一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，主要適用于吹填土地基的處理。屬于巖土工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)的沿江沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)用地需求量日趨緊張，圍海造田已成為現(xiàn)在解決用地緊張的有效方法，但經(jīng)過(guò)圍海造田所形成的吹填土具有含水率高、流動(dòng)性強(qiáng)、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，所以如何對(duì)這些吹填土進(jìn)行處理以滿足工程建設(shè)的需要，一直以來(lái)都是一個(gè)技術(shù)難題。尤其是對(duì)東南沿海地區(qū)的吹填土的處理，已成為沿海地區(qū)港口、交通以及城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]真空預(yù)壓雖然在吹填土地基的處理中已得到了普遍使用，但由于吹填土具有含水率高、顆粒細(xì)小、流動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，往往導(dǎo)致在真空預(yù)壓期間豎向排水板發(fā)生彎折，淤堵等問(wèn)題，雖在方法和工藝上進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，但仍難滿足加固需要。
[0004]絮凝目前常用于污泥以及污水處理中，當(dāng)絮凝劑加入懸浮液中時(shí)，它能夠加快固液分離速度。常用的絮凝劑有有機(jī)高分子絮凝劑和無(wú)機(jī)絮凝劑，有機(jī)絮凝劑包括陽(yáng)離子絮凝劑(如甲基丙烯酸乙酯基氯化銨共聚物，丙烯酸乙酯基三甲基銨硫酸甲酯共聚物等)、陰離子絮凝劑(如聚丙烯酸鈉，聚苯乙烯磺酸鈉等)以及非離子型絮凝劑(如聚乙烯甲基醚，聚氧化乙烯等)；無(wú)機(jī)絮凝劑包括無(wú)機(jī)低分子絮凝劑(如KAL(S04)2，F(xiàn)eCL2等)和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑(主要有聚鋁類和聚鐵類)。
[0005]吹填土和污泥粒子的性質(zhì)相似，均帶有帶負(fù)電荷，它們之間的靜電斥力會(huì)阻止微粒間相互接近而聚合成較大的顆粒。加入絮凝劑后，發(fā)生金屬離子水解和聚合作用，被吸附的帶正電荷的多核絡(luò)離子能夠壓縮雙電子層、降低ζ電位，隨著絮凝劑的加入，吹填土顆粒表面的負(fù)電荷不斷的被中和，顆粒間的排斥能不斷降低降低，最終顆粒間的靜電作用以引力為主從而使吹填土脫穩(wěn)產(chǎn)生徐凝沉淀。這樣吹填土就能夠形成較大的顆粒，縮短了沉積時(shí)間，并增大了顆粒之間的孔隙。
[0006]絮凝劑在絮凝機(jī)理中的架橋作用，也稱橋聯(lián)作用，能夠進(jìn)一步促進(jìn)膠粒的結(jié)合，所謂架橋作用就是指溶液中的膠體和懸浮顆粒物通過(guò)有機(jī)或無(wú)機(jī)高分子架橋聯(lián)接成絮凝體而沉淀下來(lái)。橋聯(lián)有兩種類型，一種是帶負(fù)電荷的膠體粒子與帶正電荷的陽(yáng)離子高分子絮凝劑的橋聯(lián)，另一種是帶相同電荷的物質(zhì)間的橋聯(lián)，如帶負(fù)電荷的膠體粒子與帶負(fù)電荷的高分子絮凝劑間的橋聯(lián)。前者也涉及到電中和的作用，脫穩(wěn)作用力主要由于庫(kù)倫引力的原因，效果比后者好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于克服以上真空預(yù)壓前期的缺陷，整合絮凝劑在污水及污泥處理中的優(yōu)點(diǎn)，將其引入到吹填土地基處理中，采用絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓的方法對(duì)吹填土地基進(jìn)行處理。即在吹填時(shí)先加入混合絮凝劑改變吹填土的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，使其后期更適合采用真空預(yù)壓處理，并加速吹填土的水土分離，縮短沉積時(shí)間。帶混合絮凝劑與吹填土充分反應(yīng)并沉積穩(wěn)定后在采用真空預(yù)壓處理。
