本申请涉及地基处理方法的领域，更具体地说，它涉及一种软土地基复合处理方法。
背景技术：
软土，是指强度低，压缩性较高的软弱土层。软土根据特征，可划分为：软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型。软土具有天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质。
伴随沿海地区土地资源的日益匮乏，滩涂作为重要的土地资源储备，滩涂建设投资不断加大，在滩涂造地上进行的工程建设不管是从数量上，还是规模上都发展迅猛。
沿海滩涂的软土具有，含水量大、抗剪强度低；灵敏度高，易液化；渗透系数小的特点。使沿海滩涂的软土作为地基时，导致软土地基产生较大的沉降变形而引起其上建筑物开裂、倾斜，道路路面开裂、塌陷的问题。
水泥搅拌桩法为软土地基处理方法之一，水泥土搅拌桩法主要是以水泥为原料形成固化剂，然后再利用搅拌机将其与地基深处的软土进行充分搅拌，使固化剂和软土之间产生一系列的化学反应，使软土地基的密度、牢固性、含水量控制在适宜范围值内，使地基变得更加牢固。通过这种搅拌法，可以显著地提高软土地基的承载能力。
但沿海滩涂的软土通常具有较高的含水量，采用搅拌桩法处理软土地基时，成桩速度较慢，导致工期长。
技术实现要素：
为了改善沿海滩涂的软土地基成桩速度慢的问题，本申请提供一种一种软土地基复合处理方法。
本申请提供的一种软土地基复合处理方法，采用如下的技术方案：
一种软土地基复合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
复合水泥浆料的配制：
s1，按重量份计，称取400-600份水、90-110份水泥、30-40份麦秸秆粉、10-20份15wt％硫酸搅拌均匀，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为10-15min，得到混合料；
s2，再加入2-3份三乙胺醇搅拌，搅拌速率为200-300r/min，搅拌时间为3-5min，得到复合水泥浆料；
施工前准备：
将施工工地进行整平，整平后放置施工桩桩位，并移动打桩机于桩位处，对打桩机进行对中、调平；
施工工程：
s1，将复合水泥浆料立即填入打桩机的集料斗中，搅拌桩第一次下沉至设计深度，提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s2，搅拌桩第二次下沉至设计深度,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s3，搅拌桩第三次下沉设计深度,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s4，对其余桩位依按照s1、s2、s3步骤进行施工。
通过采用上述技术方案，麦秸粉有麦秸秆粉碎制得，通过添加麦秸粉、硫酸，使麦秸粉内纤维素成分水解，有效降低软土、复合水泥浆料内水含量。同时硫酸的添加，使复合水泥浆料内生产硫酸钙，硫酸钙其与水泥中铝酸三钙反应，形成水化硫铝酸钙晶体，从而提高复合水泥浆料的固结速度，使成桩速度加快，从而缩短施工工期。
麦秸粉内纤维素水解需要一定的温度条件，三乙胺醇在水泥水化过程中促使水化放热加快，产生的热量为麦秸秆内纤维素的水解提供适当的温度条件，保证纤维素的水解反应进行，从而提高复合水泥浆料的固化速度。
沿海滩涂软土中含有大量的金属离子，其中包括铁离子，镍离子，镁离子、钠离子等，这些金属离子作为催化剂，进一步加快纤维素水解，使软土地基内含水量减少，从而加快成桩速度。同时金属离子能附着于在二氧化硅(水泥的主要成分为二氧化硅)表面形成胶体微粒，胶体微粒表面具有较强的吸附能力，其将周围的土壤颗粒紧密的团化在一起，从而形成结构稳定且密闭空隙小的软土地基结构，从而提升软土地基的强度。
三乙胺醇后添加，防止三乙胺醇添加过早，浪费热量。同时复合水泥浆料即配即用，避免麦秸秆中纤维素水解时，消耗复合水泥浆料中水分，影响复合水泥浆料的稠度，影响喷浆。
采用三沉三升的方式进行施工，使成桩质量优良，提高软土地基的承载能力。
可选的，所述复合水泥浆料的配制过程中通入有氧气，氧气通入量为5-8l。
通过采用上述技术方案，纤维素水解后产生大量的糖类，其中包括葡萄糖，复合水泥浆料的配制过程中通入氧气提高复合水泥浆料中的含氧量，使复合水泥浆料产热后促使葡萄糖氧化生产葡萄糖酸，葡萄糖酸与软土中金属离子生产葡萄糖酸盐，葡萄糖酸盐具有较强的螯合能力，进一步提高成桩的质量，提高软土地基的承载能力。
可选的，所述复合水泥浆料的配制中还添加有10-12聚丙烯酸钠。
通过上述技术方案，聚丙烯酸钠的加入，使复合水泥浆料具有一定的保水性，使复合水泥浆料内部水分不易被水解反应消耗过多，保证水泥的水化反应进行。即水解反应将复合水泥浆料内水分消耗至一定程度时，转而消耗软土中水分，提高成桩速度。通过添加聚丙烯酸钠，既保证成桩速度，又保证了成桩的质量。
