浅谈淤泥固化技术在公路工程软基处理中的应用

黄金华

（宁德市蕉城宏鑫交通工程投资有限公司，福建 宁德 352100）

0 引言

近年来随着国家对环保的高度重视，并开始控制河砂、海砂的开采，致使天然的原材料砂、石等的价格成倍增长，有很多工地开始使用人工制造的砂。为缓和这种矛盾降低工程的造价，寻求一种新的软土路基处理材料及新的工艺施工方法。在公路工程的软基处理中原来大量使用海砂作为施工平台的方法也没有了优势，在这种趋势环境下采用淤泥固化技术来替代原有的抛砂工作平台及原来的砂、碎石垫层的施工方案优势凸显。

1 淤泥固化方案概述

淤泥的承载力差，属于软地类，不适合直接作为天然地基，在公路工程中如处理不当都会产生不均匀的沉降，又很十分难整改处理。淤泥固化技术是在淤泥中加入用水泥、矿粉、粉煤灰和石膏等材料按照一定的比例配制成的固化剂，最终经过搅拌处理后制成淤泥固化土，随后在不断的凝结和硬化过程中称为具有一定整体强度的单元结构。经过以上固化处理后的淤泥同之前相比，稳定性和强度都有了较大的提升，并且由于固化土的渗透系数相对较低，能够有效的避免有害物质的溶出，从而减少了二次污染问题的发生。该淤泥固化技术无法处理较深的淤泥层，与传统的水泥搅拌桩相结合形成优势互补。

2 工程概况及地质条件

本项目路线的延线主要为沿海滩涂及滩涂围成的多个鱼塘，地质多为海滩淤泥，滩涂面由线路横向右侧向左侧微微倾向大海,横向坡度较小，沿线路纵都比较平缓，道路设计等级为一级公路。根据本工程的地质钻探报告及地表踏勘结合区域地质资料，上而下分布：淤泥③，层厚22.00～25.20m，卵石④，层厚1.10～3.40m，该层局部相变为含卵石粉质粘土④2 及粉质粘土④1，含卵石粉质粘土④2 呈稍密-中密状，层厚2.40m，粉质粘土④1 呈可塑-硬塑状，淤泥⑤，呈流塑状，层位较稳定，层厚6.20m，厚度大；淤泥质粘土⑤1，呈软塑状，层厚13.0m。

3 淤泥固化处理方案

原设计图纸的处理方案：先搭设围堰及打桩平台后采用钉形双向水泥搅拌桩再加上1.0m 砂垫层再加上土工格栅处理。由于进年来砂、石材料价格成倍上涨，该处理方案工程造价高，故将该方案进行变更成淤泥固化与传统的水泥搅拌桩相结合的方法，淤泥固化层又可做为水泥搅拌桩的施工平台，从而节省工程造价。

先对整个淤泥层回填路基段进行固化土垫层处理，替换传统的砂垫层+双向土工格栅及水泥搅拌桩施工平台。先在原滩涂地面原位固化1.0-1.5m 厚的淤泥固化土（可塑性）作为垫层，又可作为水泥搅拌桩的施工平台，然后在上面开始水泥搅拌桩施工，最后按常规路基填筑方案填筑路基，这样的施工方案桩基在施工过程不会产生固化土垫层的开裂、沉降，也不影响桩的定位。

4 淤泥固化土强度指标等级

固化土检测内容包括：粘聚力（C）、摩擦角（Φ）。工程竣工检测包括：地基承载力。固化土垫层C=70kPa，Φ＝35°，地基承载力300Kpa；上基层固化土C=90kPa，Φ＝40°，地基承载力400Kpa；公路路基下基层固化土C=60kPa，Φ＝25°，地基承载力200Kpa；可满足设计要求。

5 淤泥固化施工工艺

5.1 冲砂袋围堰

对于滩涂受潮水影响路段不能直接进行施工，先清除淤泥层表层的垃圾物等，并在项目两侧设置冲砂袋围堰，围堰内排水后，再在围堰内铺设填砂打桩平台并整平后进行地基处治方案施工。

砂袋的编织布要求具有较高的强度及良好的保泥性还要有渗水性。塑料扁丝编织土工布，其规格为 BBT(GFW) PP80-56/4.0 GB/T 17690-1999。编织布的测试指标要符合相关规范的物理力学指标。冲砂袋围堰采用外购海砂充填，粘粒含量不大于15%。每层袋体的厚度应控制在0.5m 并不宜大于0.7m。如果袋体一次充填量达不到设计的厚度，可采用二次充填、三次充填。施工时还特别注意同一层袋体的厚度基本上保持一致，以便于下一层的施工和质量控制。

