淤泥固化填筑路基施工技術在濱海地區(qū)的應用

摘" 要：該文以濱海地區(qū)某市政道路為例，探究淤泥固化填筑路基施工技術的應用。該工程中選用由水泥、石灰和V粉按照5∶2∶2質(zhì)量比組合成的固化劑，摻量為淤泥質(zhì)量的14%。在排水降水和場地平整的基礎上，攤鋪淤泥并撒上固化劑，使用拌合機將2種材料充分拌勻后，再次攤平并分別使用雙鋼輪壓路機、膠輪壓路機進行多次碾壓。然后進行壓實度、平整度等指標的檢測，結果表明各項指標均達到相關標準。最后使用石灰土進行路基頂面封層，防止路基結構層與淤泥固化填筑路基中間形成“軟弱層”，進一步提高淤泥固化填筑路基的承載力。

關鍵詞：固化劑;分層碾壓;壓實度;固化淤泥;路基施工

中圖分類號：TU447" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）02-0185-04

Abstract： This paper takes a municipal road in a coastal area as an example to explore the application of silt solidification and subgrade filling construction technology. In this project， a curing agent composed of cement， lime and V powder was selected in a mass ratio of 5∶2∶2， and the mixing amount was 14% of the mass of the sludge. On the basis of drainage， precipitation and site leveling， spread the silt and sprinkle it with a curing agent. After fully mixing the two materials with a mixer， they are leveled again and rolled multiple times using a double steel wheel roller and a rubber-wheel roller respectively. Then indicators such as compaction and flatness were tested， and the results showed that all indicators met relevant standards. Finally， lime soil is used to seal the top surface of the subgrade to prevent the formation of a \"weak layer\" between the subgrade structural layer and the silt cured and filled subgrade， and further improve the bearing capacity of the silt cured and filled subgrade.

Keywords： curing agent; layered rolling; compaction; solidified silt; subgrade construction

濱海地區(qū)淤泥較多，采用淤泥固化填筑路基施工技術能夠提高淤泥的利用價值，一方面可以用較低成本完成市政道路路基施工，達到了降低公路工程造價的效果;另一方面使用固化劑改良淤泥后，可以顯著提高固化土的承載力與穩(wěn)定性，對預防濱海地區(qū)市政道路路基不均勻沉降也有積極幫助。在淤泥固化填筑路基施工中，固化劑的選用及淤泥固化填筑方式等是決定施工質(zhì)量的技術要點，也是現(xiàn)場施工控制的關鍵內(nèi)容。

1" 工程概況

玉環(huán)市中心區(qū)內(nèi)環(huán)東路工程全長390.521 m，寬36.0 m，設計時速為40 km/h，道路等級為城市次干路。沿線地勢平坦，場地標高2.7～3.3 m，設計使用年限為15年。結合現(xiàn)場勘查資料，濱海地區(qū)淤泥分布較廣，為保證路基穩(wěn)定采用了淤泥固化填筑施工技術。

2" 固化劑的選型

2.1" 固化劑的類型

淤泥具有含水量高、流變性強、抗剪強度低等特點，無法為路基提供足夠的承載力，因此，淤泥路段的公路經(jīng)常出現(xiàn)路基不均勻沉降導致的路面開裂、凹陷等質(zhì)量問題。在淤泥分布區(qū)域內(nèi)修建公路時，必須要做好淤泥加固處理。土壤固化劑改良淤泥土是一種便捷有效的方法，常用的固化劑可分為兩大類：一類是石灰、水泥等傳統(tǒng)土質(zhì)固化劑。以石灰為例，可以通過鈣離子交換、溶解重結晶等方式提高淤泥土的強度;另一類是新型土質(zhì)固化劑，具體又可分為高分子類、生物酶類及離子類等若干種。以離子類固化劑為例，可以消耗淤泥土中的一部分水進行離子化反應，釋放出的陰離子與土壤顆粒表面的陽離子通過離子交換，讓土壤表面的鎂離子、鈣離子濃度降低，從而降低了雙電層的厚度，使土壤顆粒表面水膜變薄（圖1），達到膠結土體顆粒、提高土體強度的目的，同時還能降低淤泥土的含水率[1]。為了提高淤泥固化效果，需要從經(jīng)濟性、時效性、水穩(wěn)定性及力學性能等方面進行綜合考慮，選擇合適的固化劑。

