一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，主要适用于吹填土地基的处理。属于岩土工程领域。
【背景技术】
[0002]随着我国的沿江沿海地区经济发展，基础建设用地需求量日趋紧张，围海造田已成为现在解决用地紧张的有效方法，但经过围海造田所形成的吹填土具有含水率高、流动性强、强度低等特点，所以如何对这些吹填土进行处理以满足工程建设的需要，一直以来都是一个技术难题。尤其是对东南沿海地区的吹填土的处理，已成为沿海地区港口、交通以及城市建设的关键技术。
[0003]真空预压虽然在吹填土地基的处理中已得到了普遍使用，但由于吹填土具有含水率高、颗粒细小、流动性强的特点，往往导致在真空预压期间竖向排水板发生弯折，淤堵等问题，虽在方法和工艺上进行了不断的改进和创新，但仍难满足加固需要。
[0004]絮凝目前常用于污泥以及污水处理中，当絮凝剂加入悬浮液中时，它能够加快固液分离速度。常用的絮凝剂有有机高分子絮凝剂和无机絮凝剂，有机絮凝剂包括阳离子絮凝剂(如甲基丙烯酸乙酯基氯化铵共聚物，丙烯酸乙酯基三甲基铵硫酸甲酯共聚物等)、阴离子絮凝剂(如聚丙烯酸钠，聚苯乙烯磺酸钠等)以及非离子型絮凝剂(如聚乙烯甲基醚，聚氧化乙烯等)；无机絮凝剂包括无机低分子絮凝剂(如KAL(S04)2，FeCL2等)和无机高分子絮凝剂(主要有聚铝类和聚铁类)。
[0005]吹填土和污泥粒子的性质相似，均带有带负电荷，它们之间的静电斥力会阻止微粒间相互接近而聚合成较大的颗粒。加入絮凝剂后，发生金属离子水解和聚合作用，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电子层、降低ζ电位，随着絮凝剂的加入，吹填土颗粒表面的负电荷不断的被中和，颗粒间的排斥能不断降低降低，最终颗粒间的静电作用以引力为主从而使吹填土脱稳产生徐凝沉淀。这样吹填土就能够形成较大的颗粒，缩短了沉积时间，并增大了颗粒之间的孔隙。
[0006]絮凝剂在絮凝机理中的架桥作用，也称桥联作用，能够进一步促进胶粒的结合，所谓架桥作用就是指溶液中的胶体和悬浮颗粒物通过有机或无机高分子架桥联接成絮凝体而沉淀下来。桥联有两种类型，一种是带负电荷的胶体粒子与带正电荷的阳离子高分子絮凝剂的桥联，另一种是带相同电荷的物质间的桥联，如带负电荷的胶体粒子与带负电荷的高分子絮凝剂间的桥联。前者也涉及到电中和的作用，脱稳作用力主要由于库伦引力的原因，效果比后者好。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于克服以上真空预压前期的缺陷，整合絮凝剂在污水及污泥处理中的优点，将其引入到吹填土地基处理中，采用絮凝联合真空预压的方法对吹填土地基进行处理。即在吹填时先加入混合絮凝剂改变吹填土的性质与结构，使其后期更适合采用真空预压处理，并加速吹填土的水土分离，缩短沉积时间。带混合絮凝剂与吹填土充分反应并沉积稳定后在采用真空预压处理。
[0008]由于吹填土粒子带负电荷，它们之间的静电斥力会阻止微粒间相互接近而聚合成较大的颗粒，所以沉积较慢且较小的颗粒在真空预压期间更容易产生竖向排水板的堵塞以及淤泥抱团现象，而混合絮凝剂加入吹填土之后会发生金属离子水解和聚合作用，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电子层、降低ζ电位，使吹填土间的最大排斥能降低，从而使吹填土脱稳。另外加之混合絮凝剂的在吹填土中的架桥及卷扫作用，可以使吹填土粒子更容易结合成较大颗粒，从而可以减缓真空预压期间的淤堵现象。另外，在较细的吹填土颗粒结合成较大土颗粒的同时会使土颗粒间的孔隙变大，这样相当于扩大了土粒间的排水孔道，更有利于真空预压期间的排水，从而能够快速有效的加固吹填土地基，经过大量的试验证明:当分别加入相同剂量的丙烯酰胺、聚铝和FC时，加入丙烯酰胺的效果最佳，但造价也较高，聚铝次之，FC最差，因此将三者按照2: 3: 5的比例组合完全能够到达处理效果，又节省了造价，当加入量为4%，十字剪切板强度可以达到49kpa，远远高于没有经过絮凝的吹填土用普通真空预压处理的强度。
[0009]经大量的试验证明，当絮凝剂的参入量低于0.1%时，在真空预压处理后的效果相对于不惨絮凝剂的并无太大区别，十字板剪切强度均在17kpa左右。而参入量过高时对强度的增长并不明显，当掺入3%时的十字板剪切强度最高为44kpa，掺入4%时的为49kpa。因此掺入剂量应控制在0.1% -3%。
[0010]在混和絮凝剂与吹填土混合吹填时，絮凝剂输送管道接入吹填土输送管道的位置应距吹填输送管道出口处至少5m以上，以使絮凝剂和吹填土能够充分的混合均匀，待混合均匀后的吹填土吹填到预定场地后要静置沉积1-2个月，以保证絮凝剂与吹填土完全反应以及吹填土在絮凝及作用下结合成的大颗粒稳定后再进行真空预压处理。
[0011]本发明的技术方案:本方法涉及一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，该方法可以有效缩短吹填土在进行真空预压处理前的沉积时间，改善真空预压期间的排水固结效果。从而能够更好的处理吹填土地基。
