本發明涉及工業廢渣利用及建筑地基處理技術領域，特別是涉及一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝。

背景技術：

鐵尾砂是伴隨鐵礦采掘及選礦形成的礦石廢渣。一般采一噸鐵礦會形成約3~5m³的尾礦，我國每年的采礦活動形成了大量的鐵尾礦。尾礦的排放、堆積占用了大量的土地資源，同時形成的粉塵也對環境造成污染，體積巨大的堆積體也是重大的地質災害危險源。

礦渣是高爐冶煉生鐵時從高爐中排出的一種廢渣。在高爐冶煉生鐵時，每生產1t生鐵，高爐礦渣的排放量隨著礦石品位和冶煉方法不同而變化。例如采用貧鐵礦煉鐵時，每噸生鐵產出1.0~1.2t高爐渣；用富鐵礦煉鐵時，每t生鐵也產出0.25t高爐渣。

鐵尾砂和礦渣的綜合利用一直以來都受到國家政策重點鼓勵和支持。目前鐵尾砂在建筑方面較成熟的技術有諸如用于地面鋪設的預制砌塊、用于部分代替混凝土細集料等。經過多年研究和應用，礦渣的綜合利用取得了相當的成績，如加工成礦渣碎石代替天然砂石，作為混凝土集料；作為高速公路、賽車場、飛機跑道等的輔助材料，鐵路道渣、填坑道地和地基墊層填料，污水處理介質等；磨細的礦渣在水泥熟料、石灰、石膏等激發劑作用下，顯示出水硬膠凝性能，是優質水泥原料等。

技術實現要素：

本發明為了進一步開發鐵尾砂和礦渣的新利用渠道，在現有綜合利用方法的基礎上提高鐵尾砂和礦渣的利用率，提供一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝。本發明的技術方案為：

一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝，包括以下步驟：

（1）根據設計要求確定加固體的結構、數量和尺寸，并確定加固體組合格構單元的結構；

所述加固體由鐵尾砂和礦渣預制而成，內設鋼筋網，所述加固體頂部為“一”字形、“T”字形、“L”字形、或“十”字形結構，底部為尖頭；

所述加固體組合格構單元由若干頂部為“一”字形、“T”字形、“L”字形、或“十”字形結構的加固體中一種或者多種混合組成的頂部為“口”字形、“田”字形、“米”字形或者“口”字形中包含“米”字形的結構；

（2）按照加固體組合格構單元的結構要求將加固體一一壓入地基至深度達到設計要求的樁端持力層，形成格構地基；

所述格構地基由若干頂部為“口”字形、“田”字形、“米”字形或者“口”字形中包含“米”字形的加固體組合格構單元中一種或者多種組成的結構；

（3）采用鋼筋混凝土梁對所述格構地基中的各個加固體澆筑聯結成整體地基。

上述工藝中，所述加固體翼板寬度為腹板寬度的3~10倍。

上述工藝中，所述加固體由鐵尾砂和礦渣預制而成，制作方法為：根據設計要求制作頂部為“一”字形、“T”字形、“L”字形、或者“十”字形模具；按照鐵尾砂：礦渣：水泥：水的質量配比為(1.4~1.6):(3.5~4.2):(1~1.4):(0.42~0.58)配制混合料，加入摻加劑，攪拌均勻后注入所述模具中，依次振搗、脫模、養生后得到抗壓強度為25~35MPa的加固體。

上述工藝中，所述鐵尾砂采用根據《鐵尾礦砂混凝土應用技術規范》中的GB51032規范檢驗輻射合格的尾中粗砂和/或尾粉細砂鐵尾砂；所述礦渣采用單軸無側限抗壓強度不小于20MPa的礦渣，粒度為25~45mm。

上述工藝中，所述摻加劑包括粉煤灰、減水劑。

上述工藝中，所述樁端持力層若為密實礫砂和/或圓礫地基，將加固體壓入地基前在其底部安裝鋼靴。上述工藝中，所述整體地基的承載力達到300~800KPa。

本發明的有益效果為：

1、本發明以工業廢渣——鐵尾砂和礦渣作為制作加固體的原料，形成的預制高強擠密型加固體強度可達25~35MPa，完全滿足對地基處理的要求，處理后的復合地基承載力可達300~800KPa，并且工藝廢渣利用完畢以后既消除了原來堆積場地的污染源和潛在的地質災害源，又可以騰出原來占用的土地。

