摘" 要：該文以濱海地區(qū)某市政道路為例，探究淤泥固化填筑路基施工技術(shù)的應(yīng)用。該工程中選用由水泥、石灰和V粉按照5∶2∶2質(zhì)量比組合成的固化劑，摻量為淤泥質(zhì)量的14%。在排水降水和場(chǎng)地平整的基礎(chǔ)上，攤鋪淤泥并撒上固化劑，使用拌合機(jī)將2種材料充分拌勻后，再次攤平并分別使用雙鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)進(jìn)行多次碾壓。然后進(jìn)行壓實(shí)度、平整度等指標(biāo)的檢測(cè)，結(jié)果表明各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。最后使用石灰土進(jìn)行路基頂面封層，防止路基結(jié)構(gòu)層與淤泥固化填筑路基中間形成“軟弱層”，進(jìn)一步提高淤泥固化填筑路基的承載力。

關(guān)鍵詞：固化劑;分層碾壓;壓實(shí)度;固化淤泥;路基施工

中圖分類(lèi)號(hào)：TU447" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2025）02-0185-04

Abstract： This paper takes a municipal road in a coastal area as an example to explore the application of silt solidification and subgrade filling construction technology. In this project， a curing agent composed of cement， lime and V powder was selected in a mass ratio of 5∶2∶2， and the mixing amount was 14% of the mass of the sludge. On the basis of drainage， precipitation and site leveling， spread the silt and sprinkle it with a curing agent. After fully mixing the two materials with a mixer， they are leveled again and rolled multiple times using a double steel wheel roller and a rubber-wheel roller respectively. Then indicators such as compaction and flatness were tested， and the results showed that all indicators met relevant standards. Finally， lime soil is used to seal the top surface of the subgrade to prevent the formation of a \"weak layer\" between the subgrade structural layer and the silt cured and filled subgrade， and further improve the bearing capacity of the silt cured and filled subgrade.

Keywords： curing agent; layered rolling; compaction; solidified silt; subgrade construction

濱海地區(qū)淤泥較多，采用淤泥固化填筑路基施工技術(shù)能夠提高淤泥的利用價(jià)值，一方面可以用較低成本完成市政道路路基施工，達(dá)到了降低公路工程造價(jià)的效果;另一方面使用固化劑改良淤泥后，可以顯著提高固化土的承載力與穩(wěn)定性，對(duì)預(yù)防濱海地區(qū)市政道路路基不均勻沉降也有積極幫助。在淤泥固化填筑路基施工中，固化劑的選用及淤泥固化填筑方式等是決定施工質(zhì)量的技術(shù)要點(diǎn)，也是現(xiàn)場(chǎng)施工控制的關(guān)鍵內(nèi)容。

1" 工程概況

玉環(huán)市中心區(qū)內(nèi)環(huán)東路工程全長(zhǎng)390.521 m，寬36.0 m，設(shè)計(jì)時(shí)速為40 km/h，道路等級(jí)為城市次干路。沿線地勢(shì)平坦，場(chǎng)地標(biāo)高2.7～3.3 m，設(shè)計(jì)使用年限為15年。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查資料，濱海地區(qū)淤泥分布較廣，為保證路基穩(wěn)定采用了淤泥固化填筑施工技術(shù)。

2" 固化劑的選型

2.1" 固化劑的類(lèi)型

淤泥具有含水量高、流變性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，無(wú)法為路基提供足夠的承載力，因此，淤泥路段的公路經(jīng)常出現(xiàn)路基不均勻沉降導(dǎo)致的路面開(kāi)裂、凹陷等質(zhì)量問(wèn)題。在淤泥分布區(qū)域內(nèi)修建公路時(shí)，必須要做好淤泥加固處理。土壤固化劑改良淤泥土是一種便捷有效的方法，常用的固化劑可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是石灰、水泥等傳統(tǒng)土質(zhì)固化劑。以石灰為例，可以通過(guò)鈣離子交換、溶解重結(jié)晶等方式提高淤泥土的強(qiáng)度;另一類(lèi)是新型土質(zhì)固化劑，具體又可分為高分子類(lèi)、生物酶類(lèi)及離子類(lèi)等若干種。以離子類(lèi)固化劑為例，可以消耗淤泥土中的一部分水進(jìn)行離子化反應(yīng)，釋放出的陰離子與土壤顆粒表面的陽(yáng)離子通過(guò)離子交換，讓土壤表面的鎂離子、鈣離子濃度降低，從而降低了雙電層的厚度，使土壤顆粒表面水膜變?。▓D1），達(dá)到膠結(jié)土體顆粒、提高土體強(qiáng)度的目的，同時(shí)還能降低淤泥土的含水率[1]。為了提高淤泥固化效果，需要從經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性、水穩(wěn)定性及力學(xué)性能等方面進(jìn)行綜合考慮，選擇合適的固化劑。

