土壤固化剂范文
时间：2023-04-06 11:24:56
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篇1
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。
离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
[1] 杨斌. 山区道路开挖边坡灾害与对策研究. 四川建筑， 2009， 29（1）.
[2] 单志杰. EN-1离子固化剂加固黄土边坡机理研究. 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心），2010.
篇2
【关键词】：道路施工土壤固化剂施工工艺
中图分类号：U41文献标识码： A 文章编号：
引言
软弱地基处理一直是困扰道路工程建设的一个难题。在我国干线公路，特别是高等级公路建设中，普遍采用石灰稳定土、水泥稳定土等各种综合稳定土类底基层，但这些方法经常带来土体强度不够、容易产生收缩裂缝、受环境温度影响较大、工程费用增加、生态环境破坏等方面的问题。土壤固化剂作为一种新型的土壤固化材料，它的出现、研究与应用解决了软弱地基处理中很多实际问题，其固化土体具有速度快、强度高、稳定性好等优点。
一、原材料的选择与技术要求
土壤固化剂采用电离子溶液类固化剂，技术性能指标应符合现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T3073-1998的规定。石灰应采用消石灰或生石灰粉，消石灰中不得含有未消解的生石灰颗粒，石灰等级应在三级以上。水泥应符合国家技术标准的要求，宜采用42.5MPa的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。土应选用塑性指数12～26的土质，不能使用液限大于50%、塑性指数大于26的粘质土、以及淤泥、沼泽土、含草皮土、生活垃圾和腐殖质土。水应采用饮用水或PH值大于或等于6的水。
二、配合比设计要求
土壤固化剂固化水泥石灰土，其中水泥占干土重量为2%，石灰占干土重量为3%。固化剂浓缩液掺入剂量建议值为0.014%（重量比），掺入剂量变化范围取为0.012～0.018％，可根据试验进行确定。可以通过击实试验确定各层混合料的最佳含水量和最大干密度。施工现场采用的石灰用量或土壤固化剂用量应高出试验确定的剂量：石灰应增加干土重量的1~2%，土壤固化剂水溶液（稀释后）应增加干土重量的0.1%~0.2%。
三、无侧限抗压强度
无侧限抗压强度是指试件在20±2℃条件下养生7天后的抗压强度，是道路基层混合料的主要性能指标。水泥石灰固化土路床7d强度 (标准养护6d，浸水1d) 要求大于0.8MPa，14d强度 (标准养护6d，浸水8d) 要求大于1.2MPa，压实度不小于96%。
四、固化剂施工工艺
1、施工准备
(1)施工前应按设计要求进行各种原材料、混合料配合比、灰剂量标准曲线、标准击实、强度等试验。(2)现场取土，清除草根、树根、石块等杂物。土块最大尺寸不应大于15mm，土的塑性指数要不大于26，不小于8。(3)生石灰应在使用前7-10天充分消解，含水量适中，并用10mm孔径的筛子筛除生石灰残渣。(4)检测土中的含水量，符合固化剂混合料的最佳含水量要求，当不能满足要求时，应对土采取处理措施。湿拌法宜大于最佳含水量的1%-2%。(5)根据道路的长度、宽度、路基厚度、最大干密度、石灰和固化剂的配合比，计算石灰与固化剂的用量。将水与固化剂按150-200:1的比例稀释浓缩液。
2、施工放样
在路基上布设中线。直线段每15m-20m设标桩，平曲线段10m-15m设标桩，并在两侧路肩边缘外每0.3m-0.5m设标桩标注桩号，并测出该桩号的设计标高。
3、运输
用挖掘机装车，自卸汽车运输，将合格的素土运至现场，卸料时设专人指挥，素土铺筑范围要超出设计边线0.3m以上，用推土机整平。
4、摊铺石灰
根据固化剂石灰土的厚度和最大干密度及石灰的配合比，计算石灰的摊铺厚度，用自卸汽车将充分消解的石灰运至路基上，由人工摊铺，并及时检测铺筑厚度，确保石灰用量。
5、素土与石灰拌和
