淤泥原位固化技術(shù)在淤泥軟基處理中的研究與應(yīng)用

宋永高

利用一些固化材料來激發(fā)淤泥活性、并且提升淤泥的強(qiáng)度，通過螺旋式淤泥固化機(jī)來實(shí)現(xiàn)淤泥原位固化的施工技術(shù)，即淤泥原位固化處理技術(shù)。由于其強(qiáng)度高、固化速度較快，因此，解決了許多海邊公路工程中淤泥軟基處理難題。本文主要針對淤泥原位固化技術(shù)在淤泥軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，以供參閱。

引言

在海邊公路施工中一般遇到較大的難題就是淤泥軟基處理問題。由于軟土地基自身的特點(diǎn)（強(qiáng)度低、壓縮性高、天然孔隙比大、礦物質(zhì)成分復(fù)雜、天然含水率高、滲透系數(shù)小等）。在地基承載力較低，不均勻的沉降大，較易造成公路坍塌、滑動、傾斜等。而現(xiàn)在國內(nèi)外對于淤泥軟基的處理方法也不盡相同，主要有化學(xué)加固法、復(fù)合地基法、挖除換填法、排水固結(jié)法。由于化學(xué)加固法耐久性較好、固結(jié)形狀可控制、適用范圍較廣、施工周期短、施工簡便等的特點(diǎn)，一直被廣泛應(yīng)用。而在此基礎(chǔ)上，研發(fā)出了的一項(xiàng)新技術(shù)即淤泥原位固化技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了淤泥原地固化，淤泥軟基表面的原位直接施工，而且大大降低了材料的使用量。

淤泥原位固化施工工藝

1.攪拌均勻度

本文結(jié)合高壓旋噴技術(shù)、機(jī)械攪拌技術(shù)，攪拌的時候結(jié)合加壓旋噴，實(shí)現(xiàn)固化劑、海涂泥充分、均勻攪拌。依據(jù)攪拌回轉(zhuǎn)速度、提升速度、下鉆，設(shè)計(jì)并且采用液壓分流閥，對淤泥施工機(jī)械設(shè)備的各液壓馬達(dá)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，要實(shí)現(xiàn)固化劑、海涂淤泥的充分均勻攪拌，必須到達(dá)24次以上的攪拌次數(shù)，對于不同的淤泥，在施工前必須通過現(xiàn)場測試，確定最佳的攪拌次數(shù)。設(shè)備的攪拌回轉(zhuǎn)速度、提升速度、下鉆、攪拌桿升降次數(shù)需按照式（1）進(jìn)行確定。

2.摻合比控制研究

利用輸送系統(tǒng)變頻器對泥漿泵的電機(jī)進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)供漿流量的控制，并且通過按照漿液計(jì)量儀對漿液計(jì)量進(jìn)行監(jiān)測；根據(jù)利用輸送系統(tǒng)變頻器控制泥漿泵的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)供漿流攪拌桿升降速度、供漿壓力、水灰比、固化劑用量、設(shè)計(jì)供漿流量，按照公式來確定泥漿泵的供漿流量，并且調(diào)試泥漿泵，以便設(shè)定供漿流量對應(yīng)的泥漿泵電機(jī)功率。

3.施工工藝流程

在淤泥原位固化技術(shù)在淤泥軟基處理施工工藝流程中，一般采用四攪二噴工藝進(jìn)行施工，四攪二噴的做法有兩種：①第一次下鉆時噴漿攪拌施工；第一次提升時噴漿攪拌施工；第二次下鉆時的復(fù)攪至一定設(shè)計(jì)深度且不噴漿；第二次提升，復(fù)攪至工作面且不噴漿。②第一次下鉆時噴漿攪拌施工；第一次提升，至不噴漿；第二次下鉆，復(fù)攪至一定設(shè)計(jì)深度，且噴漿攪拌施工；第二提升，復(fù)攪至工作面，且不噴漿。以往經(jīng)驗(yàn)表明，第①種做法，淤泥固化后的強(qiáng)度比較高。這是由于做法①更能保證二次噴漿都有兩次以上的復(fù)攪。

