淤泥固化在軟土基礎(chǔ)中的應(yīng)用

1、淤泥固化在軟土基礎(chǔ)中的應(yīng)用id=“artibody”摘要:修建道路時(shí)，軟土路基的處理問題十分關(guān)鍵。淤泥固化土具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，滿足作為地基材料的相關(guān)要求。本文闡述了軟土路基處理的重要性，軟土地基和淤泥固化技術(shù)，以及在軟土基礎(chǔ)中的應(yīng)用等。使用固化后的淤泥土處理軟土地基，對(duì)于減少山石開采，緩解環(huán)境污染具有重要意義，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞:道路;淤泥;固化;軟土地基1 軟土路基處理的重要性隨著我國道路建設(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?，具有很?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。關(guān)于

2、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。很多地區(qū)，采用山場(chǎng)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，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。2 軟土地基和淤泥固化技術(shù)2.1 軟土地基的特點(diǎn)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

3、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。2.2 淤泥的特點(diǎn)淤泥是指在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)物理、化學(xué)和生物化學(xué)作用形成的飽和細(xì)粒土。其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5;當(dāng)天然孔隙比小于1.5而大于1.0時(shí)，稱淤泥質(zhì)土。淤泥大多具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性低、強(qiáng)度低、靈敏度高等特點(diǎn)，并表現(xiàn)出明顯的觸變性和流變性。淤泥的承載力較低，屬于典型的軟土，不宜作為天然地基，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生不均勻沉降，使建筑物等

4、產(chǎn)生裂縫、傾斜等病害，影響正常使用。2.3淤泥固化原理淤泥固化技術(shù)，即在淤泥中添加由水泥、礦粉、粉煤灰、石灰、石膏等材料按一定配比制成的固化劑，進(jìn)行攪拌混合，制成淤泥固化土。摻入的固化劑與淤泥之間發(fā)生一系列物理、化學(xué)作用，產(chǎn)生的膠凝性水化物使松散的土顆粒膠結(jié)為一體，并不斷凝結(jié)硬化，從而使淤泥分散的單元結(jié)構(gòu)漸變?yōu)榫哂幸欢ㄕw強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。經(jīng)該技術(shù)處理后的淤泥固化土孔隙比減小，含水率降低，壓縮性減小，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性較之淤泥有極大幅度的提高，同時(shí)固化土的透水系數(shù)很小，可避免有害物質(zhì)溶出造成污染。3 淤泥固化在軟土基礎(chǔ)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)

5、度、剛度和整體穩(wěn)定性。3.1 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

6、水穩(wěn)性及防滲透性。id=“artibody”固化前固化后3.2 淤泥固化前后物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)比淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo):項(xiàng)目含水量孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)黏聚力內(nèi)摩擦角數(shù)值68.71.59898.849.3625.3823.981.4171.33910.254.95淤泥固化土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo):項(xiàng)目含水量孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)黏聚力內(nèi)摩擦角數(shù)值351.1575.457.338.0119.6<0.250.177529.6淤泥經(jīng)固化后，土體性能和各項(xiàng)參數(shù)均發(fā)生明顯變化:含水率大幅降低，孔隙比減小，飽和度也相應(yīng)降低;液性指數(shù)和壓縮系數(shù)顯著降低，使淤泥土由流

7、塑變?yōu)榭伤芑驁?jiān)硬狀態(tài)，壓縮性大大減小;黏聚力增強(qiáng)、內(nèi)摩擦角增大，從而使其抗剪強(qiáng)度得以提高。固化材料的加入，使土體顆粒間排列形式發(fā)生變化，淤泥結(jié)構(gòu)得以重組，固化后的土體具有強(qiáng)度高、壓縮性低的特性，滿足作為路基材料的功能要求。3.3 淤泥固化技術(shù)與傳統(tǒng)的山石填筑技術(shù)的對(duì)比項(xiàng)目山石填筑技術(shù)淤泥固化技術(shù)生態(tài)環(huán)保造成噪聲、灰塵和不可再生資源的消耗，破壞山體生態(tài)環(huán)境廢棄資源再生利用循環(huán)利用，環(huán)保填料來源多采用車輛和船只開口式運(yùn)輸;運(yùn)輸量龐大;受沿路交通的制約大;大量集中占用城鄉(xiāng)道路、加大了城市交通擁堵;且多數(shù)車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)現(xiàn)有道路損毀嚴(yán)重主體淤泥采用管道輸送，速度快，無交通限制，無噪聲、粉塵泄出。固

8、化材料的運(yùn)輸一般均采用密封罐裝設(shè)備，且用量只占土方的10%左右，運(yùn)輸量小，清潔環(huán)保工程特性石料單體強(qiáng)度高，但整體填筑后，結(jié)構(gòu)松散，顆粒間（塊石間）無聯(lián)結(jié)，縫隙多，易透水滲水，易對(duì)表層和持力層造成影響。由于整體性差，強(qiáng)度不均勻，極易發(fā)生不均勻沉降，破壞表層結(jié)構(gòu)能隨不同的地質(zhì)基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)要求而調(diào)整強(qiáng)度。土體經(jīng)適時(shí)碾壓后密實(shí)度高、整體性好，對(duì)下臥層應(yīng)力傳遞均勻，不易造成表層斷裂。同時(shí)因其在固化反應(yīng)中形成了膠凝，故其整體能形成板塊結(jié)構(gòu)，孔隙比小，防滲透性強(qiáng)，遇水不會(huì)解體，能阻斷上下層的水源相互滲透，在防止沿海灘涂工程中鹽堿水對(duì)表層的侵蝕破壞上，優(yōu)勢(shì)突出道路維修因整體無粘結(jié)強(qiáng)度，故開挖過程中必須加大開挖面

9、，采用較大放坡，工程造價(jià)急劇增加可在設(shè)計(jì)施工段垂直開挖，且經(jīng)二次處理的回填土不會(huì)降低土體強(qiáng)度，不影響周邊及整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。管線鋪設(shè)也可采用直接頂管作業(yè)，大量節(jié)省成本，保障道路暢通使用傳統(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。4 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，