用路拌机将石灰土结合料拌和均匀，达到拌和后的石灰土色泽一致，控制路拌机的速度不大于3km/h，避免有未掺拌的“素土”夹层，在边角等部位由人工处理。在开始拌和时，要标定拌和深度，且不得更改，两次拌和宽度要重叠20cm。
6、水泥与石灰土拌合
根据固化剂固化水泥石灰土的宽度、厚度及预定的干密度、水泥剂量，计算出每袋水泥的间距，在固化层上安放标记；根据纵横间距划出方格，在每方格内将一袋水泥卸在指定位置，检查有无遗漏和多余；用刮板将水泥均匀摊开，并注意使每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完后，表面应没有空置，也没有水泥过分集中地点。采用宝马拌和机拌合均匀。
7、喷洒固化剂稀释溶液
首先将洒水车装水，再将固化剂浓缩液倒入洒水车中，稀释浓度要结合土的天然含水量，当拌合土含水量较低时，稀释浓度取低值，否则相反。同时参考施工当日的气温情况，然后将适宜的稀释液均匀的喷洒在水泥石灰土的表面。确保在一定面积内固化剂掺量准确、均匀，且混合料含水量大于最佳含水量1%-2%。在道路纵坡大于20%时要配合紧密，防止固化剂液体流失，配合比不均匀。加入固化剂的水泥石灰土必须在24h内碾压成型。
8、路基整型
将拌和好的混合料运到道路中进行摊铺，立即用平地机整形。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在平曲线，平地机由内侧向外侧进行刮平。用推土机在初平的路段上快速排压一遍，以暴露潜在的不平整。对于局部低洼处，应将其表层5cm以上翻松，并用新拌和的混合料进行找平。再用平地机整形一次，应将高出的料直接刮出路外，不应形成薄层填补现象。每次整形都应达到规定的坡度和路拱，并应注意接缝必须顺适平整。在整形过程中，严禁任何车辆通行，并保持无明显颜色不一现象。
9、碾压
整型后的混合料路基在最佳含水量时压实，表层含水量不足时，先洒水再进行碾压。先用180KN及以上的三轮压路机静压一遍，再用振动压路机进行碾压。碾压时重叠部分为1/2轮宽，一般需碾压6～8遍，应使各部分碾压到的次数尽量相同，路面的两侧应多压2~3遍。后轮超过两段接缝处，碾压时控制压路机的速度不大于3km/h，不得在未成型的道路上调头或急刹车，达到压实度要求，碾压表面无明显轮迹。在碾压结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适，路拱符合设计要求。终平应仔细进行，必须将局部高出部分刮除并扫出路外；对局部低洼之处，不再进行找补，可留待铺筑上层时处理。
10、喷洒封层
碾压完成后，立即喷洒固化剂水溶液封层，喷洒均匀，不得漏洒。
11、养生
养护期不应少于7天，且洒水养生不能间断，未达到强度要求之前，禁止各类车辆通行。
五、质量要求与检查验收
1、施工中，应建立健全工地试验、质量检查以及工序间的交接验收等规章制度。试验、检测、验收，应做到原始记录齐全、数据准确和资料完整。
2、施工单位应设有对所用材料进行压实度、平整度等各项室内试验的试验室和工地检测的设备和仪器。
3、每道工序完成后，均应进行检查验收，合格后方可进行下道工序。经检测不合格的，应进行翻修，达到合格要求。
六、施工注意事项
1、现场拌和灰土时一定要保证灰土粒径不大于15mm，且要把灰土中的杂质、未消解的灰块、石块、大粒径灰块剔除干净；
2、不要直接在土壤中加入固化剂浓缩液，要按150~200：1或更高的体积比用水稀释固化剂浓缩液，稀释浓溶液时，应把固化剂浓缩液加入水中，不要把水加到固化剂浓缩液中；
3、整型后的混合料应在最佳含水量时压实，当表层含水量不足时，应洒水再进行碾压。
4、碾压时下层不能挂振进行碾压，上层可进行强振碾压。
5、混合料碾压成型后，不应忽干忽湿，养护期不应少于7天，且由于本工程土壤的特殊性，洒水养生不能间断，未达到强度要求之前，禁止各类车辆通行。
结束语
固化土的各项路用性能满足规范要求，抗压强度、回弹模量、承载比等物理力学指标随着掺量的增加而增大，当固化剂掺量在0.012%～0.018%之间时，在保证工程质量的同时，工程造价较低。用固化剂代替水泥加固基层土，不需大量挖弃土方，可节省运输和开挖费用，其施工工艺和普通路基施工工艺基本相同，施工机械也大体一致，简单可靠且经济性合理，土壤固化剂加固土在公路路基工程的应用具有广泛的前景。
参考文献
[1]蒋永能.土壤固化剂在道路工程中的试验应用[J].中外公路，2010，30(1).