2、本發明設計多種形狀的預制高強擠密型加固體，通過增加側表面積及壓入地基的擠土效應，使加固體較好地與土層結合，充分發揮地基潛力；本發明還設計多種加固體組合格構單元形狀，可以很好地適用各種基礎形式，滿足基礎對地基剛度的分布要求；通過將分立的加固體聯結成整體，又能提高復合地基的整體性和抵抗不均勻變形的能力。

3、本發明易于工業化生產，可以在工業廢渣堆積場地建廠生產，大大降低生產成本，提高生產效率，適用于各種土體地基的加固，適用于各種基礎形式，特別適用于對變形要求嚴格的基礎形式，應用范圍很廣。

附圖說明

圖1為本發明的加固體結構示意圖，1-1為頂部 “十”字形結構的加固體；1-2為頂部“一”字形結構的加固體；1-3為頂部“T”字形結構的加固體；1-4為頂部“L”字形結構的加固體，其中：1-鋼筋網，2-節點加勁筋，3-鋼筋；

圖2為圖1的剖面圖，2-1為A-A面的剖面圖，2-2為B-B面的剖面圖，其中：4-加固體，5-鋼靴；

圖3為本發明的其中4種加固體組合格構單元的結構示意圖，3-1為頂部“一”字形結構的加固體組成的格構單元；3-2為頂部“一”字形和頂部“十”字形結構的加固體組成的格構單元；3-3為頂部“一”字形和頂部“L”字形結構的加固體組成的格構單元；3-4為頂部“一”字形、頂部“十”字形和頂部“L”字形結構的加固體組成的格構單元。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本發明做進一步詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。

實施例1

一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝，在遼寧某化工工廠用地實施，包括以下步驟：

（1）根據基礎尺寸、設計地基承載力、地質條件的要求，確定加固體的結構、數量和尺寸，其中加固體翼板寬度為腹板寬度的3~5倍，所述翼板寬度選用400mm規格；并確定加固體組合格構單元的結構；

所述加固體由鐵尾砂和礦渣預制而成，內設鋼筋網，所述加固體頂部為“一”字形和“十”字形結構，底部為尖頭，并且安裝鋼靴，如圖1和圖2所示；

所述加固體組合格構單元由若干頂部為“一”字形結構的加固體組成的“口”字形結構（如圖3-1所示）和由若干頂部為“一”字形和頂部為“十”字形結構的加固體組成的“田”字形結構（如圖3-2所示）；

（2）按照加固體組合格構單元的結構要求將加固體一一壓入地基至深度達到設計要求的樁端持力層，形成格構地基；所述樁端持力層為密實礫砂地基；

所述格構地基由若干頂部為“口”字形加固體組合格構單元和頂部為“田”字形加固體組合格構單元間隔排列組成；

（3）采用鋼筋混凝土梁對所述格構地基中的各個加固體澆筑聯結成整體地基，承載力達到420KPa。

上述工藝中，所述加固體的制作方法為：根據設計要求制作頂部為“一”字形、“十”字形模具；按照鐵尾砂：礦渣：水泥：水的質量配比為1.4:3.7:1: 0.45配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量為水泥用量的10%，攪拌均勻后注入所述模具中，依次振搗、脫模、養生后得到抗壓強度為25MPa的加固體。

上述工藝中，所述鐵尾砂采用根據《鐵尾礦砂混凝土應用技術規范》中的GB51032規范檢驗輻射合格的尾中粗砂和/或尾粉細砂鐵尾砂；所述礦渣采用單軸無側限抗壓強度不小于25MPa的礦渣，粒度為25~45mm。

