東臺(tái)市常用的路基固化土的施工方法
采用原位土固化可以大幅降低公路破損率(1)原位固化安穩(wěn)土為半柔性材料,不易脆裂,可承載更大的車輛壓應(yīng)力和震應(yīng)力,脆裂下降,路面因路基脆裂的反射性裂紋減少;(2)原位固化安穩(wěn)土為憎水性材料,不透水、吸水率低,路基在水中不易軟化下降,濕脹小,干縮也小,所以干縮裂紋少,不會(huì)在路面構(gòu)成很多干縮性反射裂紋;(3)原位固化安穩(wěn)土由于加入了活性固化劑,使其具有長(zhǎng)時(shí)刻的反應(yīng)活性,隨時(shí)刻延伸,其活性反應(yīng)繼續(xù)產(chǎn)生,使路基的強(qiáng)度增加,彌補(bǔ)了老化作用的破壞,延伸了路途壽命,其路基老化裂紋減少,路面更經(jīng)用;
不同類型的土壤固化劑與土壤作用的機(jī)理各不相同,但其本質(zhì)都是通過固化劑的添加改變土體架構(gòu),增強(qiáng)土壤顆粒相互作用,進(jìn)而提升土體強(qiáng)度。無機(jī)類土壤固化劑對(duì)于無機(jī)類土壤固化劑,該類材料一般為固體粉末,以石灰、水泥、礦渣和硅酸鹽等為主要成分。該類材料與水接觸后可發(fā)生水化反應(yīng),產(chǎn)生水化硫酸鈣、水化硅酸鈣等凝膠產(chǎn)物,該產(chǎn)物部分與土壤中礦物活性成分絡(luò)合連接土壤顆粒,部分通過自身固化生產(chǎn)骨架結(jié)構(gòu),進(jìn)而固化土體,穩(wěn)定土壤。此外,無機(jī)類土壤固化劑與水作用后會(huì)釋放鈣、鎂、鋁等高價(jià)陽離子,它們會(huì)與土壤膠體顆粒吸附層中的低價(jià)鈉離子或鉀離子發(fā)生離子交換,減弱土壤膠體顆粒中雙電層的厚度,破壞土壤顆粒表面的吸附水膜,進(jìn)而降低土壤膠體顆粒間的排斥作用,促進(jìn)土顆粒間的凝結(jié)。
自20世紀(jì)50年代以來,隨著材料科技的發(fā)展,基于工程建設(shè)的需求和環(huán)境保護(hù)的需要,以美國(guó)為代表的一些國(guó)家開始大力研究土壤固化材料。初期他們從石灰水泥等無機(jī)固化劑入手,諸如Rawas 等將人造火山灰和石灰水泥用于膨脹土的改良,Bell等將水泥類土壤固化劑應(yīng)用于黏土加固,進(jìn)一步提出將煤灰粉與石灰混合使用可以有效減少固化過程中引起的土體開裂問題,另外還對(duì)向石灰水泥中添加PFA與Miller等添加劑展開了研究。隨后,越來越多的有機(jī)類以及生物酶類材料進(jìn)入土壤固化領(lǐng)域,如Attom 等利用橄欖油榨油殘?jiān)紵a(chǎn)物改良膨脹土膨脹特性; Y?nter 等研究了不同類型土壤與聚乙烯醇( PVA) 的相互作用; Khatami 等將植物萃取物等用于提升固化土土體強(qiáng)度。隨著大量的研究,目前已經(jīng)制造出很多商業(yè)化成品,如美國(guó)帕爾瑪公司生產(chǎn)的固化酶,貝塞爾公司生產(chǎn)的貝塞爾液態(tài)有機(jī)高分子土壤固化劑(BS-100濃縮型和TS-100加強(qiáng)型) ,德克薩斯土壤控制國(guó)際公司生產(chǎn)的TOP-SEA系列液態(tài)土壤穩(wěn)定劑等。國(guó)內(nèi)在土壤固化材料方面的研究則較晚,大體上于20世紀(jì)80年代起步。近年來,我國(guó)學(xué)者在借鑒國(guó)外研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)土壤特性與特點(diǎn),也做了大量研究工作,如: 梁文泉等將改性二氧化硅、活性鋁和鐵通過配比得到一種灰白粉末狀土壤穩(wěn)定劑;黃曉明等以石灰、水泥、硅酸鹽礦渣為主要材料,并添加馬來酸、碳酸鈉、氫氟酸、三乙醇胺等不同類型的添加劑,得到一種適用于黏土的土壤穩(wěn)定劑; 尚路等研制出一種可用于膨脹土改性的離子型土壤固化劑,這種固化劑可破壞土壤雙電層,使其利于壓實(shí)等。目前雖然與國(guó)外尚有較大差距,但也有部分產(chǎn)品已得到實(shí)際應(yīng)用,如NCS系列、硫酸鹽系列等。
東臺(tái)市常用的路基固化土淤土層較厚地基處理還可以采用灌注樁,打灌注樁至硬土層,作承載臺(tái),灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁,但兩種方法灌注樁還存在一些技術(shù)難題,一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問題;東臺(tái)市路基固化土的施工方法二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問題,樁身混凝土灌注質(zhì)量,樁底沉渣清理和持力層判斷不易監(jiān)控等問題
綜上成述,選用物理暴曬辦法處理淤泥,盡管施工簡(jiǎn)間、處理本錢低,但暴曬需求占用大面積場(chǎng)地,而且易受氣候影響,而機(jī)械脫水設(shè)備價(jià)格較高,處理效率低,難以滿意大型疏浚工程的要求,現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)也未得到廣泛應(yīng)用;選用高溫溶解燒結(jié)辦法處理淤泥,能發(fā)生較高附加值的產(chǎn)品,但其對(duì)淤泥性質(zhì)有必定要求,而且處理費(fèi)用高、處理淤泥量有限,對(duì)處理含沙量過高的疏浚淤泥不適用,對(duì)處理很多的淤泥也不太適宜;選用化學(xué)固化辦法對(duì)淤泥進(jìn)行處置,處理效率高、施工便利,而且易于推廣應(yīng)用,如現(xiàn)在選用該技能對(duì)無錫長(zhǎng)廣溪堆場(chǎng)淤泥進(jìn)行固化資源化利用已經(jīng)獲得了成功,但化學(xué)固化辦法處理淤泥的投資較大,因而開發(fā)適應(yīng)我國(guó)國(guó)性的淤泥固化處理設(shè)備和固化劑勢(shì)在必行。