2.2" 固化劑的選擇

從濱海路段沿線隨機(jī)選擇3種淤泥，經(jīng)測(cè)定淤泥1的有機(jī)質(zhì)含量為1.61%，淤泥2的有機(jī)質(zhì)含量為2.25%，淤泥3的有機(jī)質(zhì)含量為2.84%。試驗(yàn)中淤泥用量、含水量等均保持一致，消除無(wú)關(guān)因素干擾。固化劑組分為水泥、石灰和V粉，水泥可提高淤泥強(qiáng)度，V粉有吸水作用，生石灰兼有吸水與提高強(qiáng)度的功能[2]。其中，水泥用量為淤泥質(zhì)量的10%，V粉用量為淤泥質(zhì)量的4%;石灰用量設(shè)置3個(gè)水平，分別為2%、4%和6%。將固化劑與淤泥充分?jǐn)嚢韬笾谱髟嚰?，養(yǎng)護(hù)28 d后取出試件，放置到萬(wàn)能壓力機(jī)上進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1數(shù)據(jù)可知，增加固化劑的摻量，固化淤泥的抗壓強(qiáng)度也會(huì)增加。但是當(dāng)石灰摻量超過(guò)4%后繼續(xù)增加石灰，固化淤泥抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度放緩?；诮?jīng)濟(jì)性考慮，本工程中將固化劑組分確定為水泥10%+V粉4%+石灰4%。

3" 淤泥固化填筑路基施工工藝

3.1" 施工準(zhǔn)備

施工前，對(duì)本次施工需要的材料、設(shè)備等進(jìn)行質(zhì)量檢查。固化劑按比例配制，要求無(wú)受潮板結(jié)等情況。對(duì)機(jī)械設(shè)備的類(lèi)型、數(shù)量、工況等進(jìn)行檢查，固化淤泥填筑路基施工中所需設(shè)備的類(lèi)型與數(shù)量見(jiàn)表2。

技術(shù)交底也是施工準(zhǔn)備的重要內(nèi)容，該道路屬于城市次干路，路基不同部位填料的壓實(shí)度、最大粒徑與最小強(qiáng)度應(yīng)滿足表3標(biāo)準(zhǔn)。

3.2" 路基填筑分層碾壓工藝

現(xiàn)階段常用的淤泥固化填筑路基施工方法有2種，即“路拌法”和“廠拌法”。前者是將淤泥和固化劑直接倒入路基內(nèi)攪拌;后者是提前在工廠完成淤泥和固化劑的拌合，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)再倒入路基中。本工程為提高施工效率選擇了“路拌法”淤泥固化填筑路基施工工藝，其流程如圖2所示。

1）現(xiàn)場(chǎng)施工人員參照施工圖紙完成測(cè)量放樣工作，保證全線導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的位置準(zhǔn)確。檢測(cè)施工路段淤泥的天然含水量，如果超過(guò)80%需要采取降水措施，以便于提高壓實(shí)效果。

2）用挖掘機(jī)將淤泥土裝到自卸汽車(chē)上，運(yùn)輸至路基施工現(xiàn)場(chǎng)并倒入開(kāi)挖的路基中。采用機(jī)械與人工配合的方法將淤泥土攤鋪整平。為了保證淤泥與固化劑的均勻拌合、提高淤泥土的壓實(shí)效果，要求淤泥的松鋪厚度控制在20～25 cm。

3）將準(zhǔn)備好的固化劑均勻地撒布在已經(jīng)整平的淤泥土表面，然后啟動(dòng)拌合機(jī)對(duì)淤泥土和固化劑進(jìn)行充分拌合。拌合深度至少要伸入下承層10 mm，保證下承層與固化淤泥可以牢固黏結(jié)、形成整體。每個(gè)區(qū)域至少拌合3遍，每遍時(shí)間不得低于60 s。

4）充分拌合淤泥土與固化劑后，使用平地機(jī)再次整平，為下一步的碾壓創(chuàng)造良好條件。本工程中采用分層填筑、層層碾壓的施工工藝。淤泥固化填筑每層壓實(shí)厚度不大于20 cm，對(duì)于首層厚度，一般不超過(guò)30 cm。第一層使用履帶式挖掘機(jī)靜壓4～5遍后路基表面基本成型，碾壓速度控制在1.5～1.7 km/h;第二、三層碾壓設(shè)備更換為雙鋼輪壓路機(jī)，以2.0～2.5 km/h的速度靜壓4～5遍。第四層及以上首先用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，然后分別調(diào)整為弱振和強(qiáng)振模式，快速完成2遍碾壓;最后使用膠輪壓路機(jī)碾壓3遍完成收光[3]。分層碾壓的設(shè)備、遍數(shù)與速度等技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。