篇3
[关键词]道路施工 突然固化剂 施工工艺
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0165-01
一、道路施工中土壤固化剂特点及应用准备
（一）土壤固化剂的应用特点
土壤固化剂是由多种有机与无机材料科学合成的新型节能环保工程材料，对不同粒径的土壤有很好的固化作用，且施工与使用中具有节能、环保、强度高、水稳定性良好、造价低廉的优点，在多个领域得到了广泛应用推广。土壤固化剂应用于道路施工中，可依照施工需求随意安排固化时间，且相比传统固化方式，土壤固化剂的使用能有效改善工程固化施工效果、提升固化效率、降低固化施工成本与技术难度。当前的土壤固化剂用于道路施工中，土壤凝结时间大于4h，抗压强度损失低于12%；相比传统固化方式，采用土壤固化剂施工可将工期缩短5d左右，施工效果良好的情况下，碾压操作后即可通车运行；干密度、抗压强度等方面均具有明显优势；不仅能节省材料费用，还能大大降低劳务费与施工运杂费用，降低总成本的30%～45%。
（二）固化剂材料的选择
当前的固化剂材料有多种类型，既分有机与无机类别，又有固液形态的区别，有机类型的土壤固化剂又可分为单组份与多组分两种，多由水、活性剂、高聚类离子化合物等组成；无机类型的土壤固化剂可分为液粉型与固粉型两种，其中的固粉型固化剂多由水泥、石灰等原料组合而成，此种固化剂也是我国道路施工中应用最为广泛的。
施工中使用固化剂之时，应根据施工地段地质条件、工程建设规划及经济建设需求进行合理的选择，既要考虑固化剂应用于工程建设中的工程效益与经济效益，还要考虑到固化剂的环保与生态影响。
二、土壤固化剂在道路施工中的工艺
（一）工艺流程
采用土壤固化剂进行道路下层施工时，首先准备碎石层，再安插指示桩、完成材料准备与搅拌工作，固化层材料铺好整平之后，进行工程碾压操作，路面碾压之后，采取相应的措施进行养护处理，以保障施工质量。
（二）碎石层及防渗土工膜施工
将碎石层整平，采用10t以上的压路机将路面静压直至没有轮印，静压平整过程中随时检测路面碎石层及静压状况，发现异常现象应及时记录，并立即重新挖开，进行路面回填操作，必要时掺拌水泥石灰等材料进行综合修复处理。静压完成后，在碎石层之上铺筑防渗土工膜，防渗土工膜铺设完毕后，使用事先准备好的砂袋施压，待到焊接工作完毕后，铺设固化土。
（三）施工放样
在铺设平整的碎石层之上恢复中线，路面的直线段每15m距离设桩，于道路两侧固化剂处理层边缘布置指示桩，同时在指示桩之上标上相应的处理层设计高程。
（四）备料、搅拌
晾晒干燥施工所用固化素土，采用相应的工具将固化素土中所掺杂的草屑、杂物处理干净，确保固化素土的质量与纯度。
分析固化处理层的厚度、宽度、干密度、所含石灰量，精准计算施工路段干燥土的需求量。
将符合施工需求的素土运送至施工堆料场地内，将经过晾晒干燥处理的固化素土与石灰进行干拌处理2～3次，通过堆拌操作分离土粒中粒径较大的土粒，使用推土机进行充分的碾压处理。
进行数遍干拌操作之后，根据既定的含水量加水搅拌，确保搅拌后的材料碾压铺设施工中的含水量高于规定的最佳含水值，进行5遍左右的搅拌操作之后，检查灰土粒径，直至所有灰土粒径小于15mm。
检测混合料的含水量，依照既定的固化剂稀释液含水量计算公式进行分析，并根据固化剂在干土中所占的比重计算加入的固化浓缩液重量，计算并测定无误后，使用水罐将准备好的土壤固化液稀释处理，稀释过程中注意稀释比例，使用压力式洒水车将稀释后的固化液均匀喷洒于灰土上，将固化剂拌入30min之后，进行5遍左右的拌和处理。
测定施工现场土质塑性，塑性较低的土质进行1次拌和处理，塑性相对高的土质进行3次以上的充分拌和，首次拌和时加入65%～95%剂量的石灰拌和处理，闷放2d。
（五）摊铺整平
将下层固化处理层均匀摊铺于碎石层之上，即将事先拌和好的固化土进行34cm松铺（摊铺厚度为20cm×1.7=34），具体摊铺厚度根据施工现场高程计算确定。
（六）碾压操作
