淺談淤泥固化技術在公路工程軟基處理中的應用

黃金華

（寧德市蕉城宏鑫交通工程投資有限公司，福建 寧德 352100）

0 引言

近年來隨著國家對環保的高度重視，并開始控制河砂、海砂的開采，致使天然的原材料砂、石等的價格成倍增長，有很多工地開始使用人工制造的砂。為緩和這種矛盾降低工程的造價，尋求一種新的軟土路基處理材料及新的工藝施工方法。在公路工程的軟基處理中原來大量使用海砂作為施工平臺的方法也沒有了優勢，在這種趨勢環境下采用淤泥固化技術來替代原有的拋砂工作平臺及原來的砂、碎石墊層的施工方案優勢凸顯。

1 淤泥固化方案概述

淤泥的承載力差，屬于軟地類，不適合直接作為天然地基，在公路工程中如處理不當都會產生不均勻的沉降，又很十分難整改處理。淤泥固化技術是在淤泥中加入用水泥、礦粉、粉煤灰和石膏等材料按照一定的比例配制成的固化劑，最終經過攪拌處理后制成淤泥固化土，隨后在不斷的凝結和硬化過程中稱為具有一定整體強度的單元結構。經過以上固化處理后的淤泥同之前相比，穩定性和強度都有了較大的提升，并且由于固化土的滲透系數相對較低，能夠有效的避免有害物質的溶出，從而減少了二次污染問題的發生。該淤泥固化技術無法處理較深的淤泥層，與傳統的水泥攪拌樁相結合形成優勢互補。

2 工程概況及地質條件

本項目路線的延線主要為沿海灘涂及灘涂圍成的多個魚塘，地質多為海灘淤泥，灘涂面由線路橫向右側向左側微微傾向大海,橫向坡度較小，沿線路縱都比較平緩，道路設計等級為一級公路。根據本工程的地質鉆探報告及地表踏勘結合區域地質資料，上而下分布：淤泥③，層厚22.00～25.20m，卵石④，層厚1.10～3.40m，該層局部相變為含卵石粉質粘土④2 及粉質粘土④1，含卵石粉質粘土④2 呈稍密-中密狀，層厚2.40m，粉質粘土④1 呈可塑-硬塑狀，淤泥⑤，呈流塑狀，層位較穩定，層厚6.20m，厚度大；淤泥質粘土⑤1，呈軟塑狀，層厚13.0m。

3 淤泥固化處理方案

原設計圖紙的處理方案：先搭設圍堰及打樁平臺后采用釘形雙向水泥攪拌樁再加上1.0m 砂墊層再加上土工格柵處理。由于進年來砂、石材料價格成倍上漲，該處理方案工程造價高，故將該方案進行變更成淤泥固化與傳統的水泥攪拌樁相結合的方法，淤泥固化層又可做為水泥攪拌樁的施工平臺，從而節省工程造價。

先對整個淤泥層回填路基段進行固化土墊層處理，替換傳統的砂墊層+雙向土工格柵及水泥攪拌樁施工平臺。先在原灘涂地面原位固化1.0-1.5m 厚的淤泥固化土（可塑性）作為墊層，又可作為水泥攪拌樁的施工平臺，然后在上面開始水泥攪拌樁施工，最后按常規路基填筑方案填筑路基，這樣的施工方案樁基在施工過程不會產生固化土墊層的開裂、沉降，也不影響樁的定位。

4 淤泥固化土強度指標等級

固化土檢測內容包括：粘聚力（C）、摩擦角（Φ）。工程竣工檢測包括：地基承載力。固化土墊層C=70kPa，Φ＝35°，地基承載力300Kpa；上基層固化土C=90kPa，Φ＝40°，地基承載力400Kpa；公路路基下基層固化土C=60kPa，Φ＝25°，地基承載力200Kpa；可滿足設計要求。

5 淤泥固化施工工藝

5.1 沖砂袋圍堰

對于灘涂受潮水影響路段不能直接進行施工，先清除淤泥層表層的垃圾物等，并在項目兩側設置沖砂袋圍堰，圍堰內排水后，再在圍堰內鋪設填砂打樁平臺并整平后進行地基處治方案施工。

砂袋的編織布要求具有較高的強度及良好的保泥性還要有滲水性。塑料扁絲編織土工布，其規格為 BBT(GFW) PP80-56/4.0 GB/T 17690-1999。編織布的測試指標要符合相關規范的物理力學指標。沖砂袋圍堰采用外購海砂充填，粘粒含量不大于15%。每層袋體的厚度應控制在0.5m 并不宜大于0.7m。如果袋體一次充填量達不到設計的厚度，可采用二次充填、三次充填。施工時還特別注意同一層袋體的厚度基本上保持一致，以便于下一層的施工和質量控制。

