东台市常用的土壤固化土的施工方法
自20世纪50年代以来,随着材料科技的发展,基于工程建设的需求和环境保护的需要,以美国为代表的一些国家开始大力研究土壤固化材料。初期他们从石灰水泥等无机固化剂入手,诸如Rawas 等将人造火山灰和石灰水泥用于膨胀土的改良,Bell等将水泥类土壤固化剂应用于黏土加固,土壤固化土进一步提出将煤灰粉与石灰混合使用可以有效减少固化过程中引起的土体开裂问题,另外土壤固化土的施工方法还对向石灰水泥中添加PFA与Miller等添加剂展开了研究。随后,越来越多的有机类以及生物酶类材料进入土壤固化领域,如Attom 等利用橄榄油榨油残渣燃烧产物改良膨胀土膨胀特性; Yönter 等研究了不同类型土壤与聚乙烯醇( PVA) 的相互作用; Khatami 等将植物萃取物等用于提升固化土土体强度。随着大量的研究,目前已经制造出很多商业化成品,如美国帕尔玛公司生产的固化酶,贝塞尔公司生产的贝塞尔液态有机高分子土壤固化剂(BS-100浓缩型和TS-100加强型) ,德克萨斯土壤控制国际公司生产的TOP-SEA系列液态土壤稳定剂等。国内在土壤固化材料方面的研究则较晚,大体上于20世纪80年代起步。近年来,我国学者在借鉴国外研究经验的基础上,结合我国土壤特性与特点,也做了大量研究工作,土壤固化土如: 梁文泉等将改性二氧化硅、活性铝和铁通过配比得到一种灰白粉末状土壤稳定剂;黄晓明等以石灰、水泥、硅酸盐矿渣为主要材料,并添加马来酸、碳酸钠、氢氟酸、三乙醇胺等不同类型的添加剂,得到一种适用于黏土的土壤稳定剂; 尚路等研制出一种可用于膨胀土改性的离子型土壤固化剂,这种固化剂可破坏土壤双电层,使其利于压实等。目前虽然与国外尚有较大差距,但也有部分产品已得到实际应用,如NCS系列、硫酸盐系列等。
前言所谓软土,从广义上讲,就是强度低、压缩性高的软弱土层。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软黏性土总称为软土。软土的特性主要表现为天然含水率高、孔隙比大。过去在一般城市道路通过软土地区,由于道路等级不高,路基宽度窄,且多低路堤,故对软基处理较少。
淤泥固化剂是一种高科技新型环保淤泥固化材料,主要作用于淤泥,可以替代真空预压+换填山皮石+强夯的传统的施工工艺。可用于高速公路、市政道路、港口货场及各种建筑场地的地基处理。淤泥固化剂掺入淤泥中搅拌均匀后,发生物理、化学反应,使土壤中的成分发生溶解、结晶、吸收、扩散、再结晶的链式化学反应,再在机械荷栽的作用下,不仅把土体由“亲水性”改为"厌水性”,而且改变了土体的结构,破坏了毛细管,使普通土体固化成了致密、均匀、有较高强度、耐久的基础板块,因而可以有效地降低由于温度变化、高交通量及水浸的作用(水蚀、 冻触、缩胀、翻浆等)所引起的道路破坏及老化。
换填法 对回填土场区建、构筑物基础可以采用换填,换填材料可以采用:粉质粘土、砂石、灰土(通常2:8或3:7灰土)、粉煤灰等;换填厚度一般控制在3m以内,超出3m则不经济。灌注桩法 对厚度较大的回填土,可以采用灌注桩(钻孔、人工挖孔)处理;桩穿透回填土层,桩端支撑在坚实土层上。
综上成述,选用物理暴晒办法处理淤泥,尽管施工简间、处理本钱低,但暴晒需求占用大面积场地,而且易受气候影响,而机械脱水设备价格较高,处理效率低,难以满意大型疏浚工程的要求,现在在国内也未得到广泛应用;选用高温溶解烧结办法处理淤泥,能发生较高附加值的产品,但其对淤泥性质有必定要求,而且处理费用高、处理淤泥量有限,对处理含沙量过高的疏浚淤泥不适用,对处理很多的淤泥也不太适宜;选用化学固化办法对淤泥进行处置,处理效率高、施工便利,而且易于推广应用,如现在选用该技能对无锡长广溪堆场淤泥进行固化资源化利用已经获得了成功,但化学固化办法处理淤泥的投资较大,因而开发适应我国国性的淤泥固化处理设备和固化剂势在必行。
土壤固化剂一般可分为有机类和无机类。无机类土壤固化剂一般为粉末状,有些无机土壤固化剂也含少数有机成分,功能较为安稳。实验结果表明,仅掺加3%的WH无机土壤固化剂,可使淤泥土的抗压强度到达0.97MPa,掺加10%的土壤固化剂抗压强度达5.06MPa,渗透系数为2.33*10-8cm/s。经冻融循环实验,外观无明显变化。选用WS系列无机土壤固化剂能够固化许多天然粗粒料,用其固化天然砂砾石,相同能够到达增加强度,削减渗透性的目的。湖南省益阳烂泥湖垸大堤护坡,选用土壤固化剂固化当地砂卵石,固化后28天抗压强度达15MPa, 同时完全满意防浪抗冲的要求。