用120KN及以上的三轮压路机碾压处理一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机碾压。采用液体土壤固化剂的固化土混合料宜用150KN振动式压路机先碾压1～2遍，然后关闭振动或改用轮胎式继续碾压。碾压时重叠部分应为1/3～1/2轮宽，后轮应超过两段接缝处，重复碾压3～5遍，直至固化土层表面无明显轮迹，其压实度应符合设计要求。压路机的碾压速度：第1、2遍应不大于1.5～1.7km/h，以后碾压速度宜不大于2.0～2.5km/h。碾压应由两侧向中心，由低处向高处进行。
（七）养护工作
碾压工作完毕之后，进行洒水养护操作，注意道路施工要求及实际施工状况，将洒水的湿度控制在合理的范围之内，并与每次洒水处理后，使用压路机压实处理，洒水养护5d以上。养护期间应封闭交通，并设置安全警示标志，对于塑性较大的道路，应重点预防裂缝的出现，高温天气加强洒水养护力度。另外，使用液体固化剂施工后，应进行24～72h的干燥固化养护。
三、固化剂施工中的注意事项
施工中使用固化剂之时，应根据施工地段地质条件、工程建设规划及经济建设需求进行合理的选择，既要考虑固化剂应用于工程建设中的工程效益与经济效益，还要考虑到固化剂的环保与生态影响。液体土壤固化剂其溶液的固体含量不得大于3%，不得有沉淀或絮状现象，粉状土壤固化剂的细度为0.074mm标准筛筛余量不得超过15%。土壤固化剂类型应根据土质情况经过室内试验慎重选择。道路施工中使用土壤固化剂时，土粒最大粒径不应大于15mm，且大于10mm土颗粒应小于土总重量的5%。
四、总结
土壤固化剂应用于道路施工中，可依照施工需求随意安排固化时间，且相比传统固化方式，土壤固化剂的使用能有效改善工程固化施工效果、提升固化效率、降低固化施工成本与技术难度。当前的土壤固化剂用于道路施工中，土壤凝结时间大于4h，抗压强度损失低于12%；相比传统固化方式，采用土壤固化剂施工可将工期缩短5d左右，施工效果良好的情况下，碾压操作后即可通车运行；干密度、抗压强度等方面均具有明显优势；不仅能节省材料费用，还能大大降低劳务费与施工运杂费用，降低总成本的30%～45%。固化剂在道路施工中实际应用时，应明确施工流程，首先准备碎石层，再安插指示桩、完成材料准备与搅拌工作，固化层材料铺好整平之后，进行工程碾压操作，路面碾压之后，采取相应的措施进行养护处理，以保障施工质量。
参考文献
[1] 蒋永能.土壤固化剂在道路路基工程中的试验应用[J].中外公路，2010，30（1）.
篇4
关键词 ：土壤；多溴联苯醚；加速溶剂萃取；固相萃取净化；气相色谱
1 引 言
多溴联苯醚（Polybrominated diphenyl ethers， PBDEs）作为一类溴代阻燃剂（BFRs）， 广泛应用于电子、纺织、建材和家具等工业产品。PBDEs属于持久性有机污染物（POPs）， 具有疏水性， 易于在颗粒物和沉积物中吸附[1]。PBDEs在环境中难降解， 滞留时间长。大气、水体、土壤中的PBDEs可通过“蚱蜢跳效应”广域迁移， 导致全球污染[2]。毒理学研究表明， PBDEs在动物和人体中会长期累积， 并通过食物链和生物放大作用向人体转移， 影响甲状腺[3～7]、内分泌及神经[7～9]等系统的正常功能， 同时可能存在潜在的致癌性[10]。
目前，对土壤样品中PBDEs的提取方法有索氏萃取[11～13]、超声波辅助萃取[14]、微波辅助萃取[13]、加速溶剂萃取等[13～19]。索氏萃取法费时， 且有机溶剂消耗量大；超声波和微波萃取法可节省提取时间和溶剂， 但提取不完全[11，14]。加速溶剂萃取技术（Accelerated solvent extraction， ASE）具有操作简便、萃取效率高、速度快、有机溶剂用量少等特点， 是一种省时、安全、自动化的萃取技术， 广泛应用于土壤中农药残留[15]、多氯联苯[13，16]、多环芳烃以及多溴联苯[12，14，16，19，20]等污染物的分析检测。