在碾壓過(guò)程中，總體上遵循“先輕后重、先靜后振、先慢后快、輪跡重疊”的原則，靜壓時(shí)壓路機(jī)的輪跡重疊寬度應(yīng)達(dá)到碾輪寬度的1/2，振壓時(shí)輪機(jī)重疊寬度要達(dá)到碾輪寬度的1/4。盡量保證壓路機(jī)行駛速度均勻，不得出現(xiàn)中途調(diào)頭、停車(chē)等情況[4]。每完成一層的碾壓后，施工人員使用儀器測(cè)量路基表面的平整度，對(duì)于凹凸不平的局部要進(jìn)行相應(yīng)處理。

5）碾壓結(jié)束后，檢測(cè)人員需要對(duì)固化淤泥填筑路基的厚度、強(qiáng)度、壓實(shí)度和彎沉值等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)定結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照。如果測(cè)定結(jié)果不符合規(guī)定，需要及時(shí)返工處理。

6）在檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求后，完成本次固化淤泥路基填筑施工。本工程中頂面封層材料采用10%石灰土，向黏土中摻入石灰，摻量為黏土質(zhì)量的10%。將2種材料拌勻后均勻攤鋪在路基頂面，封層厚度為20 cm。進(jìn)行封層處理后，不僅可以避免路基結(jié)構(gòu)層與淤泥固化填筑路基中間形成“軟弱層”，從而提高路基承載力，而且還能發(fā)揮一定的防水防滲效果，減少侵入到路基內(nèi)的大氣降水或地下水，延長(zhǎng)了路基使用壽命。

3.3" 質(zhì)量檢測(cè)

在本次淤泥固化填筑路基施工中采取了以下質(zhì)量控制措施：第一是排水控制。由于施工路段位于濱海地區(qū)，地下水侵入到已經(jīng)固化的淤泥中會(huì)導(dǎo)致固化淤泥的強(qiáng)度下降，達(dá)不到路基施工要求。因此，沿線修建了若干排水溝、降水井，避免大氣降水和地下水對(duì)固化淤泥的影響;第二是固化淤泥均勻性控制。固化淤泥顆粒的均勻性越好，經(jīng)過(guò)沖擊壓實(shí)處理后的承載力與穩(wěn)定性越強(qiáng)[5]。因此，本次施工中所用淤泥在使用前進(jìn)行了篩選處理，保證粒徑不超過(guò)5 mm;第三是嚴(yán)格做好檢測(cè)試驗(yàn)，在淤泥固化填筑路基施工完畢后，由項(xiàng)目部和監(jiān)理部門(mén)聯(lián)合開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括壓實(shí)度檢測(cè)、含水量檢測(cè)、彎沉檢測(cè)和平整度檢測(cè)等。這里以壓實(shí)度和彎沉值為例，檢測(cè)方法和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5。

本工程中，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，淤泥固化填筑路基施工順利通過(guò)驗(yàn)收，對(duì)提高濱海公路的路基穩(wěn)定性起到了良好效果。

3.4" 路基沉降觀測(cè)

為驗(yàn)證淤泥固化填筑路基施工質(zhì)量，需要開(kāi)展路基沉降觀測(cè)，所用設(shè)施為沉降板，由直徑40 mm的鋼管的基準(zhǔn)樁，長(zhǎng)、寬、厚分別為50、50、3 cm的鋼筋混凝土板的沉降盤(pán)組成。另外使用斷面為正方形、邊長(zhǎng)為10 cm的預(yù)制鋼筋混凝土邊樁觀測(cè)水平位移。挑選具有典型特征的橫斷面布置觀測(cè)點(diǎn)，其中沉降板埋設(shè)在路基中心線及距離坡腳70 cm處，并保證沉降板垂直;邊樁埋設(shè)在路堤兩側(cè)和邊溝外緣，每側(cè)布置2根。沉降板和邊樁的布置如圖3所示。

為提高觀測(cè)結(jié)果的精確性，采用鋼尺和精密光學(xué)水準(zhǔn)儀進(jìn)行沉降值和位移值的觀測(cè)，測(cè)量精度滿足GB/T 12897—2006《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

4" 結(jié)束語(yǔ)

濱海地區(qū)雖然淤泥較多，但是含水量高、力學(xué)性能差，在公路工程中不能直接作為路基填料。如果公路穿過(guò)淤泥地段，還需要投入大量的人力物力挖除淤泥。淤泥固化填筑路基技術(shù)可以讓淤泥得到合理利用，只需要向淤泥中摻入適量的固化劑，并將兩者充分?jǐn)嚢?，?jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)后形成的固化土不僅具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，還有良好的耐水性、抗凍性。在應(yīng)用淤泥固化填筑路基施工技術(shù)時(shí)，要嚴(yán)格把控淤泥與固化劑等材料的質(zhì)量，重點(diǎn)加強(qiáng)拌合、攤鋪、碾壓和養(yǎng)護(hù)等施工工序的技術(shù)要點(diǎn)，發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，切實(shí)提高路基施工質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：駱宮（1993-），男，工程師。研究方向?yàn)槭姓罉颉?/p>