一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用城市垃圾焚燒灰的地下深層攪拌粧，屬于土木工程施工的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，城市垃圾的產(chǎn)生量日益增加，已對(duì)環(huán)境造成越來(lái)越大的影響。為了保護(hù)我們的家園，可以將垃圾回收并合理利用，能變廢為寶。通過研究，這種無(wú)害化的垃圾焚燒渣能夠在建材、道路、橋梁工程等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]城市垃圾焚燒灰的化學(xué)分析表明:底灰的主要成分為Si02、A1203、CaO、Fe2O3和未燃盡的炭，其中主要組成為Si02=34.32%?49.53%, Ca0=15.66%?35.23%, Al2O3 =8.59%?13.54%, Fe2O3= 5.28%?10.23% ;其次還含有Na2O ,K2O ,MgO等。在美國(guó)和荷蘭，底灰(或混合灰渣)被用作混凝土中的部分替代骨料。最常見的是將底灰、水、水泥及其它骨料按一定比例制成混凝土磚，相關(guān)技術(shù)在美國(guó)已有商業(yè)化應(yīng)用。
[0004]從1985年起，美國(guó)Stony Brook大學(xué)海洋科學(xué)研究中心廢物管理所開始評(píng)估穩(wěn)定后垃圾灰渣的各種海洋和陸地利用的可行性。他們?cè)贚ong IslandSound海底，用穩(wěn)定后焚燒灰渣制成的水泥磚建成了2座人工暗礁。在6年實(shí)驗(yàn)時(shí)間里，研究表明并沒有有機(jī)或無(wú)機(jī)的有毒有害成分從焚燒灰渣水泥磚中滲出到環(huán)境中去。然后，他們進(jìn)行了一系列的研究，評(píng)價(jià)垃圾灰渣作為建筑用水泥替代骨料的可行性。結(jié)果表明:采用不同產(chǎn)地的焚燒灰渣制成了符合或超過美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)的水泥磚，證明了灰渣建材利用的技術(shù)可行性。此外，一個(gè)利用灰渣磚建造船庫(kù)的示范工程也已經(jīng)建立，在這個(gè)項(xiàng)目里，他們將350 t灰渣(100 t混合灰渣，250 t底灰)與硅酸鹽水泥混合，用傳統(tǒng)制磚工藝將其制成標(biāo)準(zhǔn)空心磚，然后用此磚建成27m長(zhǎng)、18m寬、7m高的船庫(kù)。在建成后的30個(gè)月中，研究者周期性地收集船庫(kù)里的空氣樣品進(jìn)行測(cè)定(TSP、顆粒態(tài)和氣態(tài)PC2DDPPCDF、揮發(fā)和半揮發(fā)有機(jī)物及揮發(fā)性Hg等)并與周圍大氣樣品做比較分析，與船庫(kù)圍墻接觸的雨水樣品及船庫(kù)建成前后的土壤樣品也被采集用以分析其中的微量元素，結(jié)果表明:船庫(kù)內(nèi)的空氣質(zhì)量與周圍大氣相同；灰渣中的環(huán)境相關(guān)污染物能被有效地截留于水泥基質(zhì)中；工程測(cè)試還表明該灰渣磚與標(biāo)準(zhǔn)混凝土磚的抗壓強(qiáng)度相當(dāng)。這些研究表明，垃圾灰渣的環(huán)境協(xié)調(diào)性和材料的使用性能安全可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是利用城市垃圾焚燒灰，提供一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌粧，既加固了地基土，提高了地基土的承載力，又可以解決目前社會(huì)難以解決的城市環(huán)境問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌粧，粧體包括城市垃圾焚燒灰和水泥，其施工工藝流程為:
I)定位:攪拌機(jī)運(yùn)行到指定的粧位處，對(duì)中并保證粧架垂直，當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)調(diào)整基座保持水平；
2)預(yù)拌下沉:起動(dòng)攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動(dòng)機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)；
3)制備水泥和城市垃圾焚燒灰的漿體:等攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)，即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥和垃圾灰的漿體，并計(jì)算每Im3水泥土加固體中應(yīng)注入的漿體體積量，以及漿液的密度，待壓漿前將漿體倒入集料斗中；
4)提升噴漿和攪拌:攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿栗將制備的水泥灰漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)；
5)重復(fù)向上、向下攪拌:攪拌機(jī)是提升至設(shè)計(jì)加固層的的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥灰漿應(yīng)正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面；
6)清洗:各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿栗，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈；
7)移位:重復(fù)上述1~6步驟，再進(jìn)行下一根粧的施工。
[0007]本發(fā)明的深層攪拌粧，在進(jìn)行深層攪拌粧施工時(shí)，將其部分所用水泥用城市垃圾焚燒灰代替，具有以下優(yōu)點(diǎn):I)這種深層攪拌粧擋土結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗?jié)B特征，在基坑開挖時(shí)可以不用井點(diǎn)降水，從而避免對(duì)周圍地下管線和建筑物造成危害；2)利用本方法施工無(wú)污染，基本上無(wú)振動(dòng)和噪聲，造價(jià)超低，如果能采用該法作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，無(wú)疑是一種最為經(jīng)濟(jì)的方案；3)此方法可以減少城市的垃圾，將垃圾變成寶貝，應(yīng)用到建材、道路等領(lǐng)域，可以說(shuō)是減輕了我們國(guó)家的環(huán)境問題；4)通過將垃圾灰與水泥按一定比列混合適用，減少了水泥的用量，由于水泥的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出垃圾灰的造價(jià)，故大大降低了工程造價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明攪拌粧的生產(chǎn)工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
特點(diǎn)及功效茲舉例一下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程如下:
1)定位:攪拌機(jī)運(yùn)行到指定的粧位處，對(duì)中并保證粧架垂直，當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)調(diào)整基座保持水平；
2)預(yù)拌下沉:起動(dòng)攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動(dòng)機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)；
3)制備水泥和垃圾灰漿體:等攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)，即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥和垃圾灰漿體，并計(jì)算每Im3水泥土加固體中應(yīng)注入的漿體體積量m3，以及漿液的密度g/cm3，待壓漿前將漿體倒入集料斗中；
例如:已知水灰比為0.45，水泥摻入比14%時(shí)，Im3水泥土中耗用的水泥和垃圾灰(簡(jiǎn)稱水泥灰)的總量為14%X 19.2kg=268.8kg=0.2688t。當(dāng)水和水泥灰的密度分別取1.0g/cm3和 3.0g/cm 3時(shí)，則 Im 3水泥土中應(yīng)注入漿液量 V 為 V=0.2688X0.45+ (0.2688/3.0)=0.1210+0.0896=0.2106m3，而漿液的密度 p= (0.1210+0.2688) /0.2106=1.8510g/cm3 ；
4)提升噴漿和攪拌:攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿栗將水泥灰漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)，一般提升速度不超過0.Sm/min ；
5)重復(fù)向上、向下攪拌:攪拌機(jī)是提升至設(shè)計(jì)加固層的的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥灰漿應(yīng)正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面；
6)清洗:各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿栗，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈；
7)移位:重復(fù)上述1~6步驟，再進(jìn)行下一根粧的施工。
[0011 ] 本發(fā)明的攪拌粧與傳統(tǒng)的水泥土攪拌粧相比，把所用的主要材料水泥改為水泥和垃圾灰混合物，大大降低了成本，又可以把城市垃圾用于工程中，既加固了地基土，提高地基土的承載力，適當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄓ挚梢赃_(dá)到止水的目的，更顯著的優(yōu)點(diǎn)是，比采用預(yù)制粧、灌注粧、土層錨桿等更能節(jié)省了水泥，更加經(jīng)濟(jì)、適用，大大降低了成本、變廢為寶。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌粧，粧體包括城市垃圾焚燒灰和水泥，其施工工藝流程為: 1)定位:攪拌機(jī)運(yùn)行到指定的粧位處，對(duì)中并保證粧架垂直，當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)調(diào)整基座保持水平； 2)預(yù)拌下沉:起動(dòng)攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動(dòng)機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制，如果下沉太慢，可從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)； 3)制備水泥和城市垃圾焚燒灰的漿體:等攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)，即開始按設(shè)計(jì)確定的配合比拌制水泥和垃圾灰的漿體，并計(jì)算每Im3水泥土加固體中應(yīng)注入的漿體體積量，以及漿液的密度，待壓漿前將漿體倒入集料斗中； 4)提升噴漿和攪拌:攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿栗將制備的水泥灰漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)； 5)重復(fù)向上、向下攪拌:攪拌機(jī)是提升至設(shè)計(jì)加固層的的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥灰漿應(yīng)正好排空，為了使軟土和水泥灰漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面； 6)清洗:各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿栗，清洗全部管路中殘存的水泥灰漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈； 7)移位:重復(fù)上述1~6步驟，再進(jìn)行下一根粧的施工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌粧，其特征在于:所述流程步驟3)中，水泥和垃圾灰的比例< 0.45。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌粧，其特征在于:所述流程步驟4)中，攪拌機(jī)的提升速度< 0.8m/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能型水泥灰土深層攪拌樁，屬于土木工程施工的技術(shù)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)水泥土攪拌樁相比，本發(fā)明主要采用一種新材料：城市垃圾焚燒灰，利用攪拌機(jī)將城市垃圾焚燒灰、水泥按一定比例混合與地基土相拌和，形成一種樁體。其施工方法包含有下述步驟：a.定位；b.預(yù)拌下沉；c.制備水泥和垃圾灰漿體；d.提升噴漿和攪拌；e.重復(fù)向上、向下攪拌；f.清洗；g.移位。本發(fā)明既加固了地基土，提高了地基土的承載力，適當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄓ挚梢赃_(dá)到止水的目的，更顯著的優(yōu)點(diǎn)是，比采用預(yù)制樁、灌注樁、土層錨桿等更能節(jié)省了水泥，更加經(jīng)濟(jì)、適用，大大降低了成本、變廢為寶，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【IPC分類】E02D5/46
【公開號(hào)】CN105155531
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510620954
【發(fā)明人】高路恒, 徐衛(wèi)星, 徐琳
【申請(qǐng)人】高路恒
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日