可选的，所述复合水泥浆料的配制中还添加有3-6柠檬酸。
通过上述技术方案，柠檬酸、葡萄糖酸促进软土中二价、三价金属离子和聚丙烯酸钠缓慢作用，生成不溶性沉淀，且此不溶性沉淀随时间的推移逐渐硬化，具有阻挡水分、提高成桩强度的效果，从而形成具有良好硬度与稳定性的软土地基。
可选的，相邻所述施工桩位的间距为2-2.3m。
通过上述技术方案，使本软土能为复合水泥浆料提供充足的金属离子，从而保证金属离子催化纤维素水解反应。
可选的，所述设计深度为20-25m。
通过上述技术方案，设计深度达20-25m，使软土地基具有较好的稳固性。
可选的，所述停灰面位于施工地面下30-50cm。
通过上述技术方案，停灰面位于施工地面下30-50cm，使打桩机打桩的端部不易露出，使打桩机不易发生偏移。
可选的，所述施工工程中，搅拌桩第一次下沉至15-20m时，水泥浆先喷浆搅拌20-30s，再提升搅拌头边喷浆、边提升、边搅拌；提升至施工地面下30-50cm时，继续喷浆并原地搅拌20-30s钟后进行第二次下沉。
通过上述技术方案，先喷浆20-30s，使打桩机保证持续出浆，防止在提升过程中出现断浆，从而保障软土地基的质量。提升至施工地面下30-50cm时，继续喷浆并原地搅拌20-30s钟后进行第二次下沉，使复合水泥浆料在停灰面处具有较好的强度，提高软土地基的支撑能力。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、通过添加麦秸粉、硫酸，软土中金属离子催化麦秸粉内纤维素水解，提高复合水泥浆料的固结速度，使成桩速度加快。
2、通过添加三乙胺醇，其在水泥水化过程中促使水化放热加快，为纤维素的水解提供适当的温度条件。
3、通过通入氧气，提高软土地基的承载能力。
具体实施方式
以下结合实施例、对比例对本申请作进一步详细说明。
打桩机为广西联达机械制造有限公司出售，型号为ld80h；水泥为淄博优蓝国际贸易有限公司出售的抗硫酸硅酸盐水泥(42.5级)；硫酸为上海叮达助剂有限公司出售的工业级硫酸，质量浓度为15％。
实施例
实施例1：
一种软土地基复合处理方法，包括以下步骤：
复合水泥浆料的配制：
s1，按重量份计，称取400份水、90份水泥、30份麦秸秆粉、10份15wt％硫酸搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为10min，得到混合料；
s2，再加入2份三乙胺醇搅拌，搅拌速率为200r/min，搅拌时间为3min，得到复合水泥浆料。
施工前准备：
将施工工地进行整平，整平后放置施工桩桩位，相邻施工桩位的间距为2m，并移动打桩机于桩位处，对打桩机进行对中、调平。
施工工程：
s1，将配制好的复合水泥浆料立即填入打桩机的集料斗中，搅拌桩第一次下沉至设计深度处，复合水泥浆料先喷浆搅拌20s，再提升搅拌头边喷浆、边提升、边搅拌；提升至停灰面，继续喷浆并原地搅拌20s后进行第二次下沉。提升搅拌桩并边喷浆、边搅拌至停灰面处；
s2，搅拌桩第二次下沉至设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s3，搅拌桩第三次下沉设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s4，对其余桩位依按照s1、s2、s3步骤进行施工；
s1、s2、s3、s4中设计深度为20m，停灰面位于施工地面下30cm，搅拌桩下沉、提升的速度为0.8m/s。
实施例2：
一种软土地基复合处理方法，包括以下步骤：
复合水泥浆料的配制：
s1，按重量份计，称取600份水、110份水泥、40份麦秸秆粉、20份15wt％硫酸搅拌均匀，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为15min，得到混合料；
s2，再加入3份三乙胺醇搅拌，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为5min，得到复合水泥浆料。
施工前准备：
将施工工地进行整平，整平后放置施工桩桩位，相邻施工桩位的间距为2.3m，并移动打桩机于桩位处，对打桩机进行对中、调平。
施工工程：
s1，将配制好的复合水泥浆料立即填入打桩机的集料斗中，搅拌桩第一次下沉至设计深度处，复合水泥浆料先喷浆搅拌30s，再提升搅拌头边喷浆、边提升、边搅拌；提升至停灰面，继续喷浆并原地搅拌30s后进行第二次下沉。提升搅拌桩并边喷浆、边搅拌至停灰面处；