2.2" 固化劑的選擇

從濱海路段沿線隨機選擇3種淤泥，經(jīng)測定淤泥1的有機質(zhì)含量為1.61%，淤泥2的有機質(zhì)含量為2.25%，淤泥3的有機質(zhì)含量為2.84%。試驗中淤泥用量、含水量等均保持一致，消除無關因素干擾。固化劑組分為水泥、石灰和V粉，水泥可提高淤泥強度，V粉有吸水作用，生石灰兼有吸水與提高強度的功能[2]。其中，水泥用量為淤泥質(zhì)量的10%，V粉用量為淤泥質(zhì)量的4%;石灰用量設置3個水平，分別為2%、4%和6%。將固化劑與淤泥充分攪拌后制作試件，養(yǎng)護28 d后取出試件，放置到萬能壓力機上進行無側(cè)限抗壓強度試驗，結果見表1。

由表1數(shù)據(jù)可知，增加固化劑的摻量，固化淤泥的抗壓強度也會增加。但是當石灰摻量超過4%后繼續(xù)增加石灰，固化淤泥抗壓強度的增長速度放緩。基于經(jīng)濟性考慮，本工程中將固化劑組分確定為水泥10%+V粉4%+石灰4%。

3" 淤泥固化填筑路基施工工藝

3.1" 施工準備

施工前，對本次施工需要的材料、設備等進行質(zhì)量檢查。固化劑按比例配制，要求無受潮板結等情況。對機械設備的類型、數(shù)量、工況等進行檢查，固化淤泥填筑路基施工中所需設備的類型與數(shù)量見表2。

技術交底也是施工準備的重要內(nèi)容，該道路屬于城市次干路，路基不同部位填料的壓實度、最大粒徑與最小強度應滿足表3標準。

3.2" 路基填筑分層碾壓工藝

現(xiàn)階段常用的淤泥固化填筑路基施工方法有2種，即“路拌法”和“廠拌法”。前者是將淤泥和固化劑直接倒入路基內(nèi)攪拌;后者是提前在工廠完成淤泥和固化劑的拌合，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場再倒入路基中。本工程為提高施工效率選擇了“路拌法”淤泥固化填筑路基施工工藝，其流程如圖2所示。

1）現(xiàn)場施工人員參照施工圖紙完成測量放樣工作，保證全線導線點、水準點的位置準確。檢測施工路段淤泥的天然含水量，如果超過80%需要采取降水措施，以便于提高壓實效果。

2）用挖掘機將淤泥土裝到自卸汽車上，運輸至路基施工現(xiàn)場并倒入開挖的路基中。采用機械與人工配合的方法將淤泥土攤鋪整平。為了保證淤泥與固化劑的均勻拌合、提高淤泥土的壓實效果，要求淤泥的松鋪厚度控制在20～25 cm。

3）將準備好的固化劑均勻地撒布在已經(jīng)整平的淤泥土表面，然后啟動拌合機對淤泥土和固化劑進行充分拌合。拌合深度至少要伸入下承層10 mm，保證下承層與固化淤泥可以牢固黏結、形成整體。每個區(qū)域至少拌合3遍，每遍時間不得低于60 s。

4）充分拌合淤泥土與固化劑后，使用平地機再次整平，為下一步的碾壓創(chuàng)造良好條件。本工程中采用分層填筑、層層碾壓的施工工藝。淤泥固化填筑每層壓實厚度不大于20 cm，對于首層厚度，一般不超過30 cm。第一層使用履帶式挖掘機靜壓4～5遍后路基表面基本成型，碾壓速度控制在1.5～1.7 km/h;第二、三層碾壓設備更換為雙鋼輪壓路機，以2.0～2.5 km/h的速度靜壓4～5遍。第四層及以上首先用雙鋼輪壓路機靜壓2遍，然后分別調(diào)整為弱振和強振模式，快速完成2遍碾壓;最后使用膠輪壓路機碾壓3遍完成收光[3]。分層碾壓的設備、遍數(shù)與速度等技術指標見表4。

在碾壓過程中，總體上遵循“先輕后重、先靜后振、先慢后快、輪跡重疊”的原則，靜壓時壓路機的輪跡重疊寬度應達到碾輪寬度的1/2，振壓時輪機重疊寬度要達到碾輪寬度的1/4。盡量保證壓路機行駛速度均勻，不得出現(xiàn)中途調(diào)頭、停車等情況[4]。每完成一層的碾壓后，施工人員使用儀器測量路基表面的平整度，對于凹凸不平的局部要進行相應處理。

