技术领域
[0001] 本发明涉及地基处理技术领域，具体涉及一种地聚合物搅拌桩联合排水砂井的软土复合地基施工方法。
相关背景技术
[0002] 水泥搅拌桩法是一种经过时间检验的地基处理技术，它通过将水泥与软弱层原位土搅拌混合，与周边土体形成复合地基共同承受上部荷载，可显著提升软土地基的承载能力并降低沉降变形。这种方法适用于改善淤泥质土、粘土、淤泥质沙等不良地质，但是水泥基注浆材料不满足可持续发展的理念，会面临着高能源消耗和碳排放增加问题，对生态环境造成多重负面影响。因此水泥基材料正在逐渐被各种新型绿色胶凝材料所取代。
[0003] 水泥搅拌桩法的一个显著特点是对快速施工的高要求，地聚合物作为一种卓越的早强型固化剂，能够高度适配水泥搅拌桩工法施工要求。已有较多地聚合物固化土相关研究表明，地聚合物材料与土壤胶结作用显著提升了土壤的强度和稳定性，同时有效减少了土壤的压缩量。地聚合物在地基处理过程中能通过与地基中软土混合，引发多种物化作用，利用地聚合物凝胶将土壤颗粒紧密融合包裹，形成具有高致密性、优异强度和出色耐久性固结体。地聚合物在提升软土地基力学性能方面表现出色，其原料来源广泛，具备极高的经济和环保优势。因此，将地聚合物作为搅拌桩的固化材料应用于地基处理技术具有广阔的发展前景。
[0004] 在建筑、道路、堤坝等工程项目中，经常存在淤泥质土层，这类土层通常具有低承载能力和高压缩性。排水砂井被广泛应用于加速地基的固结过程，以提高地基承载力并减少工后的沉降。然而单独使用砂井技术对地基承载力的提升仍然有限，它通常被作为地基加固排水的辅助手段。因此，为了实现更大的加固效果，排水砂井通常与半刚性桩体结合使用形成复合地基体系，以便能够有效地提高整体地基的性能，满足工程施工的要求。鉴于我国现有水泥搅拌桩地基处理方法在发展中面临的一些制约，研发一种利用地聚合物固化剂作为注浆材料的新型搅拌桩技术显得尤为重要。
具体实施方式
[0033] 在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例提供一种地聚合物注浆材料制备，具体包括如下步骤：
[0037] S101.将再生微粉、矿渣按质量比3:2掺杂，得到粉体混合物；再生微粉、矿渣粒径3 3 3
＜120μm，再生微粉比表面积401m/kg、密度2.47g/cm，矿渣比表面积429m/kg、密度2.86g/
3
cm；
[0038] S102.称取硅酸钠和氢氧化钠颗粒，制备碱激发剂；碱激发剂中碱当量为9％，模数为1.4；
[0039] S103.将粉体混合物和碱激发剂加入至溶剂中搅拌均匀，得到地聚合物注浆材料；
[0040] 具体的，溶剂为水，pH值≥4.5，不溶物≤10000mg/L，可溶物≤10000mg/L，氯化物‑ 2‑(以Cl计)≤3500mg/L，硫酸盐(以SO4 计)≤2700mg/L。
[0041] 实施例2
[0042] 本实施例提供一种地聚合物搅拌桩联合排水砂井的软土复合地基施工方法(流程图见图1)，具体包括如下步骤：
[0043] S1.制备地聚合物注浆材料；具体制备方法参见实施例1；
[0044] S2.根据施工设计要求设定排水砂井和搅拌桩的间距、深度及强度，并绘制平面图；
[0045] S3.排水砂井布设：在软土地层中打入圆状砂井，利用震动沉管法在导管内灌入填充物，在圆状砂井位置提升导管，随导管的提升形成竖向排水砂井；排水砂井呈正三角形方式排布；
[0046] 排水砂井的填充物为袋装中砂，排水砂井长度固定为10m，布设的两排水砂井的中心间距为H1＝1.3m；排水砂井直径为50cm；
[0047] S4.地聚合物搅拌桩布设：采用湿喷法将地聚合物注浆材料加入正三角形方式排布的排水砂井中心位置的软土地层中，使地聚合物注浆材料与软土充分混合，搅拌均匀后得到地聚合物搅拌桩；
[0048] 地聚合物注浆材料与软土的质量比为1:5；地聚合物搅拌桩喷搅至距离设计孔口标高0.5m处停止，桩长为7m，与排水砂井长度差H2＝3m；
[0049] S5.在软土地层上部铺设300mm由中粗砂组成的褥垫层，并夯实到中密状态，得到地聚合物搅拌桩联合排水砂井的软土复合地基。
[0050] 地聚合物搅拌桩和排水砂井的排布示意图如图2和图3所示。
[0051] 经测定，地聚合物搅拌桩的抗压强度为100KPa～120KPa；地聚合物搅拌桩联合排水砂井的软土复合地基承载力特征值为65KPa～80KPa。
[0052] 本发明的地基加固新方案，由地聚合物胶凝物与软土充分结合固结形成结合体，为整个软土地层起到一个承载刚性支撑的作用，并且上部应力传递至搅拌桩桩身后，应力向四周发散扩张，荷载将桩土复合地基挤压更密实，褥垫层有效协同桩土之间的变形，使得更多荷载分担到桩间土上，使得复合地基承载力提升。软土挤密后的排水沿着竖向排水砂井孔隙排至上层褥垫层砂层中排除，排水固结使得软土层变得更加密实，形变进一步缩小，与搅拌桩共同维持整个软土地基静力平衡和荷载传递，使其稳定性和承载力显著提升。
[0053] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0054] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