ASE土壤提取液成分复杂， 杂质较多， 须进行净化处理。本研究将固相萃取技术（Solid phase extraction， SPE）应用于土壤样品的净化。SPE样品前处理技术具有高效、快速、方便和高选择性等优点， 被广泛应用于环境样品分析的前处理过程中[21～27]。目前， 土壤介质中PBDEs的净化存在过程复杂、有机溶剂用量大、灵敏度低、重现性差等问题[14，28，29]。选择合适的填料是提高除杂效率、获得良好的回收率及重现性的关键， 因此， 本研究重点优化了ASE提取和SPE纯化条件， 并结合气相色谱电子捕获法（Gas chromatography with electron capture detector， GCECD）， 建立一种高效、快捷、高灵敏度且具有低检出限的土壤中PBDEs分析方法。
2 实验部分
2.1 实验试剂
正己烷、二氯甲烷（DCM）、丙酮（色谱纯，美国Merck公司）；硅藻土（100～200目， 德国Fluka公司）；弗罗里硅土（60～100目， 美国TEDIA公司）；无水Na2SO4、Al2O3（100～200目）、硅胶（100～200目）、石英砂、H2SO4（分析纯）购于国药集团化学试剂公司；实验用水为去离子水。
PBDEs标准样品：BDE15， BDE28， BDE47， BDE66， BDE77， BDE99， BDE100， BDE153， BDE154， BDE183， 浓度为1000 ng/mL， 购自美国AccuStandard公司。
2.2 供试土壤
2.3 PBDEs标准曲线的绘制及检出限的确定
采用Agilent 7890A GCECD（美国Agilent公司）， 对PBDEs进行定性与定量分析。色谱条件：DB5色谱柱（30 m × 0.32 mm × 0.25 μm）， 进样口温度为265℃， 载气为高纯氮气， 流量为2 mL/min， 检测器温度为298℃， 进样量为1 μL， 不分流进样。升温程序：初始温度140℃， 保持2 min， 5℃/min升至180℃， 保持5 min；5℃/min 升至265℃， 保持5 min；15℃/min升至315℃， 保持10 min。
配制浓度为10， 25， 50， 100， 250和500 ng/mL的PBDEs混标溶液， GC测定。以进样浓度为横坐标， 峰面积为纵坐标， 绘制标准曲线。同时， 以信噪比S/N=3时对应的浓度作为仪器的方法检出限。
2.4 固相萃取柱制备及洗脱实验
选取实验室常用的硅胶、弗罗里硅土、硅藻土、氧化铝4种填料， 并通过浓H2SO4改性制备了酸性硅胶、酸性弗罗里硅土、酸性硅藻土3种改性填料。SPE柱装填顺序（自下而上）为垫片、0.5 g无水Na2SO4、填料层、1 g无水Na2SO4及垫片。根据不同填料的单一及复配组合， 共制备了10种SPE柱（表2）。
洗脱实验：用5 mL正己烷活化SPE柱后向柱中加入40 μL 1000 ng/mL PBDEs混合标准溶液， 移取1 mL正己烷进行洗脱， 以进样瓶接收洗脱液， 待洗脱液完全过柱后更换进样瓶。重复以上操作， 直至洗脱液总体积达18 mL。洗脱液氮吹定容至0.5 mL， GC测定。以洗脱体积为横坐标， 总回收率（累积求和）为纵坐标， 绘制洗脱曲线。
2.5 PBDEs土壤提取液净化实验
土壤中PBDEs提取：准确称取1.00 g供试空白土壤于烧杯中， 加入40 μL 1000 ng/mL PBDEs混标溶液， 待溶剂挥发后加入2 g硅藻土， 搅拌均匀后装入不锈钢萃取池， 采用ASE200型加速溶剂萃取仪（美国DIONEX公司）进行提取。萃取仪炉温为100℃， 压力为1500 psi， 提取剂为正己烷丙酮（4∶1， V/V）。萃取过程：加热5 min， 静态萃取5 min， 冲洗体积60%， 氮气吹扫60 s， 循环2次。提取液用R210/R215型旋转蒸发器（瑞士Buchi公司）浓缩至约1 mL。
PBDEs土壤提取液净化：选取2.4节制备的10种SPE柱进行实验， 实验均设置6个平行， 并设置3个空白对照。净化过程：5 mL正己烷活化SPE柱后， 将浓缩后的土壤提取液加入柱中， 用正己烷洗脱， 洗脱体积由洗脱曲线确定， 收集全部洗脱液， 浓缩定容至1 mL， GC测定。
