土壤固化剂对边坡加固研究

吴丹 何鑫 郑继超 朱毅

【摘要】我国西部地区地质灾害频繁，在5.12地震后这一情况更为严重。土壤固化剂是土壤改良剂的一种，能显著改善土壤抗渗、抗缩、抗冻性能，提高土体强度和耐久度，并且固化剂具有施工便捷、工期短、工程造价低等优点。本文为将土壤固化剂与边坡加固进行结合分析，为边坡加固方法提高了新的思路。

【关键词】土壤固化剂；边坡；加固

引言

中国西部受印度板块向北漂移形成喜玛拉雅山使青藏高原不断的抬升、东部又受太平洋板块的挤压造就了中国东、西两大南北向强烈地震带。在地震带上的山脉和山间盆地在内动力的强烈挤压下其地表山势陡峭，山体出现侧向拉张应变，所以结构松弛，坡面破碎，致使山崩、滑坡、泥石流频繁发生。特别在5.12汶川地震、4.20雅安地震后，西部山区，特别是四川地区地质条件更加脆弱。道路修复与重建地区主要形成山体垮塌堆积体，土质边坡裂隙更加发育；岩石边坡垮塌更加破碎；震后松散坡体及垮塌堆积体更加容易发生山崩、滑坡、垮塌、泥石流等灾害。这些自然灾害对道路边坡造成巨大破坏，给国家经济带来巨大损失，对人民安全产生巨大威胁。因此，为减少山崩、滑坡、垮塌、泥石流等灾害，对山区边坡的加固工程便迫在眉睫。而土壤固化剂以其施工便捷、工期短、工程造价低的优点为边坡加固提供了新的思路。

1 边坡加固方法分析

边坡失稳有三个主要原因。 一是沿线地质环境十分脆弱，二是开挖暴露时间过长， 造成开挖坡体在应力松弛情况下，发生较大变形， 致使结构强度大幅度降低，随时间推移开挖形成的扰动区范围逐渐增大；三是降雨入渗对其破坏失稳起了重要的加速和促发作用。因此，根据边坡失稳的主要原因，从根源上对边坡进行加固防护才是震后四川道路边坡修复施工过程中的重点。

2 土壤固化剂在边坡加固中的应用

四川山区土壤以膨胀土和粘土为主两者均具有亲水性，特别膨胀土的亲水性十分强。国内外研究表明，土壤固化剂对膨胀土与粘土的性能均有一定程度的改良。

離子型土壤固化剂最早是由美国科学家雷诺研发，是一种由多个强离子组合而成的水溶性化学物质。它是通过电化原理改变黏土颗粒双电层结构，能永久地将土壤的亲水性变为疏水性，同时使土易于压实，形成强度较高、结构稳定的整体板块，从而提高土体的稳定性，对土壤的抗冲刷性也有所改良。根据离子型固化剂对改良黏性土的作用机理，可利用高压注浆的方法将一定配比的离子型固化剂注入边坡表层土壤，使其在边坡表面形成硬壳层。离子土壤型固化剂能减小黏性土颗粒结合水膜厚度，从而提高土壤抗剪强度。离子型土壤固化剂改善边坡硬壳层的抗渗、抗剪、抗冻性能，提高土体强度和耐久度，从而达到边坡加固的目的。

3 结论

边坡在防范地质灾害的作用是十分重要且明显的，土壤固化剂固化边坡表面土层，使其形成一层硬壳层，从而达到边坡加固的目的。土壤固化剂在固化土强度满足要求的同时其经济效益和环保效益又十分显著。因此，这必将是一项长期且具有重要意义的研究课题。但由于中国幅员辽阔，西部地区地形差异大，土质复杂，致使土壤固化剂的通用性不强，所以对各类土壤及地形特点采取针对性的配方及施工方法，使边坡加固在各自的配方下表现出最佳性能仍需继续研究。

参考文献

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