淺談固化技術(shù)在高含水量淤泥軟基處理中的應(yīng)用

高賢安

（福州市瑯岐路橋建設(shè)有限公司， 福建 福州 350017）

0 引言

軟基處理是工程建設(shè)施工的重要內(nèi)容，也是工程質(zhì)量的核心內(nèi)容和安全保障。近年來，由于軟基處理不到位導(dǎo)致工程出現(xiàn)塌陷、滑坡等災(zāi)害造成人員財(cái)產(chǎn)傷亡事故屢有發(fā)生，加強(qiáng)市政工程軟基處理水平成為市政工程項(xiàng)目順利實(shí)施的重要內(nèi)容。市政工程軟基處理型式多種多樣，最為常見的防護(hù)主要：水泥土攪拌樁、粉噴樁、塑料排水板聯(lián)合堆載、強(qiáng)夯法等多種型式，但這些處理方式普遍存在造價(jià)高或者工期長(zhǎng)等問題。而淤泥固化解決地基強(qiáng)度問題的同時(shí)固化土的使用可解決場(chǎng)地內(nèi)部分土方平衡的問題，淤泥回收再利用盡量避免外運(yùn)、堆放問題，環(huán)保經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化；因而在市政工程軟基處理中的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)于工程安全和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要的作用。

1 淤泥固化技術(shù)概述

淤泥固化是使淤泥、固化材料、激發(fā)劑與水之間發(fā)生一系列的水解和水化反應(yīng)，產(chǎn)生膠結(jié)土顆粒的膠凝物質(zhì)、結(jié)晶物質(zhì)等，同時(shí)通過激發(fā)劑激發(fā)土壤顆粒本身的活性使其參與反應(yīng)，使淤泥具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等特性，且在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)強(qiáng)度能夠穩(wěn)定的增長(zhǎng)。固化土的使用可解決場(chǎng)地內(nèi)部分土方平衡的問題，淤泥回收再利用盡量避免外運(yùn)、堆放問題，環(huán)保經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化；固化處理，便于開挖,節(jié)省開挖成本；高含水率淤泥－固化劑的效果更好；減少有限資源的浪費(fèi)，生態(tài)環(huán)保。對(duì)于原本進(jìn)行土石方回填的路基、停車場(chǎng)、廣場(chǎng)地基，現(xiàn)采用淤泥固化土進(jìn)行替代，減少了石料等不可再生資源的使用。這些優(yōu)點(diǎn)使得淤泥固化技術(shù)在軟基處理中的應(yīng)用日益廣泛。

2 淤泥固化應(yīng)用的工程概況

瑯岐紅光湖景觀綜合工程總建設(shè)面積約64萬平方米，主要建設(shè)內(nèi)容包含人工湖、休閑步道、廣場(chǎng)、景觀綠化、服務(wù)建筑、配套的停車設(shè)施、市政道路等工程。紅光湖湖體常水面積約20萬平方米，景觀綠化面積約40萬平方米。本項(xiàng)目的淤泥（夾砂）層總深度約為50m，淤泥處于飽和流塑狀；含水率大于70%，屬高壓縮性軟弱土層；這種不利的地質(zhì)條件造成湖底開挖邊坡失穩(wěn)、停車場(chǎng)、園路、廣場(chǎng)基礎(chǔ)地基承載力無法滿足要求及施工便道設(shè)置困難等現(xiàn)象；結(jié)合本項(xiàng)目具體情況采用淤泥固化進(jìn)行加固，具體設(shè)計(jì)如下：

（1）對(duì)人工湖邊坡采用1:6緩坡，在邊坡固化1m,坡腳進(jìn)行原位固化3米，雙排松木樁φ80，@300x300(梅花狀布置)，L=6m坡中設(shè)置3mX6m的固化土擋墻，結(jié)構(gòu)完成后附1m后種植土，種水生植物。

（2）廣場(chǎng)以及高填方區(qū)域采用淤泥固化結(jié)合塑料排水板，根據(jù)填方高度的不同固化1～3m不等；插塑料排水板可以加快軟土排水固結(jié)，提高地基的承載力；

3 淤泥固化施工作業(yè)要點(diǎn)分析

3.1 施工工序

淺層固化施工工序?yàn)椋呵灞砼潘鷾y(cè)量放線→土方開挖→固化土攪拌 （專用挖機(jī)攪拌器）→土方填筑及碾壓→固化土養(yǎng)護(hù)

原位深層固化施工工序?yàn)椋呵灞砼潘鷾y(cè)量放線→ALLU機(jī)后臺(tái)組裝機(jī)調(diào)試→ALLU機(jī)原位攪拌處理→碾壓整平→固化土養(yǎng)護(hù)

3.2 淤泥固化施工要點(diǎn)

(1)清表、排水：施工前將原地面表層的樹木、草皮、農(nóng)耕植物、風(fēng)化砂、全部清理，并運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)。排除池塘、溝渠內(nèi)的全部積水，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量過高（有機(jī)質(zhì)含量超過6%）的淤泥進(jìn)行挖除。

(2)測(cè)量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)需要固化的位置進(jìn)行定位。

(3)土方開挖：在分段工程場(chǎng)地清理完成之后，根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求，對(duì)斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)。利用全站儀放樣，進(jìn)行斷面測(cè)量，繪制出挖方斷面圖，提交監(jiān)理工程師復(fù)測(cè)確認(rèn)后，才可進(jìn)行土方開挖。在挖掘機(jī)挖走土方后，挖機(jī)碾壓前，根據(jù)測(cè)量人員放出的標(biāo)高和范圍，用人工進(jìn)行整平，整平時(shí)預(yù)留10cm土層作為碾壓時(shí)的預(yù)沉高度。

