冶金废渣在地基处理工程中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2002年2月河南冶金第1期总第48期．37．冶金废渣在地基处理工程中的应用杨立强刘永安欧阳臻贾红昌张林(安阳钢铁集团有限公司)摘要本文结合在安钢重点技术改造项目中采用冶金废渣(钢渣)桩进行地基处理的工程实例及冶金废渣的物理、化学特点，介绍了利用冶金废渣进行地基处理的主要加固机理及有关技术指标。关键词钢渣桩地基挤密承栽力湿陷性随着冶金企业产量的不断增加，生产过程中产钢所处的非自重湿陷性黄土地区来说，钢渣的这一生的废渣量也El益增多，如果不能将其及时转化利特点非常值得我们利用的。不同

2、龄期钢渣内含游离用，必将占用大量的耕地，对环境造成恶劣影响，严氧化钙含量测定结果见表3。重者甚至威胁到企业生产的正常运行。本着合理利表3游离氧化钙含量用、变废为宝的原则，我们先后在安钢多项大型冶金建设工程中，进行了利用冶金废渣进行地基处理的应用与研究，取得了良好的加固效果和极佳的经济1．3加固机理效益。下面，我们就以使用钢渣桩处理一期煤场堆钢渣桩采用D一25型双管柴油打桩机施工，其取料机基础为例，简要介绍一下有关工程实践的具对地基的加固机理可从桩间土、桩身、复合地基三体情况和冶金废渣用于地基处理的主要技术特点。方面进行分析。1设

3、计思路和依据1．3．1桩间土1．1钢渣的物理力学性能(1)成孔挤密。钢渣桩施工时是由锤击钢管下安钢综合利用公司生产的各龄期钢渣物理力学沉而成孔，桩管将原桩位土强行挤到周围，对桩间性能见表1。土产生挤压作用，其挤密效果与土质、上覆压力及地表l物理力学性能下水状况等有密切关系。类别既吸磨抗触(2)膨胀挤密。渣填入桩孔后，由内管对其进行夯实，夯实过程中桩体向四周膨胀，对桩间土产生二次挤压作用。钢渣内含游离氧化钙，遇水后与水中的氢氧根结合生成氢氧化钙，其体积膨胀1～2倍，对桩问土产生强大的挤压力。(3)胶凝作用。钢渣内含游离氧化钙与土中

4、的水发生水解和水化反应，生成了氢氧化钙。钢渣中的活性二氧化硅、三氧化二铝玻璃体等活性物质，在氢氧化钙的碱性激发作用下，与周围具有一定活性14．54．43器．1l40．j器9．1U．OUU．74的粘土颗粒发生反应，产生一系列复杂的硅铝酸钙在正常的自然环境中，已经固化并经磁选后的和水硬性胶凝物质，从而使土体强度提高。钢渣，其膨胀的主要内因是钢渣内所含的游离氧化1．3．2桩身钙，主要的膨胀诱因是水。游离氧化钙遇水后与水随着龄期的增加，桩体强度El益增长，最终形成中的氢氧根结合生成氢氧化钙，其时其体积膨胀1具有一定强度的柱体。起到了分担

5、荷载，并将荷载～2倍，并伴随反应过程产生大量的热能。对于安传向下部较硬土层的作用。收稿日期：2001一lO一7维普资讯http://www.cqvip.com·38·河南冶金1．3．3复合地基下内管到外管中钢渣面上一拔起一定高度外管一锤载荷实验测试结果表明，只占压板面积约l6％击内管和外管将钢渣压实的钢渣桩承担了总荷载的一半以上，桩间土仅承担循环重复以上工序，直到桩管拔出地面。了总荷载的一少半，从而降低了基础底面下一定深3试验结果与分析度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变3．1桩间土形和湿陷变形的不利影响。桩间土主要的物

6、理力学指标与天然地基土的比2工程实例较见表5。安钢原料场一期工程堆取料机场地，其天然地表5物理力学指标与天然地基土的比较基的承载力加权平均值为142kPa，而上部挚层传递给地基土的附加应力约225kPa，天然地基小能满足上部荷载要求。经反复论证，我们决定采用钢渣桩对地基进行加固，处理的长400．2m，宽14m。为了正由表5中可以看出桩间土主要的物理力学指标确评价钢渣桩对地基的加固与改良效果，同时与其它桩型进行比较，我们采用重(Ⅱ)型动力触探，对钢较天然地基土有较明显的改善。重度增加8．5％，渣桩的完整性和连续性进行了检测。孑L隙

7、比减小l6．7％，压缩模量增加48．8％，土层由2．1场地工程地质条件中等压缩性土改善为中等偏低压缩性土。土工试验在地基处理深度范围内的主要地层为：结果表明，仅在表层1处有一个土样有湿陷性，主要人工堆积(Q)层、第四系全新统近期冲积(QiaI)是因为该探井在场地边缘，上部挤密效果差所致，其层、第四系全新统早期冲积()层等。余均已不具湿陷性。由此可见，经钢渣桩处理后，场地湿陷性黄土层的湿陷性基本消除。2．2钢渣桩的设计3．2单桩(1)桩的平面分布。本次场地属于大面积处理，采用重(Ⅱ)型动力触探，对钢渣桩的完整性和连按正三角形形式布

8、置。续性进行了检测，桩身质量完好。(2)桩径、桩长。桩径：426mm；桩长：根据地质3．3复合地基资料，由已开挖好的基坑底面向下5．7m以下，湿陷采用稳定法载荷实验检测复合地基承载力为性黄土很少，其强度较高，故桩长定为5．7m。(3)钢渣桩间距。桩距L：1．2m