淤泥原位固化技術(shù)特點(diǎn)

1.穩(wěn)定性高、滲透性小

淤泥原位固化技術(shù)具有高強(qiáng)度的膠凝固結(jié)作用，使得固化后的淤泥孔隙率小、滲透系數(shù)小、穩(wěn)定性高，且可以防止淤泥滲濾造成二次污染。通過浙江工業(yè)大學(xué)的模擬穩(wěn)定性試驗(yàn)得出，其可達(dá)到70a的固化產(chǎn)物穩(wěn)定性。

2.封存重金屬，兼有殺菌、消臭功能

經(jīng)過穩(wěn)定固化處理后，淤泥軟基沒有金屬溶出，且符合各項(xiàng)環(huán)保的要求。

3.原泥面直接處理，且效率高

采用的螺旋式固化機(jī)可在淤泥面上直接行走以便解決淤泥含水率高、無法直接行走、不穩(wěn)定的難題。

淤泥原位固化技術(shù)在海邊公路工程淤泥軟基處理中的應(yīng)用

1.滿堂基礎(chǔ)處理

在整個工程施工區(qū)域承載力、不均勻沉降要求一致時，可采用將整個區(qū)域滿堂固化形成一個整體的施工技術(shù)，它可以作為低承載力要求、基礎(chǔ)預(yù)處理的工程。

2.防滲加固、邊坡支護(hù)處理

格柵狀加固是指把相鄰的兩根樁相互搭接一部分，并連結(jié)成為壁狀，或是將兩個縱橫方向的壁狀加固體互相搭接成為方格狀，格柵狀加固一般作為支護(hù)處理、防滲加固。

3.柱狀間隔布置基礎(chǔ)處理

對于加固要求的區(qū)域，每隔一定距離布置一根樁，這種方式主要應(yīng)用與臨時工程的基礎(chǔ)、復(fù)合地基處理。

4.基礎(chǔ)不均勻沉降處理（長短樁結(jié)合）

當(dāng)?shù)鼗Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時，同一個建筑物坐落在兩種不同的地基土上時，可用長達(dá)三米左右的短樁將柱狀加固的相鄰格柵狀、長樁連成壁狀，以便減少或是調(diào)整不均勻沉降量。

工程案例

1.工程概況

本文以某海邊公路工程為例為例，進(jìn)行分析闡述。深厚淤泥質(zhì)土的基礎(chǔ)，其中內(nèi)聚力7.80kPa，天然孔隙比1.683，天然含水率60.6%，重力密度16.6kN/m3，摩擦角1.4°，飽和度98.2%。圍堰外側(cè)為港灣，圍堰總長660.00m，圍堰內(nèi)側(cè)閘底板的施工需開挖高程至-7.20m，外側(cè)坡腳高程至-14.00m；結(jié)構(gòu)為吹外側(cè)拋石鎮(zhèn)壓與沙管帶。依照設(shè)計(jì)要求，工程圍堰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)汛期為10a，一旦遇到高潮位增加安全超高，且圍堰頂高程為5米，三個月的施工期。

2.固化設(shè)計(jì)

圍堰基礎(chǔ)、內(nèi)側(cè)防滲支護(hù)處理二十六m，采用雙柱梅花形的淤泥固化處理技術(shù)。

結(jié)束語

淤泥原位固化技術(shù)無污染、穩(wěn)定性好、施工質(zhì)量更易保證、固化速度快、耐久性強(qiáng)、強(qiáng)度高等優(yōu)越性，而且一般的工程施工機(jī)械在沼澤、灘涂等淤泥軟基表明也可直接行走、施工的功能，最重要的是這種技術(shù)主要是利用工業(yè)廢渣等廢棄物昨晚基本固化材料，而替代了石料填筑，實(shí)現(xiàn)了廢棄物再生利用的功效，實(shí)現(xiàn)了資源的可持續(xù)發(fā)展，并且創(chuàng)造了很高的經(jīng)濟(jì)效益。

（作者單位：江蘇海通建設(shè)工程有限公司）