(4)固化土攪拌：按設(shè)計(jì)要求參配固化劑，配料應(yīng)準(zhǔn)確，過程中需要進(jìn)行抽查。使用專用挖機(jī)攪拌器對(duì)混合物反復(fù)揉碾（掌握攪拌規(guī)律），使固化劑和淤泥充分接觸，以最大程度激發(fā)土體活性。 為保證攪拌效率，每次攪拌方量宜在5 ～10m3，攪拌時(shí)間控制在15～30分鐘。 攪拌完成后，無固化劑塊狀物質(zhì)包裹，色澤一致、均勻。潮濕地區(qū)或多雨季節(jié)施工時(shí)，應(yīng)采取措施，保護(hù)好已攪拌待攤鋪的固化土，防止?jié)B水或雨淋。

(5)土方填筑及碾壓：攪拌完成的固化土含水率較高，則可打堆悶料降水，使含水率符合控制指標(biāo)要求，并保證72h內(nèi)完成固化土攤鋪碾壓。淤泥固化土采用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、快剪強(qiáng)度等作為檢測(cè)指標(biāo)，分層檢測(cè)，檢測(cè)頻度為每1000 m2檢測(cè)三個(gè)點(diǎn)，在填筑層的中下部分別取樣進(jìn)行檢測(cè)。淤泥固化土攤鋪厚度一般為40 cm ～50cm，含水率控制在50%以下，達(dá)到合格含水率的固化土應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)完成碾壓。淤泥固化土施工遵循先邊后中、 先輕后重、先慢后快的原則；一般來說，先靜壓、后弱振，終平時(shí)采用靜壓，碾壓速度不宜超過4km/h，碾壓機(jī)械一般選擇8～10t的輕型壓路機(jī)。上、下兩層固化土回填攤鋪碾壓的間隔時(shí)間原則上為24小時(shí)以上。若下層含水率為合格含水率偏低值（層含水率控制值均值以下）時(shí)，也可碾壓完下一層后，直接回填上一層；若下表層含水率為合格含水率偏高值（層含水率控制值均值以上）時(shí)，須等待24小時(shí)后繼續(xù)回填上一層。

(6)固化土養(yǎng)護(hù)：固化土施工完成后應(yīng)覆蓋草墊、薄膜或土工布等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不得僅采用灑水方式養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間固化土路基表面不得有積水現(xiàn)象。若采用草墊養(yǎng)護(hù)，草墊應(yīng)完全覆蓋并保持草墊濕潤(rùn)；若采用薄膜進(jìn)行保養(yǎng)，在保持路表面及邊坡濕潤(rùn)的前提下，覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)即可。路基養(yǎng)護(hù)齡期宜大于14d，若固化土路基養(yǎng)護(hù)得當(dāng),土體強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,養(yǎng)護(hù)齡期可大于7d。整個(gè)養(yǎng)護(hù)期，淤泥固化土的強(qiáng)度處于不斷地增長(zhǎng)狀態(tài),在其養(yǎng)護(hù)未達(dá)到要求養(yǎng)護(hù)齡期之前,應(yīng)禁止各類車輛通行,尤其是重載車。

(7)固化土原位處理—ALLU攪拌設(shè)備：淤泥固化工程采用ALLU強(qiáng)力攪拌頭固化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)固化設(shè)備可直接在淤泥軟基施工，不受施工條件限制，不需臨建設(shè)施。同時(shí)施工材料以廢治廢，節(jié)能減排，避免對(duì)淤泥進(jìn)行開挖換填。利用石粉對(duì)固化區(qū)域進(jìn)行劃分區(qū)域，之后利用強(qiáng)力攪拌頭內(nèi)的三維立體的轉(zhuǎn)動(dòng)及錐形噴料口有效的噴射，將固化劑與原位土攪拌混合，同時(shí)利用自動(dòng)定量供料系統(tǒng)控制處理過程中的固化劑用量，最后用攪拌頭再次對(duì)整個(gè)固化區(qū)域松翻的土體表面攪拌。攪拌完畢后，進(jìn)行初步整平和預(yù)壓并養(yǎng)護(hù)。

（8）驗(yàn)收檢測(cè)：場(chǎng)地養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈，拆除覆蓋后，不能立刻檢測(cè)地基承載力等指標(biāo)，須在硬化場(chǎng)地頂面固化土的水分適當(dāng)蒸發(fā)后（不高于硬化場(chǎng)地頂層碾壓時(shí)的含水率）進(jìn)行。如有疑義，應(yīng)配合含水率檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，要求竣工后，地基養(yǎng)護(hù)周期不得少于14天。根據(jù)本工程要求，考慮采用抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（內(nèi)摩擦角、黏聚力）、地基承載力和滲透系數(shù)作為最終地基竣工檢測(cè)指標(biāo)。

4 結(jié)語

經(jīng)實(shí)踐證明瑯岐紅光湖景觀綜合工程采取淤泥固化處理的湖岸邊坡、停車場(chǎng)、填方假山區(qū)、步道，得到了較好的效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。在對(duì)節(jié)能、環(huán)保要求越來越高，強(qiáng)調(diào)生態(tài)建設(shè)的今天，淤泥固化技術(shù)運(yùn)用將會(huì)越來越廣泛。