2.6 ASE萃取溶剂优化
ASE萃取溶剂直接影响PBDEs的萃取效率及基质效应。为确定最佳萃取溶剂， 本实验设计了以下4种萃取体系：正己烷、正己烷DCM（1∶1， V/V）、正己烷丙酮（4∶1， V/V）、正己烷丙酮（4∶1， V/V）进行萃取剂优化实验， 采用酸性硅胶柱进行净化， GC测定（具体步骤参照2.5节）。
3 结果与讨论
3.1 方法线性关系和检出限
由表1可知， 各目标化合物在各自浓度范围内（10～500 ng/mL）均呈现出良好的线性关系， 相关系数均大于0.999， 检出限为0.042～0.22 ng/mL。
3.2 SPE填料选择和洗脱优化
由图1可知， 硅藻土柱、酸性硅藻土柱、弗罗里硅土柱、硅胶柱和酸性硅胶柱的洗脱趋势大体一致， 对PBDEs的最大洗脱量出现在1～3 mL之间， PBDEs完全洗脱所需体积为5 mL（即洗脱体积， Vmax）；酸性弗罗里硅土柱和氧化铝硅胶复合柱洗脱趋势大体一致， 最大洗脱量在2～5 mL之间， Vmax为8 mL； 氧化铝柱、氧化铝弗罗里硅土复合柱和氧化铝酸性硅胶复合柱的最大洗脱量在5～10 mL之间， Vmax为15 mL；氧化铝柱和氧化铝酸性硅胶复合柱对PBDEs拖尾现象较明显。
硅藻土具有良好的微孔结构， 比表面积较大， 吸附能力较强。实验表明， 土壤提取液过硅藻土柱和酸性硅藻土柱后， 溶液颜色仍然较深， 说明两种SPE柱除杂效果较差。由表 2可知， 杂质的存在影响了PBDEs的定量分析， 使PBDEs回收率偏高。
弗罗里硅土是一种极性较强的硅镁型吸附剂， 对脂肪及类脂类杂质有较理想的去除效果， 常用于净化土壤、植物和动物组织样品的萃取液[20，29，30]。酸性弗罗里硅土极性更强， 同时， 浓H2SO4的存在可有效去除有色有机杂质。由表2可知， 两种SPE柱的回收率相对偏低。
氧化铝对目标物保留的主要机理是偶极偶极作用， 可用于除去土壤提取液中极性较强的有机酸类及其它极性杂质。氧化铝对PBDEs有一定的保留能力， 这使得PBDEs在氧化铝柱中出现不同程度的拖尾现象， Vmax为15 mL。随着洗脱量增加， 杂质会随洗脱液共流出， 净化效果变差。为减少氧化铝的拖尾现象， 本研究制备了氧化铝硅胶柱、氧化铝弗罗里硅土柱和氧化铝酸性硅胶柱。实验表明， 硅胶、酸性硅胶及弗罗里硅土中加入氧化铝后， 洗脱速度明显变慢， 洗脱时间明显增加， 有机溶剂用量增多， 增加了环境污染。由表2可知， 氧化铝柱和其它3种氧化铝复合柱对PBDEs回收率在75.3%～110.9%之间。
硅胶表面由于吸水作用形成硅醇基， 合理数量的硅醇基可以增加硅胶与极性物质之间除疏水作用以外的氢键作用、离子相互作用和偶极偶极相互作用， 故硅胶表面硅醇基的数量决定了硅胶的吸附性能[31]。本研究对所用硅胶先进行去活化处理后， 再进行定量活化， 这样制备出的硅胶的表面硅醇基含量均一， 性质稳定， 保证了实验的重现性。酸改性使得硅胶表面引入了磺酸基， 增加了酸性硅胶对极性杂质吸附作用；同时浓H2SO4能较好地去除有色有机杂质[32，33]。由表2可知， 酸性硅胶柱与硅胶柱相比回收率更高， 除杂效果更好。由图1还可知， 浓H2SO4改性的硅胶对PBDEs的作用机制及强度并无明显变化， 而良好的回收率说明浓H2SO4的存在并没有使PBDEs发生氧化降解等现象。
综上， 对于土壤提取溶液的净化， 当以正己烷作为洗脱液时， 酸性硅胶具有洗脱溶剂用量少、价格低廉、净化效果好、回收率及重现性好等优点， 是一种理想的PBDEs土壤提取溶液SPE净化的柱填料。
3.3 ASE萃取条件优化
由表 3可知， 对于土壤中PBDEs的提取， 正己烷回收率为87.6%～113.4%， 但提取稳定性（RSD=4.1%～9.1%）较正己烷丙酮（4∶1， V/V）体系差一些（RSD=1.7%～4.6%）， 故极性和非极性溶剂的组合提取效果更好。在正己烷中加入极性溶剂（丙酮或二氯甲烷）后， PBDEs的提取效率增加， 而随着提取体系极性增加， 所得提取溶液颜色越深， 提取出的杂质越多， 这增加了净化过程的复杂性， 而未净化除掉的杂质的存在会影响仪器的定性及定量准确性。
