土壤固化剂技术的应用

1、土壤固化剂技术的应用土壤固化剂是一种性能优良的土工复合材料，又称土壤改性剂，是一种由多种无机和有机材料配制而成的水硬性胶凝材料，以专固土壤为特性。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应，可产生胶结土粒、填充孔隙等作用，将松散上体转为致密的胶凝材料，可较大幅度地改善和提高土壤的强度、耐久性等材料性能。它不仅能有效固化土壤、砂砾料、淤泥等各种土质，同时还可用于生活垃圾及工业粉尘等废弃物的固化。因其具有因地制宜、就地取材、施工方便、成本低廉等特点，现已被厂泛用于市政、环保、交通、水利等各项社会工程。土壤固化剂（以下简称“固化剂”）在国外广泛应用于道路、土木建筑、环境保护、农田水利工程中，固化处理各种污

2、泥（包括含有废油、油泥、重金属、有机物的淤泥）等各个工程领域，至今已有30多年的历史。固化剂作为我国20世纪90年代引进的高新技术产品，在北京地区乃至全国，大面积用于河（湖）底土质固化，尚属首次。本文主要介绍昆玉河改造工程河道底部土壤固化技术应用情况。固化剂简介本次改造工程使用的是“AUGHT-SET2000号”固化剂，在日本已广泛地应用于公路、铁路、水利、建筑物基础等工程方面。1994年由北京中上AUGHT-SET科技发展有限公司引进并组织生产，至今，在国内已有诸多实体业绩，但用于河底固化处理还是第一次。北京昆玉河改造工程简介背景资料北京昆玉河改造工程等城市水系治理是北京市1998年67项重

3、点工程之一。为了改变北京市城市河湖水体面貌，使水体还清、环境变美，市政府决定于1998年4月20日起，对城市水系进行综合治理，实施污水截流，清除河湖淤泥，以使水系达到“清、流、绿、通”的目的。北京市城市水系不仅担负着工农业用水的重任，而且还肩负着城市防洪的重任。河道治理标准要高于其它河道。如何利用有限的资金又要达到河道治理的标准，经过反复研究，城市水系治理工程指挥部决定采用“AUGHT-SET2000号”固化剂对河道底部土质进行固化处理。昆玉河改造工程固化面积为12.49万平方米。固化剂施工工艺流程和技术要求1. 测量放线，场地平整按照河底设计高程用推土机找平。在平整好的场地上标定纵、横向网格

4、，以利固化剂的铺撒。2. 测定土壤类别和土壤含水量土壤拌和含水量以1830为宜。3. 铺撒固化剂根据土壤类别及含水量确定固化剂配合比。4. 拌和翻拌深度宜控制在 150mm。用插入法检查，偏差控制在20mm。5. 碾压拌和好的土壤要及时用平碾碾压，6小时内碾压完成，碾压23遍。检测碾压密实度和含水量，相对密实度控制在90以上。6. 养护碾压完毕后用塑料布覆盖23日后可以洒水湿润养护，洒水时不得用水直接冲击固化和土表面。工程质量情况质量检验要求原材料检验l 固化剂检验固化剂进场后必须进行材质检验。l 针对不同土壤测定含水量，土壤含水量以1830为宜。拌和物的含水量检验 l 测定拌和物的含水量应控

5、制在1520为宜。工程质量情况质量检验要求碾压成型后固化土的质量检验l 碾压完毕后，用环刀取样，测定密实度。l 强度检验a) 取样方法：固化土拌和物应取自现场，当固化剂与土壤拌匀后，可用试模或塑料袋密封采取；b) 试块制作：将现场拌和物在模内分3层击实成型，24小时后洒水常温养护，取7日、14日、28日强度。l 抗渗性能检验a) 抗渗试件沿河道每500m取1组b) 取样方法：抗渗试验所用固化土拌和物的取样方法与强度检验取样相同。 c) 试块制作：将固化剂与土壤拌和物在模内分3层击实成型，24小时后洒水常温养护。工程质量情况试验结果l 固化剂原材料性能检验（结果见表1）表1 固化剂原材料成性能试

