淤泥固化在软土基础中的应用

吕圣

摘要：修建道路时，软土路基的处理问题十分关键。淤泥固化土具有强度高、稳定性好、环保节能等特点，满足作为地基材料的相关要求。本文阐述了软土路基处理的重要性，软土地基和淤泥固化技术，以及在软土基础中的应用等。使用固化后的淤泥土处理软土地基，对于减少山石开采，缓解环境污染具有重要意义，具有良好的经济效益和社会效益。

关键词：道路；淤泥；固化；软土地基

1 软土路基处理的重要性

随着我国道路建设的大规模开展，软土地基成了施工中经常遇到的问题之一。软土地基的性质因地而异，因层而异，具有很强的不可预见性的特点。软土地基如果处理不当，就会造成无可挽回的损失。关于软土地基处理方法有高压注浆法、强夯法、加筋路基法、水泥土搅拌桩法等多种处理方法。很多地区，采用山场山石土来填筑浅层软土路基，由于其价格低廉，得到了大规模应用，并取得了很好的效果。但是由于开采山石造成环境污染，破坏山体，长远来看是不可行的。因此，淤泥固化技术的发展，促进了使用固化后的淤泥代替山石进行软土路基处理的发展，并在深圳、连云港等沿海城市软土路基处理中得到了应用。

2 软土地基和淤泥固化技术

2.1软土地基的特点

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

软土地基是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基，主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。

2.2淤泥的特点

淤泥是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经物理、化学和生物化学作用形成的饱和细粒土。其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.5；当天然孔隙比小于1.5 而大于1.0 时，称淤泥质土。淤泥大多具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、渗透性低、强度低、灵敏度高等特点，并表现出明显的触变性和流变性。淤泥的承载力较低，属于典型的软土，不宜作为天然地基，因为它会产生不均匀沉降，使建筑物等产生裂缝、倾斜等病害，影响正常使用。

2.3淤泥固化原理

淤泥固化技术，即在淤泥中添加由水泥、矿粉、粉煤灰、石灰、石膏等材料按一定配比制成的固化剂，进行搅拌混合，制成淤泥固化土。掺入的固化剂与淤泥之间发生一系列物理、化学作用，产生的胶凝性水化物使松散的土颗粒胶结为一体，并不断凝结硬化，从而使淤泥分散的单元结构渐变为具有一定整体强度的结构。经该技术处理后的淤泥固化土孔隙比减小，含水率降低，压缩性减小，其强度和稳定性较之淤泥有极大幅度的提高，同时固化土的透水系数很小，可避免有害物质溶出造成污染。

3 淤泥固化在软土基础中的应用

使用固化处理后的淤泥作为填充料代替山石进行软土地基处理，其要求必须具有足够的强度、刚度和整体稳定性。

3.1淤泥固化机理

当淤泥中加入固化剂后，在激发剂水化形成的碱性环境中，固化剂中首先与水发生水化、水解反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝体，随着膠凝体的进一步硬化及相互齿合、胶结，就会结成具有一定强度的整体。同时，固化剂在水化、水解反应过程中，还会产生钙矾石、石英、硬柱石等多种物质，这些物质都能很好的填充土体空隙，因其体积的膨胀，就与其他水化产物一起填充、搭接形成蜂窝状空间结构，同时其泌水通道最终被细化或者不规则阻断。

以上反应机理使得淤泥在固化后，经过一定的物理压实，能形成一个由水化胶凝物为主的骨架，含水率大大降低、又略有空隙的整体胶合结构，具有良好的整体强度，较强的水稳性及防渗透性。

3.2淤泥固化前后物理力学性质对比

淤泥的物理力学性质指标：

淤泥固化土的物理力学性质指标：

淤泥经固化后，土体性能和各项参数均发生明显变化：含水率大幅降低，孔隙比减小，饱和度也相应降低；液性指数和压缩系数显著降低，使淤泥土由流塑变为可塑或坚硬状态，压缩性大大减小；黏聚力增强、内摩擦角增大，从而使其抗剪强度得以提高。固化材料的加入，使土体颗粒间排列形式发生变化，淤泥结构得以重组，固化后的土体具有强度高、压缩性低的特性，满足作为路基材料的功能要求。

3.3淤泥固化技术与传统的山石填筑技术的对比

使用传统的山石填筑技术，一方面受限于原料开采，另一方面造成了山体破坏，环境污染，其成本会越来越高。采用淤泥固化技术来代替山石填筑技术，会取得良好的经济效益和社会效益，具有良好的发展前景。

固化后的淤泥在物理力学性能指标上，含水量大幅降低，孔隙比缩小，饱和度相应降低，液性和压缩性指标大大降低，粘结力及内摩擦力大幅增强。固化后的淤泥土具有强度高，压缩性低的特征，完全可以满足作为地基填料的要求。

4 结语

淤泥固化技术是一种近年来在沿海地区兴起的新型建材技术，实现了变废为宝，将处理后的淤泥土应用于软土路基处理，对于改变原有的开采山石，破坏山体，造成环境污染具有重要意义，同时有利于降低工程成本，提高工程总体效益。

参考文献：

[1]肖兵，罗海兵，周莉.淤泥固化技术在处理城市道路软土路基中的应用[J].市政技术.2012年05期.

[2]李二虎.淤泥固化技术在软土地基处理中的应用[J].山西建筑.2012年35期.