s2，搅拌桩第二次下沉至设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s3，搅拌桩第三次下沉设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s4，对其余桩位依按照s1、s2、s3步骤进行施工；
s1、s2、s3、s4中设计深度为25m，停灰面位于施工地面下50cm，搅拌桩下沉、提升的速度为1.0m/s。
实施例3：
一种软土地基复合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
复合水泥浆料的配制：
复合水泥浆料的配制方法如下：
s1，按重量份计，称取500份水、100份水泥、35份麦秸秆粉、15份15wt％硫酸搅拌均匀，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为13min，得到混合料；
s2，再加入3份三乙胺醇搅拌，搅拌速率为250r/min，搅拌时间为4min，得到复合水泥浆料。
施工前准备：
将施工工地进行整平，整平后放置施工桩桩位，相邻施工桩位的间距为2.2m，并移动打桩机于桩位处，对打桩机进行对中、调平。
施工工程：
s1，将配制好的复合水泥浆料立即填入打桩机的集料斗中，搅拌桩第一次下沉至设计深度处，复合水泥浆料先喷浆搅拌25s，再提升搅拌头边喷浆、边提升、边搅拌；提升至停灰面，继续喷浆并原地搅拌25s后进行第二次下沉。提升搅拌桩并边喷浆、边搅拌至停灰面处；
s2，搅拌桩第二次下沉至设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s3，搅拌桩第三次下沉设计深度处,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面处；
s4，对其余桩位依按照s1、s2、s3步骤进行施工；
s1、s2、s3、s4中设计深度为23m，停灰面位于施工地面下40cm，搅拌桩下沉、提升的速度为0.9m/s。
实施例4：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中,边搅拌边通入5l氧气。
实施例5：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中,边搅拌边通入8l氧气。
实施例6：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中,边搅拌边通入7l氧气。
实施例7：
与实施例6的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有10聚丙烯酸钠。
实施例8：
与实施例6的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有12聚丙烯酸钠。
实施例9：
与实施例6的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有11聚丙烯酸钠。
实施例10：
与实施例9的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有3柠檬酸。
实施例11：
与实施例9的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有6柠檬酸。
实施例12：
与实施例9的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中添加有5柠檬酸。
对比例
对比例1：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中不添加秆粉和硫酸。
对比例2：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中不添加三乙胺醇。
实施例3：
与实施例3的区别在于，复合水泥浆料的配制方法的s1中不添加硫酸。
性能检测试验
土质条件：
本次试验所采用的土样取温州市沿海滩涂软土区域，取样深度于地下10m，所取土样为的淤泥质黏土，其物理力学性质见表1。
表1
测试：
将实施例、对比例中得到的复合水泥浆料制备完成后立即加入到土样中搅拌均匀，并压制桩芯，压样形状为圆柱，圆柱的圆面半径为5cm，高度为20cm。试样均用塑料薄膜密封装好置于养护箱(温度为(23±1)℃，相对湿度为(96±2)％)内分别养护7d、14d、21d、28d、30d。并取样温州内陆软土地区的淤泥质黏土，并将其含水率配制成63％，进行对照试验。
参照gb/t50123-1999《土工试验方法标准》进行测试，且在测试前将试样完全浸水24h。测试结果详见表2。
表2
结合实施例3和实施例4-6并结合表1可以看出，通入氧气能提高桩芯早期的抗压强度，其原因是，氧气与葡萄糖反应生成葡萄糖酸，消耗葡萄糖，促进纤维素进一步水解反应生成葡萄糖，加快水分消耗，从而提高了成桩速度，进而提高了相同时间下的桩芯抗压强度。