最终实验选取正己烷丙酮（4∶1， V/V）作为ASE提取剂， 该提取体系对PBDEs的平均加标回收率为85.4%～103.1%；相对标准偏差为1.7%～4.6%， 实验重现性较好；提取液经净化后杂质较少， 且不影响定量分析， 可用作加速溶剂萃取土壤中PBDEs的提取剂。
3.4 方法准确度和精密度
以1.00 g海南砖红壤作为基质， 分别加入浓度相当于10、40和100 ng/mL PBDEs进行加标回收实验（参照2.5节）， 每个浓度重复6次， 并设置3个空白对照。方法的准确度和精密度分别通过加标回收率和相对标准偏差表征。由表4可知， 低、中、高 3组（浓度分别为10， 40和100 ng/mL ）的平均加标回收率分别为74.4%～115.2%， 87.5%～125.2%， 87.3%～115.9%；相对标准偏差分别为4.4%～14.4%， 5.0%～13.8%， 4.8%～7.1%。
3.5 实际样品分析
采用上述优化后的方法， 对采集自某地的土样进行分析。由表5可知， 该地区存在不同程度的PBDEs污染， ΣPBDEs为5.91～17.69 ng/g， 污染物以中、高溴代PBDEs为主。同时， 实际样品分析结果说明， 优化的方法可用于测定土壤中的PBDEs。
4 结 论
采用ASE法提取土壤中的PBDEs， 正己烷丙酮（4∶1， V/V）的提取效果最佳；采用酸性硅胶SPE柱对样品净化， PBDEs完全流出仅需5 mL正己烷， 溶剂用量少， 环境污染小， 洗脱速度快， 杂质干扰少。本方法简单、快捷， 具有良好的净化效果、准确度和精密度（回收率74.4%～125.2%， RSD0.999）及较低的检出限（≤0.22 ng/mL）， 可作为土壤介质中PBDEs的有效净化和检测方法。
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篇5
关键词：路基土 土壤固化剂 海水侵蚀 冻融循环
中图分类号：U213 文献标识码： A
Experimental Investigation of New Soil Stabilizer in Improving Subgrade at Dalian Area
JIANG An-nan ZHANG Si-qi ZHAO Xiao-wei ZHAO Hui
（Dalian maritime university Liaoning Dalian 116026）
Abstract： Dalian city belongs to north coastal areas. The influence of freezing-thawing cycles upon subgrade performance is serious. Now we take subgrade soil from Yingchengzi section of Dalian Coastal Highway as research object. Using SLB-1 triaxial apparatus to do compression test， we do experiment of marine corrosion and freezing-thawing cycles to solidified soil（formula A and formula B）.And we draw a conclusion that solidified soil has excellent performance of salt-resistance and freeze-resistance. We further proof the feasibility of new soil stabilizer in subgrade treatment in cost analysis.
