了本发明，但本领域技术人员能够理解，可以对它们进行各种改变，可以用等价物代替本发明的要素，也可以进行需要的改进以使特定的情形或材料适用于本发明的教导，只要不偏离本发明的本质和基本范围。因此，本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方式。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12