[0008]由于吹填土粒子帶負(fù)電荷，它們之間的靜電斥力會(huì)阻止微粒間相互接近而聚合成較大的顆粒，所以沉積較慢且較小的顆粒在真空預(yù)壓期間更容易產(chǎn)生豎向排水板的堵塞以及淤泥抱團(tuán)現(xiàn)象，而混合絮凝劑加入吹填土之后會(huì)發(fā)生金屬離子水解和聚合作用，被吸附的帶正電荷的多核絡(luò)離子能夠壓縮雙電子層、降低ζ電位，使吹填土間的最大排斥能降低，從而使吹填土脫穩(wěn)。另外加之混合絮凝劑的在吹填土中的架橋及卷掃作用，可以使吹填土粒子更容易結(jié)合成較大顆粒，從而可以減緩真空預(yù)壓期間的淤堵現(xiàn)象。另外，在較細(xì)的吹填土顆粒結(jié)合成較大土顆粒的同時(shí)會(huì)使土顆粒間的孔隙變大，這樣相當(dāng)于擴(kuò)大了土粒間的排水孔道，更有利于真空預(yù)壓期間的排水，從而能夠快速有效的加固吹填土地基，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)證明:當(dāng)分別加入相同劑量的丙烯酰胺、聚鋁和FC時(shí)，加入丙烯酰胺的效果最佳，但造價(jià)也較高，聚鋁次之，F(xiàn)C最差，因此將三者按照2: 3: 5的比例組合完全能夠到達(dá)處理效果，又節(jié)省了造價(jià)，當(dāng)加入量為4%，十字剪切板強(qiáng)度可以達(dá)到49kpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沒(méi)有經(jīng)過(guò)絮凝的吹填土用普通真空預(yù)壓處理的強(qiáng)度。
[0009]經(jīng)大量的試驗(yàn)證明，當(dāng)絮凝劑的參入量低于0.1%時(shí)，在真空預(yù)壓處理后的效果相對(duì)于不慘絮凝劑的并無(wú)太大區(qū)別，十字板剪切強(qiáng)度均在17kpa左右。而參入量過(guò)高時(shí)對(duì)強(qiáng)度的增長(zhǎng)并不明顯，當(dāng)摻入3%時(shí)的十字板剪切強(qiáng)度最高為44kpa，摻入4%時(shí)的為49kpa。因此摻入劑量應(yīng)控制在0.1% -3%。
[0010]在混和絮凝劑與吹填土混合吹填時(shí)，絮凝劑輸送管道接入吹填土輸送管道的位置應(yīng)距吹填輸送管道出口處至少5m以上，以使絮凝劑和吹填土能夠充分的混合均勻，待混合均勻后的吹填土吹填到預(yù)定場(chǎng)地后要靜置沉積1-2個(gè)月，以保證絮凝劑與吹填土完全反應(yīng)以及吹填土在絮凝及作用下結(jié)合成的大顆粒穩(wěn)定后再進(jìn)行真空預(yù)壓處理。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案:本方法涉及一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，該方法可以有效縮短吹填土在進(jìn)行真空預(yù)壓處理前的沉積時(shí)間，改善真空預(yù)壓期間的排水固結(jié)效果。從而能夠更好的處理吹填土地基。
[0012]本方案的實(shí)施步驟包括以下內(nèi)容:絮凝吹填工序和真空預(yù)壓工序。絮凝工序?qū)嵤r(shí)先將有機(jī)陽(yáng)離子型絮凝劑、無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和無(wú)機(jī)低分子絮凝劑按2: 3: 5加入到加料配制倉(cāng)，攪拌均勻后通過(guò)絮凝劑輸送管道泵送泵送倉(cāng)，經(jīng)泵送倉(cāng)輸送至吹填土吹填管道，使其隨吹填土一起吹填至預(yù)定場(chǎng)地，待其充分反應(yīng)后進(jìn)行真空預(yù)壓。真空預(yù)壓工序?qū)嵤r(shí)在需要處理的吹填土地基上鋪設(shè)一層編織布；對(duì)豎向排水板進(jìn)行定位；打設(shè)淺層和深層豎向排水板；布設(shè)橫向排水體系；鋪設(shè)土工織物；鋪設(shè)密封膜；連接抽真空設(shè)備。
[0013]當(dāng)針對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和工期不同時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)調(diào)整有機(jī)絮凝劑、無(wú)機(jī)高分子絮凝劑以及無(wú)機(jī)低分子絮凝劑的配合比，當(dāng)工期和強(qiáng)度要求較低是可以單純使用無(wú)機(jī)低分子或無(wú)機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行吹填處理以節(jié)省造價(jià)。
[0014]當(dāng)吹填土含水率較高時(shí)，應(yīng)增大無(wú)機(jī)陽(yáng)離子型絮凝劑的摻入比例，以使吹填土能夠更快的實(shí)現(xiàn)水土分離，產(chǎn)生絮凝沉淀，縮短沉積時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1--本發(fā)明的絮凝劑吹填流程圖
[0016]圖2--本發(fā)明的加料配制倉(cāng)不意圖