沖砂袋圍堰為臨時設施，設置的頂面寬度為2.0m，圍堰外側按 1：1.5 的坡率進行加寬，圍堰內側按 1：1.0 的坡率進行加寬，圍堰頂的高程按照多年平均高潮位3.0m 進行設計；靠海側圍堰內側坡腳距路基坡腳按4.0m 設計，背海側圍堰內側坡腳距路基坡腳按2.2m 設計。

5.2 淤泥固化施工

淤泥固化施工的主要步驟為：施工準備→定位放線→場地劃塊（每次拌合的區域）→固化劑配料→整體原位固化→養護→傳統的水泥攪拌樁施工→路基回填

①施工準備：將地表水排凈，同時對整個施工場地表層的垃圾物等進行清理干凈，主要用到的設備及儀器包括：普通挖掘機、小型運輸車輛、壓路機及旋耕機等；材料：固化劑。

②定位放線：按照設計圖紙進行定位放樣，并用白灰放線，偏差不得超過規定值。

③場地劃分：將場地劃分成多個正方形區域并用白灰放線標注，便于原位固化時固化劑的配料，每個區域面積暫定50-60m2。道路場地區域劃分主要作用有：一方面能夠有效控制單位區域內固化劑的添加量；在小塊區域內采用普通挖機進場，在原位完成淤泥固化攪拌工作，形成1.5m 厚的路基基層，施工過程應保證固化土的均勻性；并進行多點施工工業，進而提高了挖機的工作效率。

④固化劑配料：根據室內試驗結果，在劃定的區域內，配置相應比例的固化劑。

⑤整體原位固化：為保證道路的整體穩定性，對道路場地進行一次整體原位固化。拌合要求：根據勘察數據，在挖掘機臂上標志當前區域深度；利用挖掘機將固化劑在當前區域內均勻散開；通過時間控制，反復攪拌，直至淤泥與固化劑拌和均勻。

⑥養護：整體原位固化后，應對道路場地進行養護，需在基層表覆蓋草墊、薄膜或土工布等進行養護。便于淤泥固化土強度快速增長，養護期間要禁止機械通行，同時應注意防水措施。

5.3 水泥攪拌施工

淤泥固化土作為墊層，又可作為水泥攪拌樁施工平臺，水泥攪拌樁機采用常規設備進場施工，水泥攪拌樁直徑0.5m，間距按1.5m、按正方形布置，樁底要求穿透軟弱層并進入持力層深度大于1.0m。

5.4 路基回填普通土

路基填筑采用薄層輪加法，該工法首先以較快速度填到路堤極限填土高度；在極限填土高度以上，為了確保路堤的穩定，應放慢加載速度。

5.5 沉降和穩定監測

路堤填筑過程中，應進行沉降和穩定監測。通過試驗路段的沉降與穩定觀測的數據以及數據分析，得到合適的控制標準。控制標準如下：在施工中填土速率應嚴格控制，土方填筑至設計的施工高程（路堤設計高程應增加考慮沉降高度）后，同時保證設計所需的預壓期。沉降穩定之后才能時開始路面的鋪筑，需采用雙標準控制即：滿足推算的工后沉降小于設計容許值，同時滿足沉降量每月不超過5mm 并連續三個月，方可卸載開挖路槽施工，并開始路面鋪筑。

6 采用淤泥固化處理方案的優勢

淤泥固化處理每立方米綜合單價約為206 元，單價包括材料費、機械費、施工費、人工費、運輸、規費等，投入挖掘機14 臺，總工期90 天，成型快及達到設計要求強度時間短，施工效率高，工程造價底。經過沉降觀測，沉降值優于傳統的水泥攪拌樁施工方案，可以更好的提高地基承載力，同時地控制好路基的工后沉降。

7 結語

通過工程的實際應用分析，淤泥固化技術與水泥攪拌樁機配合使用，取長補短，有縮短工期，提高路基強度，減少路基均勻沉降的優勢，可以減少有限資源的浪費，同時避免了大量的淤泥的外運和堆放的問題，有利于以后工作的展開，隨著國家控制砂、石料開采政策力度的加大，淤泥固化替代砂墊層、雙向土工格柵及水泥攪拌樁施工平臺環保又經濟，具有良好的經濟和社會綜合效益。