淤泥固化在軟土基礎(chǔ)中的應(yīng)用

呂圣

摘要：修建道路時(shí)，軟土路基的處理問(wèn)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(kāi)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(guó)道路建設(shè)的大規(guī)模開(kāi)展，軟土地基成了施工中經(jīng)常遇到的問(wèn)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(jiàn)性的特點(diǎn)。軟土地基如果處理不當(dāng)，就會(huì)造成無(wú)可挽回的損失。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。很多地區(qū)，采用山場(chǎng)山石土來(lái)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(kāi)采山石造成環(huán)境污染，破壞山體，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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)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(guò)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(guò)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。

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)：

淤泥固化土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：

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，使淤泥土由流塑變?yōu)榭伤芑驁?jiān)硬狀態(tài)，壓縮性大大減??；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

使用傳統(tǒng)的山石填筑技術(shù)，一方面受限于原料開(kāi)采，另一方面造成了山體破壞，環(huán)境污染，其成本會(huì)越來(lái)越高。采用淤泥固化技術(shù)來(lái)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(yǔ)

淤泥固化技術(shù)是一種近年來(lái)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(duì)于改變?cè)械拈_(kāi)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。

參考文獻(xiàn)：

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