冲砂袋围堰为临时设施，设置的顶面宽度为2.0m，围堰外侧按 1：1.5 的坡率进行加宽，围堰内侧按 1：1.0 的坡率进行加宽，围堰顶的高程按照多年平均高潮位3.0m 进行设计；靠海侧围堰内侧坡脚距路基坡脚按4.0m 设计，背海侧围堰内侧坡脚距路基坡脚按2.2m 设计。

5.2 淤泥固化施工

淤泥固化施工的主要步骤为：施工准备→定位放线→场地划块（每次拌合的区域）→固化剂配料→整体原位固化→养护→传统的水泥搅拌桩施工→路基回填

①施工准备：将地表水排净，同时对整个施工场地表层的垃圾物等进行清理干净，主要用到的设备及仪器包括：普通挖掘机、小型运输车辆、压路机及旋耕机等；材料：固化剂。

②定位放线：按照设计图纸进行定位放样，并用白灰放线，偏差不得超过规定值。

③场地划分：将场地划分成多个正方形区域并用白灰放线标注，便于原位固化时固化剂的配料，每个区域面积暂定50-60m2。道路场地区域划分主要作用有：一方面能够有效控制单位区域内固化剂的添加量；在小块区域内采用普通挖机进场，在原位完成淤泥固化搅拌工作，形成1.5m 厚的路基基层，施工过程应保证固化土的均匀性；并进行多点施工工业，进而提高了挖机的工作效率。

④固化剂配料：根据室内试验结果，在划定的区域内，配置相应比例的固化剂。

⑤整体原位固化：为保证道路的整体稳定性，对道路场地进行一次整体原位固化。拌合要求：根据勘察数据，在挖掘机臂上标志当前区域深度；利用挖掘机将固化剂在当前区域内均匀散开；通过时间控制，反复搅拌，直至淤泥与固化剂拌和均匀。

⑥养护：整体原位固化后，应对道路场地进行养护，需在基层表覆盖草垫、薄膜或土工布等进行养护。便于淤泥固化土强度快速增长，养护期间要禁止机械通行，同时应注意防水措施。

5.3 水泥搅拌施工

淤泥固化土作为垫层，又可作为水泥搅拌桩施工平台，水泥搅拌桩机采用常规设备进场施工，水泥搅拌桩直径0.5m，间距按1.5m、按正方形布置，桩底要求穿透软弱层并进入持力层深度大于1.0m。

5.4 路基回填普通土

路基填筑采用薄层轮加法，该工法首先以较快速度填到路堤极限填土高度；在极限填土高度以上，为了确保路堤的稳定，应放慢加载速度。

5.5 沉降和稳定监测

路堤填筑过程中，应进行沉降和稳定监测。通过试验路段的沉降与稳定观测的数据以及数据分析，得到合适的控制标准。控制标准如下：在施工中填土速率应严格控制，土方填筑至设计的施工高程（路堤设计高程应增加考虑沉降高度）后，同时保证设计所需的预压期。沉降稳定之后才能时开始路面的铺筑，需采用双标准控制即：满足推算的工后沉降小于设计容许值，同时满足沉降量每月不超过5mm 并连续三个月，方可卸载开挖路槽施工，并开始路面铺筑。

6 采用淤泥固化处理方案的优势

淤泥固化处理每立方米综合单价约为206 元，单价包括材料费、机械费、施工费、人工费、运输、规费等，投入挖掘机14 台，总工期90 天，成型快及达到设计要求强度时间短，施工效率高，工程造价底。经过沉降观测，沉降值优于传统的水泥搅拌桩施工方案，可以更好的提高地基承载力，同时地控制好路基的工后沉降。

7 结语

通过工程的实际应用分析，淤泥固化技术与水泥搅拌桩机配合使用，取长补短，有缩短工期，提高路基强度，减少路基均匀沉降的优势，可以减少有限资源的浪费，同时避免了大量的淤泥的外运和堆放的问题，有利于以后工作的展开，随着国家控制砂、石料开采政策力度的加大，淤泥固化替代砂垫层、双向土工格栅及水泥搅拌桩施工平台环保又经济，具有良好的经济和社会综合效益。