6、验结果注：表中的数据是按照水泥的检验方法进行测试的。但固化剂不同于水泥。表中数据仅供参考。结果分析1. 经过监理单位和施工单位对AUGHT-SET固化剂2000号进行取样测定，舍去表中的最大值和最小值，其28日抗压强度值和厂家提供的强度指标基本一致。工程质量情况试验结果l 固化土碾压试验粗粒上试件为：100mm100mm100mm2. 成型养护：固化上试件分3层击实。试件成型后用塑料布覆盖养护。3.干密度试验：根据现场土质，取细粒土和粗粒土2种土质。细粒土最佳干密度为1.61.8g/c立方米；粗粒土最佳干密度为1.9g/c立方米，见表2。工程进度比较在水利工程施工中，水流调度是个大问题，昆玉河

7、改造工程水下部分工期为1个月，工期紧、任务重。表3是对河道底部3种施工方案的比较。表3 3种施工方案比较表由此可知，用土壤固化的方法处理河底非常经济，可以节约大笔工程款。固化法施工比其它2种方法施工均要缩短工期1/3。工程造价比较根据水利工程定额对固化剂固化土壤进行造价分析、比较，固化剂固化土比预制混凝土板和现浇混凝土要低29.39元/平方米(现浇混凝土和预制混凝土板造价同等考虑)，共节约367.39万元。造价比较详见表4。表4 造价比较表从表4可知，用土壤固化的方法处理河底非常经济，可以节约大笔工程款。结语固化剂的优缺点优点l 固化剂本身经过北京市环境监测部门检验证明无毒、公害，满足水质毒理

8、化学分析要求，可以成为21世纪的绿色建筑产品。l 施工简便、迅速，工期较现浇混凝土和预制混凝土板铺砌均有较大的缩短；从其试块强度来看，工程质量有一定的保证；工程造价远低于现浇混凝土板和预制混凝土。l 固化剂施工基本上无施工噪声，不用振捣，采用机械化施工，人工少，减少环境污染及其它干扰。施工中应注意的问题l 固化剂运输和储存不得受潮或混入杂物，不同品种和标号的固化剂应分别运输和储存。l 根据一次需要固化的面积，按照配合比计算出固化剂用量的整袋数目，一次铺撒完成。l 从拌和到最后碾压完成时间不能超过6小时。l 养护期7日内不得上重车和堆放重物。结语今后需要改进的工程措施为了使固化剂与土壤充分的拌和

9、，以达到最好的固化效果，提高固化土强度和提高抗渗性能，在固化技术大面积应用时，应采取机械化的流水作业，可参照或借用混凝土的搅拌系统，使固化剂与土壤拌和均匀，从而确保工程质量。昆玉河固化处理工程完成已有1年时间了。通过1年时间的观察，河底没有滋生水草，昆玉河道游船航行其中无翻浆和浑水现象，水环境有了明显改善，达到了固化处理河底土质的效果。从固化剂理论上讲，固化土长期在水中浸泡强度不受影响，由公司实验室室温浸泡3年的固化土试块经观察，试块至今仍然完好无损。但对于昆玉河道固化处理工程，还有待于今后长时期的观察。京沪高速铁路、朔黄铁路路基基床土填料改良工程室内试验1. 五种改良土的配合比均为质量百分比

10、，即掺和料质量：干土质量= n : 100。改良土设计配合比为表1-1所示，对单一掺和料改良土的配合比在表1-1的基础上另加1%后，作为施工配合比。表1-1 改良土设计配合比表2. 五种改良土无侧限强度指标均应大于表2-1中的强度。表2-1 无侧限强度指标击实试验按上述五种不同的配合比进行了室内重型击实试验，采用公路工程无机结合料稳定材料试验规程JJJ057-94，击实结果列入表2-2中。 表2-2 五种配比击实结果京沪高速铁路、朔黄铁路路基基床土填料改良工程无侧限试验五种改良土无侧限按室内击实试验中最大干密度0.95，最优含水量制件（直径10cm、高10cm），在保湿条件下养生7天，进行无侧

11、限试验，其结果见表3-1：京沪高速铁路、朔黄铁路表 3-1 五种改良土无侧限强度（kpa）室内试验结果基床土改良工程试验根据设计，改良土分五种结构，长均为40m。YDK414+300+340为石灰土，YDK414+340+380为水泥土，YDK414+380+420为石灰粉煤灰土，YDK414+420+460为水泥粉煤灰土，YDK414+460+500 为固化剂土。按路基填筑施工指导施工，工程试验，结果如下：由此可见，无论室内试验，还是工程试验，用固化剂改良基床填筑土，效果明显优于水泥、石灰土及石灰+粉煤灰，水泥+粉煤灰，而且固化剂掺量少，改良土的强度高。*AUGHT-SET土壤固化剂是系列产品