專利名稱：非壓實回填土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型土木工程新材料，適用于橋涵臺背回填，道路加寬 路基回填，地下工程和管線工程回填及狹小建筑基坑回填。
技術(shù)背景在道路運營期間，由于臺背回填土與橋面出現(xiàn)不同的沉降，致使路面和 橋面連接處開裂，形成高低不一的路面，車輛通過時產(chǎn)生跳躍和沖擊，從而 對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，甚至造成 車輛大幅減速，嚴(yán)重的可導(dǎo)致交通事故，這種現(xiàn)象稱為橋頭跳車。這種病害 在軟土地基路段尤為突出。由此增加了道路的維修費用，占據(jù)著道路維修養(yǎng) 護費的大部分，是一直未能解決的建筑施工難題。壓縮沉降主要取決于填料 性質(zhì)、施工條件及臺前臺背的防護排水工程的設(shè)置等情況。為了減少臺背填 料自身的工后沉降， 一般采用多孔隙的滲透性填料，但由于橋臺附近地方狹 窄，施工時壓實機具不能過分靠近臺背，填料顆粒間孔隙無法完全消除，在 公路自重及車輛的垂直與振動荷載作用下，填料自身會不可避免的產(chǎn)生壓縮 沉降，造成跳車。本發(fā)明能夠較好的解決這個問題，由于非壓實回填土有著 較好的流動性，能夠達到自密實，并有一定的強度保證，可以有效地避免沉 降的發(fā)生。隨著交通量的日益增長，已建公路有一部分不能滿足使用要求，需 要進行加寬。在公路的道路加寬中，大多采用原路基兩側(cè)拼接加寬的方式， 這樣就需要擴大公路占用土地，并且在東南沿海地區(qū)軟基分布廣，地基承載 能力低，新加寬的路基與原路基沉降差異，使路基橫向沉降呈反盆形式分布， 時常導(dǎo)致路面及路堤兩側(cè)附近的結(jié)構(gòu)物被拉裂破壞。而非壓實回填土能夠垂 直填土，節(jié)省用地、減少拆遷、節(jié)省投資，在舊路基礎(chǔ)上加寬，幾乎不需要 重新征地。貯水管、輸氣管、電線和電信電纜通常埋在土壤的下層。在這種情況下， 不只普通的土壤不能充滿管子的下側(cè)，由于管子的保護和建筑界限的狹窄， 就連填土也不能很好的接觸。通常在為安裝地層結(jié)構(gòu)的管線開鑿以后，砂子 就作為回填物質(zhì)。剩下的普通土壤在大多數(shù)情況下作為建筑副產(chǎn)品——廢土 處理掉了。所以用完了大量的天然砂，大量的廢物也隨之發(fā)生。另外在建筑 工程施工中，建筑物基礎(chǔ)及其四周不能使用大型壓實機械，回填土無法得到 壓實，另外一些施工需要在建筑物下面進行，場地狹小、低矮，普通施工機 械根本無法進入施工現(xiàn)場，基礎(chǔ)無法壓實很容易導(dǎo)致沉降的發(fā)生。非壓實回 填土則能夠很好得解決這些問題。在國內(nèi)雖然輕量填土已有實驗性工程，得到一定得推廣，但是造價 較高、強度較低在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。粉煤灰摻水泥回填技術(shù) 也有一定發(fā)展，在現(xiàn)在土木工程中，粉煤灰己經(jīng)得到很好利用，不再當(dāng)作一 種廢料對待，而且其早期強度差，造價也相對較高，無法利用工程棄土，因 此也限制其在工程中的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種一種非壓實回填土，其特征在于，在細粒土中摻入普通硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥的摻入量按照0.10-0.20的灰土比計算，按照 2.0 3.5的水灰比計算摻水量，摻水拌合后澆筑流平，并經(jīng)過養(yǎng)護，水泥顆粒 水化并與土粒產(chǎn)生理化反應(yīng)，逐漸硬化形成的材料；上述的細粒土是指粉質(zhì) 土或粘質(zhì)土，其中粒徑小于0.074mm顆粒的質(zhì)量多于總質(zhì)量的75%。細粒土具體指標(biāo)參見《公路土工試驗規(guī)程》JTJ 051-93。上述所指養(yǎng)護和現(xiàn)有混凝土路面養(yǎng)護工藝相似。施工準(zhǔn)備基坑清理?；靥钔潦┕さ幕討?yīng)打掃干凈，無浮土、垃圾等雜物。對于 周邊已經(jīng)壓實的路基，其邊緣部位應(yīng)切削整齊，無壓實不良狀況。材料選擇?？梢跃偷剡x材，選擇細粒土。固化劑采用普通硅酸鹽水泥。 配合比選擇。配合比要通過試驗進行選擇，試驗工作要提前進行，最好 與設(shè)計同步，保證施工時能提供設(shè)計所需要的配合比。施工方法參考公路土工試驗規(guī)程酒精燃燒法(TO104-93)測量所用土的含水量w， 應(yīng)進行兩次平行測量，允許平行差值0.4%。按照所選擇的配合比計算三種材料的需要量，并用上面測量的含水量換 算出土和水的實際重量。每方回填土的基礎(chǔ)材料用量計算方法如下 土的用量S-G/(l+n+mn); 實際用土量S1=S* (l+w) 水泥用量C二S氣水的用量W^C^m; 實際用水量WbW- (Sl-S)注G-回填土的濕潤密度m-水灰比W/C n-灰土比C/S按每次拌合所需材料數(shù)量，稱取水泥、水和過篩后的土的重量。 