结合实施例6和实施例7-9并结合表1可以看出，聚丙烯酸钠的添加大幅度加快了成桩速度，同时还加大了桩芯的抗压强度。聚丙烯酸钠的加入，即保证了纤维素水分的消耗，又保证了水泥固化的水分要求，从而保证了桩芯的抗压强度。
结合实施例9和实施例10-12并结合表1可以看出，柠檬酸的添加在24d至26d时间段内显著增强了桩芯的抗压强度，其原因是，柠檬酸、葡萄糖酸促进软土中二价、三价金属离子和聚丙烯酸钠缓慢作用，生成的溶性沉淀在14d至21d时间段内达到硬化要求，4d至21d时间段大幅度提高桩芯的抗压强度，从而形成具有良好硬度与稳定性的软土地基。
结合实施例3和对比例1并结合表1可以看出，秆粉和硫酸的添加大幅度提高了成桩速度，其原因是，纤维素水解反应消耗水，从而提高成桩速度。
结合实施例3和对比例2并结合表1可以看出，不添加三乙胺醇导致桩芯的抗压强度大幅度降低，其原因是，将为添加三乙胺醇的复合水泥浆料的放热量不够，导致水解反应发生困难，从而导致成桩速度慢、成型慢。
结合实施例3和对比例3并结合表1可以看出，硫酸的加入加快了成桩速度。其原因可能是，硫酸能为纤维素的水解提供酸性条件，同时还能生成硫酸钙，硫酸钙其与水泥中铝酸三钙反应，形成水化硫铝酸钙晶体，从而提高复合水泥浆料的固结速度，提高成桩速度。
结合实施例3和对照例1并结合表1可以看出，本方法不适用于沿海区的软土，其原因是，沿海滩涂软土中含有大量的金属离子，其中包括铁离子，镍离子，镁离子、钠离子等，这些金属离子作为催化剂，进一步加快纤维素水解，使软土地基内含水量减少，从而加快成桩速度。同时金属离子能附着于在二氧化硅(水泥的主要成分为二氧化硅)表面形成胶体微粒，胶体微粒表面具有较强的吸附能力，其将周围的土壤颗粒紧密的团化在一起，从而形成结构稳定且密闭空隙小的软土地基结构，从而提升软土地基的强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
1.一种软土地基复合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
复合水泥浆料的配制：
复合水泥浆料的配制方法如下：
s1，按重量份计，称取400-600份水、90-110份水泥、30-40份麦秸秆粉、10-20份15wt%硫酸搅拌均匀，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为10-15min，得到混合料；
s2，再加入2-3份三乙胺醇搅拌，搅拌速率为200-300r/min，搅拌时间为3-5min，得到复合水泥浆料；
施工前准备：
将施工工地进行整平，整平后放置施工桩桩位，并移动打桩机于桩位处，对打桩机进行对中、调平；
施工工程：
s1，将复合水泥浆料立即填入打桩机的集料斗中，搅拌桩第一次下沉至设计深度，提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s2，搅拌桩第二次下沉至设计深度,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s3，搅拌桩第三次下沉设计深度,提升搅拌桩并喷浆搅拌至停灰面；
s4，对其余桩位依按照s1、s2、s3步骤进行施工。
2.根据权利要求1所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述复合水泥浆料的配制过程中通入有氧气，氧气通入量为5-8l。
3.根据权利要求2所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述复合水泥浆料的配制中还添加有10-12聚丙烯酸钠。
4.根据权利要求3所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述复合水泥浆料的配制中还添加有3-6柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：相邻所述施工桩位的间距为2-2.3m。
6.根据权利要求1所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述设计深度为20-25m。
7.根据权利要求7所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述停灰面位于施工地面下30-50cm。
8.根据权利要求8所述的一种软土地基复合处理方法，其特征在于：所述施工工程中，搅拌桩第一次下沉至15-20m时，水泥浆先喷浆搅拌20-30s，再提升搅拌头边喷浆、边提升、边搅拌；提升至施工地面下30-50cm时，继续喷浆并原地搅拌20-30s钟后进行第二次下沉。
技术总结