實施例2

一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝，在遼寧某冶金礦山用地實施，包括以下步驟：

（1）根據基礎尺寸、設計地基承載力、地質條件的要求，確定加固體的結構、數量和尺寸，其中加固體翼板寬度為腹板寬度的3~5倍，所述翼板寬度選用600mm規格；并確定加固體組合格構單元的結構；

所述加固體由鐵尾砂和礦渣預制而成，內設鋼筋網，所述加固體頂部為“一”字形、“十”字形和“L” 字形結構，底部為尖頭，并且安裝鋼靴，如圖1和圖2所示；

所述加固體組合格構單元由若干頂部為“一”字形結構和頂部為“L” 字形結構的加固體組成的“口”字形結構（如圖3-3所示）和由若干頂部為“一”字形和頂部為“十”字形結構的加固體組成的“田”字形結構（如圖3-2所示）；

（2）按照加固體組合格構單元的結構要求將加固體一一壓入地基至深度達到設計要求的樁端持力層，形成格構地基；所述樁端持力層為密實礫砂地基；

所述格構地基由若干頂部為“口”字形加固體組合格構單元和頂部為“田”字形加固體組合格構單元間隔排列組成；

（3）采用鋼筋混凝土梁對所述格構地基中的各個加固體澆筑聯結成整體地基，承載力達到620KPa。

上述工藝中，所述加固體的制作方法為：根據設計要求制作頂部為“一”字形、“L”字形、“十”字形模具；按照鐵尾砂：礦渣：水泥：水的質量配比為1.5:3.6:1: 0.42配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量為水泥用量的10%，攪拌均勻后注入所述模具中，依次振搗、脫模、養生后得到抗壓強度為30MPa的加固體。

上述工藝中，所述鐵尾砂采用根據《鐵尾礦砂混凝土應用技術規范》中的GB51032規范檢驗輻射合格的尾中粗砂和/或尾粉細砂鐵尾砂；所述礦渣采用單軸無側限抗壓強度不小于35MPa的礦渣，粒度為25~45mm。

實施例3

一種利用預制組合格構式高強擠密型加固體的地基處理工藝，在遼寧某汽車制造廠用地實施，包括以下步驟：

（1）根據基礎尺寸、設計地基承載力、地質條件的要求，確定加固體的結構、數量和尺寸，其中加固體翼板寬度為腹板寬度的3~5倍，所述翼板寬度選用300mm規格；并確定加固體組合格構單元的結構；

所述加固體由鐵尾砂和礦渣預制而成，內設鋼筋網，所述加固體頂部為“一”字形、“L” 字形和“十”字形結構，底部為尖頭，并且安裝鋼靴，如圖1和圖2所示；

所述加固體組合格構單元由若干頂部為“一”字形結構和頂部為“十”字形結構的加固體組成的“田”字形結構（如圖3-2所示）和由若干頂部為“一”字形、“L” 字形和“十”字形結構的加固體組成的“口”字形中包含“米”字形結構（如圖3-4所示）；

（2）按照加固體組合格構單元的結構要求將加固體一一壓入地基至深度達到設計要求的樁端持力層，形成格構地基；所述樁端持力層為中密粗砂地基；

所述格構地基由“田”字形加固體組合格構單元和“口”字形中包含“米”字形加固體組合格構單元間隔排列組成；

（3）采用鋼筋混凝土梁對所述格構地基中的各個加固體澆筑聯結成整體地基，承載力達到350KPa。

上述工藝中，所述加固體的制作方法為：根據設計要求制作頂部為“一”字形、“L”字形、“十”字形模具；按照鐵尾砂：礦渣：水泥：水的質量配比為1.6:4.0:1.2: 0.5配制混合料，加入粉煤灰，粉煤灰用量為水泥用量的12%，攪拌均勻后注入所述模具中，依次振搗、脫模、養生后得到抗壓強度為25MPa的加固體。

上述工藝中，所述鐵尾砂采用根據《鐵尾礦砂混凝土應用技術規范》中的GB51032規范檢驗輻射合格的尾中粗砂和/或尾粉細砂鐵尾砂；所述礦渣采用單軸無側限抗壓強度不小于25MPa的礦渣，粒度為25~45mm。