把已稱好的土和水泥放入攪拌機，干拌20s左右，再放入己稱好的水，攪拌2 3分鐘即可。將拌合好的流動土用泵送或用流動土滑流槽倒入或灌入指定位置。 混合料澆筑完成后，應(yīng)加蓋草氈養(yǎng)護24h以上，保證強度增長，期間應(yīng)嚴(yán)禁車輛和行人通過。分層施工時，在底層施工12小時后可以開始上層的施工。 質(zhì)量檢驗流動值。攪拌時允許誤差范圍180士20mm。由于本材料的流動度比較大，無法采用現(xiàn)行規(guī)范中的測量方法，本發(fā)明 特別采用了一種適合本材料的測量方法。具體步驟(參見圖1)如下 由出料口取試料。準(zhǔn)備內(nèi)徑80mm,高80mm的金屬或硬質(zhì)塑料制成的空心圓筒。將圓筒水平靜置于鋼板或硬質(zhì)塑料板上。慢慢將試料注滿圓筒。手指輕敲圓筒外側(cè)，使試料的表面與圓筒的上端齊平，擦去溢出的試料。 慢慢將圓筒垂直提起，并靜置1分鐘。用尺量出試料底面最大擴散直徑及與其垂直方向的直徑，計算兩者的平 均值作為流動值。無側(cè)限抗壓強度。由出料口取料制作7.07cm立方體試件，試件成型后放 入標(biāo)養(yǎng)室，溫度20。C土2。C，相對濕度在95%以上，24h后拆模，試件宜放在 鐵架或木架上，間距至少10mm，避免被水直接沖淋。測得28d無側(cè)限抗壓強 度應(yīng)大于設(shè)計值。主要優(yōu)點
經(jīng)濟環(huán)保挖方棄土一般都是粉性土，粉性土為最差的筑路材料。因含 有較多的粉土粒，易被壓碎、揚塵大、浸水時很快被濕透，易成流體狀態(tài)， 而產(chǎn)生凍漲和翻漿，因此它在道路施工中作為廢料處理，而非壓實回填土則 可直接利用粉性土，回填基坑，既避免了環(huán)境污染，又能夠就地取材，經(jīng)濟 節(jié)省。高流動性非壓實回填土不同于水泥穩(wěn)定土，區(qū)別在于它有著很高的水 灰比，靠著很高的流動性可以自己密實，達到較高的充填度。強度的可調(diào)節(jié)性不同的土質(zhì)、不同配合比會有不同的強度，調(diào)節(jié)范圍從0.6MPa-2.0MPa。
( 28d強度)良好的施工性非壓實回填土由于具有良好的流動性和固化后的自立性， 且澆筑時不需要振搗和碾壓作業(yè)，可進行遠距離或窄小空間內(nèi)施工。使用范圍廣由于使用材料簡單，造價低廉，而且在造價低的水平下可 以產(chǎn)生較高的早期強度，并且施工工藝簡單，可以在各類土木工程中應(yīng)用。


圖1:流動值檢測示意圖具體實施方式
實施例1材料粉質(zhì)土， 425#普通硅酸鹽水泥 配合比水灰比=2.5，灰土比=0.2 流動值183mm 28天強度1.62MPa 實施例2材料粉質(zhì)土， 425#普通硅酸鹽水泥 配合比水灰比=3.2，灰土比=0.15 流動值188mm 28天強度1.15MPa 實施例3材料粉質(zhì)土， 325#普通硅酸鹽水泥 配合比水灰比=3.5，灰土比=0.15 流動值198mm28天強度0.92MPa 實施例4材料粉質(zhì)土， 425#普通硅酸鹽水泥 配合比水灰比=3.2，灰土比=0.1 流動值162mm 28天強度1.35MPa 實施例5材料粉質(zhì)土， 325#普通硅酸鹽水泥 配合比水灰比=2.0，灰土比=0.2 流動值165mm 28天強度1.98MPa
權(quán)利要求
1、一種非壓實回填土，其特征在于，在細粒土中摻入普通硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥的摻入量按照0.10～0.20的灰土比計算，按照2.0～3.5的水灰比計算摻水量，摻水拌合后澆筑流平，并經(jīng)過養(yǎng)護，水泥顆粒水化并與土粒產(chǎn)生理化反應(yīng)，逐漸硬化形成的材料；上述的細粒土是指粉質(zhì)土或粘質(zhì)土，其中粒徑小于0.074mm顆粒的質(zhì)量多于總質(zhì)量的75％。
全文摘要
非壓實回填土屬于土木工程領(lǐng)域。本發(fā)明在細粒土中摻入普通硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥的摻入量按照0.10～0.20的灰土比計算，按照2.0～3.5的水灰比計算摻水量，摻水拌合后澆筑流平，并經(jīng)過養(yǎng)護，水泥顆粒水化并與土粒產(chǎn)生理化反應(yīng)，逐漸硬化形成的材料；上述的細粒土是指粉質(zhì)土或粘質(zhì)土，其中粒徑小于0.074mm顆粒的質(zhì)量多于總質(zhì)量的75％。適用于橋涵臺背回填，道路加寬路基回填，地下工程和管線工程回填及狹小建筑基坑回填，具有經(jīng)濟、高流動性、施工簡單的優(yōu)點，同時能夠利用工程棄土，有利于環(huán)境保護和降低工程造價。
文檔編號C04B28/04GK101157539SQ200710175249
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者張金喜, 爽 李, 猛 范, 郭明洋 申請人:北京工業(yè)大學(xué)