5）碾壓結束后，檢測人員需要對固化淤泥填筑路基的厚度、強度、壓實度和彎沉值等各項指標進行測定，將測定結果與相關標準進行對照。如果測定結果不符合規(guī)定，需要及時返工處理。

6）在檢測各項指標均符合要求后，完成本次固化淤泥路基填筑施工。本工程中頂面封層材料采用10%石灰土，向黏土中摻入石灰，摻量為黏土質(zhì)量的10%。將2種材料拌勻后均勻攤鋪在路基頂面，封層厚度為20 cm。進行封層處理后，不僅可以避免路基結構層與淤泥固化填筑路基中間形成“軟弱層”，從而提高路基承載力，而且還能發(fā)揮一定的防水防滲效果，減少侵入到路基內(nèi)的大氣降水或地下水，延長了路基使用壽命。

3.3" 質(zhì)量檢測

在本次淤泥固化填筑路基施工中采取了以下質(zhì)量控制措施：第一是排水控制。由于施工路段位于濱海地區(qū)，地下水侵入到已經(jīng)固化的淤泥中會導致固化淤泥的強度下降，達不到路基施工要求。因此，沿線修建了若干排水溝、降水井，避免大氣降水和地下水對固化淤泥的影響;第二是固化淤泥均勻性控制。固化淤泥顆粒的均勻性越好，經(jīng)過沖擊壓實處理后的承載力與穩(wěn)定性越強[5]。因此，本次施工中所用淤泥在使用前進行了篩選處理，保證粒徑不超過5 mm;第三是嚴格做好檢測試驗，在淤泥固化填筑路基施工完畢后，由項目部和監(jiān)理部門聯(lián)合開展檢測，檢測項目包括壓實度檢測、含水量檢測、彎沉檢測和平整度檢測等。這里以壓實度和彎沉值為例，檢測方法和執(zhí)行標準見表5。

本工程中，各項檢測結果均符合相關標準，淤泥固化填筑路基施工順利通過驗收，對提高濱海公路的路基穩(wěn)定性起到了良好效果。

3.4" 路基沉降觀測

為驗證淤泥固化填筑路基施工質(zhì)量，需要開展路基沉降觀測，所用設施為沉降板，由直徑40 mm的鋼管的基準樁，長、寬、厚分別為50、50、3 cm的鋼筋混凝土板的沉降盤組成。另外使用斷面為正方形、邊長為10 cm的預制鋼筋混凝土邊樁觀測水平位移。挑選具有典型特征的橫斷面布置觀測點，其中沉降板埋設在路基中心線及距離坡腳70 cm處，并保證沉降板垂直;邊樁埋設在路堤兩側(cè)和邊溝外緣，每側(cè)布置2根。沉降板和邊樁的布置如圖3所示。

為提高觀測結果的精確性，采用鋼尺和精密光學水準儀進行沉降值和位移值的觀測，測量精度滿足GB/T 12897—2006《國家一、二等水準測量規(guī)范》中的相關規(guī)定。

4" 結束語

濱海地區(qū)雖然淤泥較多，但是含水量高、力學性能差，在公路工程中不能直接作為路基填料。如果公路穿過淤泥地段，還需要投入大量的人力物力挖除淤泥。淤泥固化填筑路基技術可以讓淤泥得到合理利用，只需要向淤泥中摻入適量的固化劑，并將兩者充分攪拌，經(jīng)過一系列的物理和化學反應后形成的固化土不僅具有較強的抗壓強度，還有良好的耐水性、抗凍性。在應用淤泥固化填筑路基施工技術時，要嚴格把控淤泥與固化劑等材料的質(zhì)量，重點加強拌合、攤鋪、碾壓和養(yǎng)護等施工工序的技術要點，發(fā)揮該技術的應用優(yōu)勢，切實提高路基施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 曾林，吳濤.宜春市某公路軟土路基水泥混合固化劑加固技術研究[J].江西交通科技，2023（3）：10-15.

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[3] 陳曦，竺寅威，沙玉琪.淤泥質(zhì)土改良流態(tài)固化土強度及流動度試驗研究[J].低碳世界，2024（14）：109-111.

[4] 鄭濤.基于固化土加寬路基的差異沉降試驗分析[J].運輸經(jīng)理世界，2023（11）：34-36.

[5] 劉世宇，雷學文，李江.MSWIBA改良海相淤泥質(zhì)工程渣土性能與機理研究[J].水利與建筑工程學報，2023（2）：121-127.

作者簡介：駱宮（1993-），男，工程師。研究方向為市政道橋。