化學(xué)法固化土基試驗研究

林茂+田艷鳳+余曉青+胡功笠

摘要：本文依托土壤固化劑的固化機(jī)理，采用“土固精”土壤固化劑對土壤進(jìn)行固化，通過試驗得出最佳配合比，在此基礎(chǔ)上，分析養(yǎng)護(hù)條件對固化土強(qiáng)度的影響，研究其固化效果。

關(guān)鍵詞：土壤固化劑；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度；擊實(shí)試驗

我國對于土壤固化劑的研究尚處于起步階段，但也取得了一定的成果，許多我國自主研制的土壤固化劑也從實(shí)驗室應(yīng)用到了工程實(shí)踐。本文主要以機(jī)場建設(shè)過程中的地基處理為研究對象，經(jīng)過處理的土壤將作為道面基層的材料，以期為機(jī)場道面土基處理及戰(zhàn)時搶修搶建提供參考。

一、試驗材料與方法

1、土樣。本次試驗采用土樣為徐州地區(qū)普通土壤。試驗土樣共制備3組，1～3組土樣的表觀密度分別是1.65、2.01、2.11 g·cm-3，含水率分別是16.22、22.58、15.09%。

2、土壤固化劑。本次試驗所選用的固化劑為“土固精”牌液體土壤固化劑，該土壤固化劑是一種無毒、無害、無污染的環(huán)保高聚類有機(jī)溶液，是第八代高分子土壤固化劑，其主要成分是離子化合物、水、引發(fā)劑、活性劑、溶液呈黑色、橙黃、藍(lán)色、紫色，密度一般在1.25～1.75g/ cm3，塑性指數(shù)IP大于7，粒度成分ps大于18，PH值大于10，沸點(diǎn)大于100℃，是一種無毒、無害、無污染、無揮發(fā)，非易燃的環(huán)保產(chǎn)品，在使用的過程中也無需采取特殊防護(hù)措施。

二、試驗方法

試驗方案對于土基的處理采用三種方法，一種方案是針對不同含水量的土壤進(jìn)行固化處理后進(jìn)行擊實(shí)；二是擊實(shí)后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗；第三種是養(yǎng)護(hù)后不同齡期固化土壤進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，并詳細(xì)分析該土壤固化劑的固化性能，為后續(xù)實(shí)際工程推廣應(yīng)用積累試驗數(shù)據(jù)。

1、擊實(shí)試驗。以干密度為縱坐標(biāo)，含水量為橫坐標(biāo)，繪制干密度和含水量的關(guān)系曲線，曲線上峰點(diǎn)的坐標(biāo)分別為土的最大密度和最優(yōu)含水量，如果連不成完整的曲線，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)試驗。

通過圖1可以看出，當(dāng)混合料中含水率為18%，此時對應(yīng)的混合料的密度為最大值。因此最佳含水量為18%，最大干密度為1.992g/cm3。按照含水率為18%時對應(yīng)的土、固化劑、水的比例關(guān)系進(jìn)行配合比設(shè)計，經(jīng)過擊實(shí)試驗后得到的試件脫模后，放入（20±2）℃，相對濕度≥95%烘箱內(nèi)，進(jìn)行6天養(yǎng)護(hù)，而后第7天放入25°左右的水中養(yǎng)護(hù)，而后進(jìn)行無側(cè)向抗壓強(qiáng)度試驗。

2、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗。測定試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以得到符合試驗要求的配合比。然后對不同齡期的試件進(jìn)行測定，進(jìn)而得到最佳試驗結(jié)果。

（1）測定最佳配合比對土樣摻配不同比例（5%，10%，15%，20%，均為干土的百分比）的固化劑進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，對試驗土樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析整理，結(jié)果見表1所示。

通過表1可以看出，在同等條件下添加幾種不同比例的固化劑后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)固化劑含量為15%時，試件的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)出最優(yōu)，由此可以推斷出當(dāng)土壤中加入15%左右的固化劑時固化效果最好。

（2）測定合適的養(yǎng)護(hù)時間

為了進(jìn)一步優(yōu)化試驗結(jié)果，對添加15%固化劑的土壤在不同齡期條件下的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，以期得到最佳試驗效果。試件在不同齡期浸水的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果見表2所示。通過表2可以看出，在浸水條件下，固化土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨著齡期的增加而增加。

三、結(jié)語

通過對該土壤固化劑加固土基試驗研究，可以初步得出以下結(jié)論：（1）該土壤固化劑的加入使土基的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度明顯提高，在獲得相同抗壓強(qiáng)度下可以節(jié)約水泥用量，降低工程施工成本；（2）該土壤固化劑加固土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度受固化劑摻量和齡期影響較大，可以根據(jù)工程需要和施工工藝調(diào)整固化劑配方；（3）該土壤固化劑早期強(qiáng)度高，可以加快施工進(jìn)度；（4）作為飛行場區(qū)，需要對該土壤固化劑固化過的土基的耐久性和滲透性進(jìn)行研究。土壤固化劑作為一種新材料需要在軍事工程搶修搶建實(shí)踐中不斷改進(jìn)和提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).固化類路面基層和底基層技術(shù)規(guī)程.CJJ/T80-98.1998.

[2] 龔建華，喻召等.沿海鹽漬淤泥土壤固化方法和應(yīng)用[J]. 江蘇剪裁，2016（8）.

[3] 馬天水.土壤固化技術(shù)[J].油氣田地面工程，2014（6）.