就地固化技术在道路工程中的运用

雷志鹏

阿克苏天山多浪水泥有限责任公司，新疆 阿克苏 843000

摘 要：就地固化技术作为一种新兴的地基加固处理技术受到广泛关注。文章简述了就地固化技术的原理和主要施工方法。在对就地固化技术进行总结的同时，对就地固化技术应用前景进行了描述。

关键词：固化技术；固化剂；应用

前言：

就地固化技术可以实现软土地基加固，优势主要在于可以实现潮间带作业，加快施工进度，节约成本，难点主要在于需根据使用需求和软土性质研究固化剂内各掺量材料的具体配比方案。

1.就地固化技术简介

1.1就地固化技术

在施工过程中设计方案大部分采用换填的方案进行处理，换填处理工艺会产生大量的废弃淤泥质土，并使用大量优质工程材料进行回填，这个过程将会产生一系列的问题，例如石灰土或二灰土等材料拌合的粉尘污染、淤泥质土的丢弃、宕渣石料的开采等。就地浅层固化处理方法是利用固化剂对软土（淤泥）等土体进行就地固化处理，就地利用使软土（淤泥）等土体，原位对土体进行加固的一种技术。就地固化技术所用的设备主要包括强力搅拌头、挖掘机、供料系统、固化剂添加控制系统等组成。搅拌头是一种专业型的搅拌设备，能够将添加的固化剂均匀地拌入待处理的软土（淤泥）等土体中，固化剂添加控制系统能够实时控制固化剂的添加量，确保施工质量^[1]。

1.2固化剂类型

固化剂按材料化学组成分为有机类固化剂、无机类固化剂、生物酶类固化剂和离子类固化剂。其中有机类固化剂多为液态，以离子交换和自身聚合反应为原理，对水含量要求较高，造价高，不易规模化生产，耐久性约 30 年；无机类固化剂主要以工业副产品无机材料为主，添加一定的激发剂，以胶凝水化和针状填充为原理，具有性能可靠稳定、造价低等特点，耐久性约 30~100 年；生物酶类固化剂以酶催化作用促进土团粒集聚，遇水生物降解、耐水性较差，耐久性约 8~10 年；离子类固化剂以离子交换作用为原理，对固化土源要求高，不适于碱性土，耐久性跟土源的特性关系密切。

1.3就地固化剂技术原理

由于固化剂种类不同，就地固化的原理各不相同，目前无机复合固化剂在工程中应用最为广泛，无机类固化剂为例介绍软土固化原理。软土、固化材料之间发生一系列的水解和水化反应，产生大量胶凝物质和结晶物质，用于胶结、包裹淤泥中土颗粒，并通过激发剂激发软土中次生矿物的活性，促进、稳定反应进程，使软土具备一定的结构强度，且在较长时间内控制强度稳定的增长。

2.就地固化技术工艺及特点

2.1.1施工准备

就地固化设备组装完成后，调试设备，挖掘机的动力系统和强力搅拌头的组合是否可以顺利搅拌，自动定量供料系统是否可以完成不同固化剂的供料，质量控制差是否在允许的范围内^[2]。

