淤泥固化技术在软土地基处理中的应用

李二虎

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

0 引言

随着我国公路建设的大规模开展，软土地基成了施工中经常遇到的问题之一。软土地基的性质因地而异，因层而异，具有很强的不可预见性的特点。软土地基如果处理不当，就会造成无可挽回的损失。国内外关于软土地基处理方法有高压注浆法、强夯法、加筋路基法、水泥土搅拌桩法等多种处理方法。在我国很多地区，采用山场山石土来填筑浅层软土路基，由于其价格低廉，得到了大规模应用，并取得了很好的效果。但是由于开采山石造成环境污染，破坏山体，长远来看，是不可行的。因此，亟需找寻合适的可替代材料。淤泥固化技术的发展，促进了使用固化后的淤泥代替山石进行软土路基处理的发展，并在深圳、连云港等沿海城市软土路基处理中得到了应用。2004年8月，由我公司负责的东莞至深圳一级公路的第八合同段，在同富路大桥施工中，成功使用了该技术，取得了很好的效果。

1 软土地基和淤泥固化技术

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

软土地基是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基，主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。

软土路基处理的目的是提高该段公路路基的稳定性和承载能力。软土路基处理不好，稍有疏忽就会出现质量事故，后续成本激增，甚至重建，造成不可挽回的损失。如汕头磊口大桥引道工程未做好软土地基处理，造成路堤失稳，引起线外土地隆起，民房受损。路基难以稳定，只好增加桥梁长度，建成后一段时间，仍然出现锥坡不均匀下沉，又做了处理，现已改建新桥;珠海南屏桥引道工程就是在软土地基处理过程中，施工不当造成路堤失稳，在进行加载预压处理时，填土到2．5 m高(第一级加载，填土要求高度为7 m)时就发生破坏，对岸第三级填土完成时发生破坏。在我国的软土地基处理上，这样的例子还不少。同时，也从侧面说明了软土路基处理的重要性。

淤泥固化技术是集高效固化剂固化技术、淤泥固化设备和工艺技术为一体的淤泥固化处置集成技术，特点是通过向淤泥中添加高效固化剂来改善淤泥的物化性质，使淤泥中的有害物质固定化、稳定化，使固化处理后的淤泥的土工力学性能得到大幅度提升，不仅避免了淤泥的二次污染，被处理后的淤泥可以在土地复垦、路基填土、砖瓦生产等方面使用，实现了使淤泥变废为宝的资源化利用。

淤泥固化技术的应用范围很广，可以广泛的用于河道、湖泊、水库、市政淤泥的固化处理，也可用于受严重污染尤其是重金属污染的底泥的固封处理，减少对土地资源的破坏，实现淤泥无害化和资源化利用的双重目标，改善人居环境。

2 淤泥固化技术在软土地基处理中的应用

使用固化处理后的淤泥作为填充料代替山石进行软土地基处理，其要求必须具有足够的强度、刚度和整体稳定性。

2．1 淤泥固化机理

当淤泥中加入固化剂后，在激发剂水化形成的碱性环境中，固化剂中首先与水发生水化、水解反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝体，随着胶凝体的进一步硬化及相互齿合、胶结，就会结成具有一定强度的整体。同时，固化剂在水化、水解反应过程中，还会产生钙矾石、石英、硬柱石等多种物质，这些物质都能很好的填充土体空隙，因其体积的膨胀，就与其他水化产物一起填充、搭接形成蜂窝状空间结构，同时其泌水通道最终被细化或者不规则阻断。

以上反应机理使得淤泥在固化后，经过一定的物理压实，能形成一个由水化胶凝物为主的骨架，含水率大大降低、又略有空隙的整体胶合结构，具有良好的整体强度，较强的水稳性及防渗透性(见图1)。

图1 淤泥固化前后的对比

2．2 淤泥固化技术与传统的山石填筑技术的对比

淤泥固化技术与传统的山石填筑技术的对比结果如图2，表1所示。

从图2，表1可以看出，使用传统的山石填筑技术，一方面受限于原料开采，另一方面造成了山体破坏，环境污染，其成本会越来越高。采用淤泥固化技术来代替山石填筑技术，会取得良好的经济效益和社会效益，具有良好的发展前景。

固化后的淤泥在物理力学性能指标上，含水量大幅降低，孔隙比缩小，饱和度相应降低，液性和压缩性指标大大降低，粘结力及内摩擦力大幅增强。固化后的淤泥土具有强度高，压缩性低的特征，完全可以满足作为地基填料的要求。

图2 山石填筑技术与淤泥固化技术在软土地基处理的结构对比图

表1 淤泥固化技术与传统山石填筑技术的综合效益对比

由此可以得出，使用处理后的淤泥土代替山石进行软土地基处理是完全可行的，具有良好的经济效益和社会效益。

3 结语

淤泥固化技术是一种近年来在沿海地区兴起的新型建材技术，实现了变废为宝，将处理后的淤泥土应用于软土路基处理，对于改变原有的开采山石，破坏山体，造成环境污染具有重要意义，同时有利于降低工程成本，提高工程总体效益。

淤泥固化技术适用于海洋淤泥、湖泊淤泥、河道淤泥、水库淤泥、市政淤泥等处理，固化后的淤泥可用于绿化、回填、堤防、路基和制砖等用途，将原有淤泥被动清理变为主动清理，具有良好的经济和社会综合效益。

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