淤泥固化技術(shù)在軟土地基處理中的應(yīng)用

李二虎

(山西平陽路橋有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的大規(guī)模開展，軟土地基成了施工中經(jīng)常遇到的問題之一。軟土地基的性質(zhì)因地而異，因?qū)佣悾哂泻軓?qiáng)的不可預(yù)見性的特點(diǎn)。軟土地基如果處理不當(dāng)，就會(huì)造成無可挽回的損失。國內(nèi)外關(guān)于軟土地基處理方法有高壓注漿法、強(qiáng)夯法、加筋路基法、水泥土攪拌樁法等多種處理方法。在我國很多地區(qū)，采用山場山石土來填筑淺層軟土路基，由于其價(jià)格低廉，得到了大規(guī)模應(yīng)用，并取得了很好的效果。但是由于開采山石造成環(huán)境污染，破壞山體，長遠(yuǎn)來看，是不可行的。因此，亟需找尋合適的可替代材料。淤泥固化技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了使用固化后的淤泥代替山石進(jìn)行軟土路基處理的發(fā)展，并在深圳、連云港等沿海城市軟土路基處理中得到了應(yīng)用。2004年8月，由我公司負(fù)責(zé)的東莞至深圳一級公路的第八合同段，在同富路大橋施工中，成功使用了該技術(shù)，取得了很好的效果。

1 軟土地基和淤泥固化技術(shù)

軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。

軟土地基是指強(qiáng)度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)，其上的填方及構(gòu)造物穩(wěn)定性差且發(fā)生沉降的地基，主要由粘土和粉土等細(xì)微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機(jī)質(zhì)土、泥炭以及松散砂等土層構(gòu)成。

軟土路基處理的目的是提高該段公路路基的穩(wěn)定性和承載能力。軟土路基處理不好，稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故，后續(xù)成本激增，甚至重建，造成不可挽回的損失。如汕頭磊口大橋引道工程未做好軟土地基處理，造成路堤失穩(wěn)，引起線外土地隆起，民房受損。路基難以穩(wěn)定，只好增加橋梁長度，建成后一段時(shí)間，仍然出現(xiàn)錐坡不均勻下沉，又做了處理，現(xiàn)已改建新橋;珠海南屏橋引道工程就是在軟土地基處理過程中，施工不當(dāng)造成路堤失穩(wěn)，在進(jìn)行加載預(yù)壓處理時(shí)，填土到2．5 m高(第一級加載，填土要求高度為7 m)時(shí)就發(fā)生破壞，對岸第三級填土完成時(shí)發(fā)生破壞。在我國的軟土地基處理上，這樣的例子還不少。同時(shí)，也從側(cè)面說明了軟土路基處理的重要性。

淤泥固化技術(shù)是集高效固化劑固化技術(shù)、淤泥固化設(shè)備和工藝技術(shù)為一體的淤泥固化處置集成技術(shù)，特點(diǎn)是通過向淤泥中添加高效固化劑來改善淤泥的物化性質(zhì)，使淤泥中的有害物質(zhì)固定化、穩(wěn)定化，使固化處理后的淤泥的土工力學(xué)性能得到大幅度提升，不僅避免了淤泥的二次污染，被處理后的淤泥可以在土地復(fù)墾、路基填土、磚瓦生產(chǎn)等方面使用，實(shí)現(xiàn)了使淤泥變廢為寶的資源化利用。

淤泥固化技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，可以廣泛的用于河道、湖泊、水庫、市政淤泥的固化處理，也可用于受嚴(yán)重污染尤其是重金屬污染的底泥的固封處理，減少對土地資源的破壞，實(shí)現(xiàn)淤泥無害化和資源化利用的雙重目標(biāo)，改善人居環(huán)境。

2 淤泥固化技術(shù)在軟土地基處理中的應(yīng)用

使用固化處理后的淤泥作為填充料代替山石進(jìn)行軟土地基處理，其要求必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性。

2．1 淤泥固化機(jī)理

當(dāng)淤泥中加入固化劑后，在激發(fā)劑水化形成的堿性環(huán)境中，固化劑中首先與水發(fā)生水化、水解反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝體，隨著膠凝體的進(jìn)一步硬化及相互齒合、膠結(jié)，就會(huì)結(jié)成具有一定強(qiáng)度的整體。同時(shí)，固化劑在水化、水解反應(yīng)過程中，還會(huì)產(chǎn)生鈣礬石、石英、硬柱石等多種物質(zhì)，這些物質(zhì)都能很好的填充土體空隙，因其體積的膨脹，就與其他水化產(chǎn)物一起填充、搭接形成蜂窩狀空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)其泌水通道最終被細(xì)化或者不規(guī)則阻斷。

以上反應(yīng)機(jī)理使得淤泥在固化后，經(jīng)過一定的物理壓實(shí)，能形成一個(gè)由水化膠凝物為主的骨架，含水率大大降低、又略有空隙的整體膠合結(jié)構(gòu)，具有良好的整體強(qiáng)度，較強(qiáng)的水穩(wěn)性及防滲透性(見圖1)。

圖1 淤泥固化前后的對比

2．2 淤泥固化技術(shù)與傳統(tǒng)的山石填筑技術(shù)的對比

淤泥固化技術(shù)與傳統(tǒng)的山石填筑技術(shù)的對比結(jié)果如圖2，表1所示。

從圖2，表1可以看出，使用傳統(tǒng)的山石填筑技術(shù)，一方面受限于原料開采，另一方面造成了山體破壞，環(huán)境污染，其成本會(huì)越來越高。采用淤泥固化技術(shù)來代替山石填筑技術(shù)，會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有良好的發(fā)展前景。

固化后的淤泥在物理力學(xué)性能指標(biāo)上，含水量大幅降低，孔隙比縮小，飽和度相應(yīng)降低，液性和壓縮性指標(biāo)大大降低，粘結(jié)力及內(nèi)摩擦力大幅增強(qiáng)。固化后的淤泥土具有強(qiáng)度高，壓縮性低的特征，完全可以滿足作為地基填料的要求。

圖2 山石填筑技術(shù)與淤泥固化技術(shù)在軟土地基處理的結(jié)構(gòu)對比圖

表1 淤泥固化技術(shù)與傳統(tǒng)山石填筑技術(shù)的綜合效益對比

由此可以得出，使用處理后的淤泥土代替山石進(jìn)行軟土地基處理是完全可行的，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)語

淤泥固化技術(shù)是一種近年來在沿海地區(qū)興起的新型建材技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，將處理后的淤泥土應(yīng)用于軟土路基處理，對于改變原有的開采山石，破壞山體，造成環(huán)境污染具有重要意義，同時(shí)有利于降低工程成本，提高工程總體效益。

淤泥固化技術(shù)適用于海洋淤泥、湖泊淤泥、河道淤泥、水庫淤泥、市政淤泥等處理，固化后的淤泥可用于綠化、回填、堤防、路基和制磚等用途，將原有淤泥被動(dòng)清理變?yōu)橹鲃?dòng)清理，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)綜合效益。

［1］肖 兵，羅海兵，周 莉．淤泥固化技術(shù)在處理城市道路軟土路基中的應(yīng)用［J］．市政技術(shù)，2012(5):70-71．

［2］閆 楠，白曉宇．淺談軟土地基的處理技術(shù)［J］．價(jià)值工程，2010(3):5-6．

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