2.1.2清表抽水

对处理区域先行清除，以免影响固化土体的强度进而影响整个处理效果，清表完成后抽除积水，在正式施工前进行现场试搅，确保入好土层后亦可顺利搅动。

2.1.3区块划分

将欲进行固化处理的区域进行场地平整放样并划分区域，根据使用需求确定软土加固处理的深度及加固后软土的强度指标。

2.1.4碾压

固化搅拌完毕后，采用压路机碾压表面。宜用振动式压路机，碾压应由两侧向中心，由低处向高处进行。固化处理工艺从固化剂注入到碾压宜在 6h 内完成。

2.1.5养护

原位固化土体养护数天至承载力达到施工设备进场要求时方可进行后续的施工工艺。

2.2就地固化技术特点

软土和固化剂在充分搅拌并发生反应后可以形成强度高稳定性好的固结体，进而实现软土强度指标的提升。此项技术的主要特点如下：

（1）固化处理后的软土强度提升明显，稳定性好；

（2）就地固化技术可以实现潮间带作业，加快施工进度；

（3）软土材料来源广泛，造价低廉，绿色环保^[3]。

3.就地固化技术的应用

3.1泥浆固化的原理

在施工过程中，各处产生的泥浆都会通过泥浆泵输送到泥浆池当中，经过沉淀后，再将余下的泥浆由泥浆泵输送至泥水分离系统入口处。与此同时，将配置好的外加剂与输送的泥浆集中搅拌，使泥浆中的泥颗粒迅速凝聚、沉淀，再将搅拌后的混合泥浆送入泥水分离系统，通过离心处理，将分离后的水及渣土分别送至排渣口和排水口排出。分离出的渣土可以通过传送带送至指定位置，也可以通过滑槽直接排至空地处，再使用挖掘机处理，用运输车运至指定地点。分离出的废水可以重新输送至添加剂拌制箱，也可以用来清洗传送带、泥浆固化器械或者经过沉淀、稀释后循环用于桩基工程施工中。

3.2无机固化处理剂的使用

在当前的就地固化技术中，固化剂对于废泥浆的处理具有关键作用，选用合适的固化剂，则对废泥浆固化具有显著的效果。主要采用的是添加无机固化处理剂对废泥浆进行处理，在泥浆处理过程中能够取得显著的效果。固化剂也具有一定的差异性，可分为两类，一类是有机的，另一类为无机的。相对而言，无机性质的固化剂更受青睐，其具有以下几个优势：①成本低；②无毒无味，具有一定的安全性；③泥浆固结时具有一定的稳定性

^[4]。

3.3泥浆处理系统

泥浆处理系统包括泥浆泵送系统、泥水分离系统、添加剂拌制系统、渣土处理系统、废水处理及回收系统。需要根据泥水分离系统的设计能力，选配适合工程项目的泥浆泵送系统，而且泥浆泵送系统需要配备专门的“三通”回流阀门，从而确保泥浆能够输送到泥水分离系统中。泥水分离系统包括水土分离设备及成套电控装置。水土分离设备采用目前市场上性能良好的“固液分离”设备 — —离心机。离心机采用双电机双变频控制，带动转鼓、螺旋推料器同时同向高速旋转，在差速器作用下形成转速5~30r/min的转速差，在高速旋转产生的离心力作用下，利用经絮凝处理的固液两相的密度差，使固相颗粒迅速与水分离，沉积在转鼓内壁上，与转鼓做相对运动的螺旋叶片不断地将沉积的固体颗粒刮下并推出排渣口，并将分离出的水经排水口溢流排出。

3.4泥浆处理效果

泥浆处理效果主要体现在泥浆再生和泥浆固化方面。首先，泥浆再生主要是对泥浆进行再生调制、对泥浆进行净化处理后，沉淀泥浆，减少泥浆使用过程中的用水量，提高泥浆的利用率，但是由于泥浆再生池的空间有限，难以达到预期的效果，容易导致泥浆再生的效果不明显。其次，泥浆的固化效果主要是指对泥浆进行固化处理，泥浆的固化处理，能够加快施工速度、节约施工成本^[5]。

结束语:

与传统的地基处理砂石料相比，固化土的软土材料可以就地取材，采用滩涂、疏浚淤泥或废弃污染的软土，材料来源广泛，造价低。固化土体适用范围广，强度可根据要求调整，达到提高地基承载能力和减小沉降的目的。软土固化技术在道路工程中拥有广阔的应用前景，固化后的土体在满足强度设计要求的前提下相对于传统的砂石料可塑性较高，可加工成多种形状，满足道路工程的要求，符合国家废弃物循环利用和美丽中国的国家战略。

参考文献：

[1]何廉清. 土工管袋淤泥固化技术在会昌县县城(老城区)疏浚工程中的应用[J]. 黑龙江水利科技,2020,48(12):176-178.

[2]刘雅兰,柴之芳,石伟群. 干法后处理含盐废物陶瓷固化技术研究进展[J]. 无机材料学报,2020,35(03):271-276.

[3]陆惠平,邢渊,肖景平,江训利,黄志义. 建筑弃土无机复合固化技术在道路工程中的应用[J]. 工程技术研究,2020,5(07):12-14.

[4]吴硕. 原位淤泥固化技术在供水管道工程软基处理中的应用[J]. 水利技术监督,2020(03):286-289.

[5]贺新良. 就地固化技术在软基处理工程中的应用[J]. 中国公路,2020(17):114-115.