[0012]本方案的实施步骤包括以下内容:絮凝吹填工序和真空预压工序。絮凝工序实施时先将有机阳离子型絮凝剂、无机高分子絮凝剂和无机低分子絮凝剂按2: 3: 5加入到加料配制仓，搅拌均匀后通过絮凝剂输送管道泵送泵送仓，经泵送仓输送至吹填土吹填管道，使其随吹填土一起吹填至预定场地，待其充分反应后进行真空预压。真空预压工序实施时在需要处理的吹填土地基上铺设一层编织布；对竖向排水板进行定位；打设浅层和深层竖向排水板；布设横向排水体系；铺设土工织物；铺设密封膜；连接抽真空设备。
[0013]当针对设计强度和工期不同时，可以适当调调整有机絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及无机低分子絮凝剂的配合比，当工期和强度要求较低是可以单纯使用无机低分子或无机高分子絮凝剂进行吹填处理以节省造价。
[0014]当吹填土含水率较高时，应增大无机阳离子型絮凝剂的掺入比例，以使吹填土能够更快的实现水土分离，产生絮凝沉淀，缩短沉积时间。
【附图说明】
[0015]图1--本发明的絮凝剂吹填流程图
[0016]图2--本发明的加料配制仓不意图
[0017]图3—一本发明的真空预压整体示意图
[0018]图中:1、加料配制仓，2、泵送仓，3、混和絮凝剂，4、絮凝剂输送泵，5、絮凝剂输送管道，6、吹填土，7、海水，8、絮凝剂与吹填土的混合体，9、吹填土输送管道，10、絮凝剂输送管道与吹填土输送管道的接口，11、搅拌器，12、吹填土输送泵，13、抽真空设备，14、真空表，15、密封沟，16、横向排水支管，17、密封系统，18、编织布，19、竖向排水板，20、直排接头，21、
增压输气管，22增压滤管，23、增压设备。
【具体实施方式】
[0019]在具体实施时，将加料配制仓通过絮凝剂输送管道与泵相连，再将泵连接到泵送仓，通过絮凝剂输送管道将泵送仓接到吹填土吹填管道。实施时，将有机阳离子型絮凝剂、无机高分子絮凝剂和无机低分子絮凝剂按2: 3: 5加入到加料配制仓，搅拌均匀后通过絮凝剂输送管道泵送泵送仓，经泵送仓输送至吹填土吹填管道，使其随吹填土一起吹填至预定场地。真空预压实施时在需要处理的吹填土地基上铺设一层编织布；对竖向排水板进行定位；打设竖向排水板；布设横向排水体系；将竖向排水板连接到横向排水支管，将横向排水主管接入横向排水主管；铺设土工织物；铺设密封膜；再将横向排水主管接入抽真空设备。
[0020]吹填土在经过絮凝后，可以联合各式真空预压进行处理。
【主权项】
1.一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于混合絮凝剂应以液体的形式同吹填土一起吹填。
2.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于加入的混合絮凝剂由丙烯酰胺、聚铝和FC按2: 3: 5的比例组成。
3.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于在配制混合絮凝剂时，有机絮凝剂应选择阳离子型有机絮凝剂。
4.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于混合絮凝剂应配制成其最高浓度的溶液或浆体。
5.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于应根据吹填土的含水率掺入适量的絮凝剂，应控制在0.1% -3%。
6.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于应在吹填土与絮凝剂与混合絮凝剂充分反应并经过一定的沉积后方可进行真空预压处理，应待其自然沉积1-2个月。
7.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于絮凝剂输送管道接入吹填土输送管道的位置应距吹填输送管道出口处至少5m以上。
8.根据权利要求1所述的一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，其特征在于在絮凝并经过沉积后的吹填土地基可以用直排式、增压式或密闭直抽式真空预压进行处理。
【专利摘要】本发明涉及一种絮凝联合真空预压处理吹填土地基的方法，该方法包括絮凝和真空预压两大工序。本发明由于前期絮凝剂改变了吹填土的性质，提高了后期真空预压的排水效率，另外，由于絮凝剂和吹填土结合在一起又能够有效提高其整体强度，所以通过絮凝联合真空预压能够有效提高吹填土地基的整体加固效果。
【IPC分类】E02D3-11
【公开号】CN104674785
【申请号】CN201510002710
【发明人】蔡袁强, 王军, 王鹏, 符洪涛, 卫会星, 金亚伟, 丁光亚, 胡秀青, 谷川 , 郭林, 宓炜
【申请人】王军
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月5日