[0017]圖3—一本發(fā)明的真空預(yù)壓整體示意圖
[0018]圖中:1、加料配制倉(cāng)，2、泵送倉(cāng)，3、混和絮凝劑，4、絮凝劑輸送泵，5、絮凝劑輸送管道，6、吹填土，7、海水，8、絮凝劑與吹填土的混合體，9、吹填土輸送管道，10、絮凝劑輸送管道與吹填土輸送管道的接口，11、攪拌器，12、吹填土輸送泵，13、抽真空設(shè)備，14、真空表，15、密封溝，16、橫向排水支管，17、密封系統(tǒng)，18、編織布，19、豎向排水板，20、直排接頭，21、
增壓輸氣管，22增壓濾管，23、增壓設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在具體實(shí)施時(shí)，將加料配制倉(cāng)通過(guò)絮凝劑輸送管道與泵相連，再將泵連接到泵送倉(cāng)，通過(guò)絮凝劑輸送管道將泵送倉(cāng)接到吹填土吹填管道。實(shí)施時(shí)，將有機(jī)陽(yáng)離子型絮凝劑、無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和無(wú)機(jī)低分子絮凝劑按2: 3: 5加入到加料配制倉(cāng)，攪拌均勻后通過(guò)絮凝劑輸送管道泵送泵送倉(cāng)，經(jīng)泵送倉(cāng)輸送至吹填土吹填管道，使其隨吹填土一起吹填至預(yù)定場(chǎng)地。真空預(yù)壓實(shí)施時(shí)在需要處理的吹填土地基上鋪設(shè)一層編織布；對(duì)豎向排水板進(jìn)行定位；打設(shè)豎向排水板；布設(shè)橫向排水體系；將豎向排水板連接到橫向排水支管，將橫向排水主管接入橫向排水主管；鋪設(shè)土工織物；鋪設(shè)密封膜；再將橫向排水主管接入抽真空設(shè)備。
[0020]吹填土在經(jīng)過(guò)絮凝后，可以聯(lián)合各式真空預(yù)壓進(jìn)行處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于混合絮凝劑應(yīng)以液體的形式同吹填土一起吹填。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于加入的混合絮凝劑由丙烯酰胺、聚鋁和FC按2: 3: 5的比例組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于在配制混合絮凝劑時(shí)，有機(jī)絮凝劑應(yīng)選擇陽(yáng)離子型有機(jī)絮凝劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于混合絮凝劑應(yīng)配制成其最高濃度的溶液或漿體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于應(yīng)根據(jù)吹填土的含水率摻入適量的絮凝劑，應(yīng)控制在0.1% -3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于應(yīng)在吹填土與絮凝劑與混合絮凝劑充分反應(yīng)并經(jīng)過(guò)一定的沉積后方可進(jìn)行真空預(yù)壓處理，應(yīng)待其自然沉積1-2個(gè)月。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于絮凝劑輸送管道接入吹填土輸送管道的位置應(yīng)距吹填輸送管道出口處至少5m以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，其特征在于在絮凝并經(jīng)過(guò)沉積后的吹填土地基可以用直排式、增壓式或密閉直抽式真空預(yù)壓進(jìn)行處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓處理吹填土地基的方法，該方法包括絮凝和真空預(yù)壓兩大工序。本發(fā)明由于前期絮凝劑改變了吹填土的性質(zhì)，提高了后期真空預(yù)壓的排水效率，另外，由于絮凝劑和吹填土結(jié)合在一起又能夠有效提高其整體強(qiáng)度，所以通過(guò)絮凝聯(lián)合真空預(yù)壓能夠有效提高吹填土地基的整體加固效果。
【IPC分類】E02D3-11
【公開(kāi)號(hào)】CN104674785
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510002710
【發(fā)明人】蔡袁強(qiáng), 王軍, 王鵬, 符洪濤, 衛(wèi)會(huì)星, 金亞偉, 丁光亞, 胡秀青, 谷川 , 郭林, 宓煒
【申請(qǐng)人】王軍
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日