Key words： subgrade soil soil stabilizer marine corrosion cycle of freezing and thawing
1引言
大连属北方沿海地区，水资源丰富，特别是沿海路段，常年受海水侵蚀，冻融循环的侵害，加重了路基破坏，可能造成路面鼓包、断裂和翻浆冒泥等病害。因此对路基土进行处理，使其适应北方沿海地区环境，提高其耐久性，有很高的工程意义。
在众多处理办法中，在路基土中添加固化剂，使其达到预期工程性质，是一种操作简便、造价便宜的施工处理手段。但由于大连的特殊气候条件，市面上现成的固化剂往往达不到预期的效果，本文将提出一种的具有抗盐性、抗冻性的新型固化剂，以适应北方沿海地区，达到改良路基土的效果。
2双电子层理论及固化剂的作用机理
粘土颗粒表面由于本身性质带有固定数量的负电荷和受静电引力吸附的水化阳离子，吸附的阳离子越靠近土颗粒表面，静电引力越大阳离子浓度越大。土粒表面的负电荷和受表面影响的阳离子层合称双电子层。在土粒表面的双电子层区域存在着结合水，水膜厚度由土粒的静电引力决定，因此土颗粒的结合水受电子层中电荷浓度的影响。结合水膜厚度对粘性土的工程性质有直接影响，水膜厚度大，土的塑性高，颗粒间的相对距离变大，土的强度降低。
新型固化剂为一种阴离子表面活性剂，它能与土壤颗粒所带的正负电荷产生反应，降低偶极电荷，大大减少结合水膜的厚度，可综合提高土壤的承载能力与抗渗性能。
3实验
试验土壤样品取自大连滨海公路营城子路段施工现场，样土为级配不良的细粒土质砂，根据液塑限可以进一步细分为粉土质砂物理性质见下表：
表1 试验土样基本物性指标
表2 试验土样颗粒分布比例
制作39.180mm试件放入恒温恒湿箱中养护7天在100kpa围压下进行不固结不排水三轴试验素土强度见图1
图1：素土强度（最大主应力差132.2kpa）
图2：固化土壤强度（最大主应力差258.4kpa）
根据上述理论，将新型固化剂和石灰作为固化剂添加入试验土壤中，对其设计正交试验，确定固化剂最佳比例为0.02%新型固化剂6%石灰（配方A）。其100kpa围压下强度（见图2）有明显提高。
为更好的模拟大连路基环境，对固化土壤进行抗盐性、抗冻性试验。我们制作两组试件，一组用清水拌合成件养护后放入清水中放置3、5、7天测试其强度；另一组用0.35%盐水拌合养护后放入0.35%盐水中放置3、5、7天测试其强度。有图3可见试件强度随浸泡时间没有明显下降，其含盐试件强度反而略高于清水试件，固化土壤有良好的抗盐性。
图3：海水清水浸泡试件强度变化
图4：冻融循环试件强度变化
将养护好的试件放入冻融箱中，在-15℃条件下冷冻12小时，然后升高温度到25℃融化12小时，此为一个冻融循环。重复以上过程分别得到3、5、7次冻融循环试件。由图4可见试件强度随冻融次数明显下降，证明固化土壤抗冻性差。
为提高其抗冻性，在原配方有基础上添加粉煤灰，根据正交试验，其最佳配比为：0.02%新型固化剂、6%石灰、15%粉煤灰（配方B）。试件及冻融循环试件强度见图5，冻融7天试件最大主应力差203.9kpa，未冻融试件272.1kpa。可见在原配方基础上添加粉煤灰明显提高其抗冻性。
图5：配方B试件及冻融7次试件强度
在受到海水侵蚀的路基处理中可以考虑配方A，在既有海水侵蚀及冻融情况的路基处理中可以考虑配方B。
4造价分析
各成分市场价格：新型固化剂8000元/吨、石灰500元/吨、粉煤灰100元/吨
以宽10m，厚0.15m，1公里的待处理路基土为算例，土总量：
10m×0.15m×1000m=1500m3×1.8（混合土的干密度）=2700吨
配方A：2700×4%×500（石灰）+2700×0.02%×8000（新型固化剂）=54000+4320=58320
配方B：2700×4%×500（石灰）+2700×0.02%×8000（新型固化剂）+2700×15%×100（粉煤灰）=54000+4320+40500=98820元
由上述计算可见该固化剂的造价相对便宜，其中固化剂中主要成分新型固化剂造价远小于石灰与粉煤灰。
5结论
（1）研究粘土的双电子层理论，表明改变结合水中的正负电荷性质可以影响结合水膜的厚度，从而改变土壤的强度。从理论出发我们找到了一种新的离子型固化剂能有效的提高土壤强度。
（2）实验表明开发的新型固化剂能明显提高路基土强度，并提高其抗盐性、抗冻性，能满足北方沿海地区路基土处理要求。
（3）新型固化剂造价便宜，有良好的市场前景。
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篇6
【关键词】污染土壤；稳定化；土壤修复
1、国内外污染土壤修复现状与分析
国际上污染土壤的修复主要集中在那些发达国家。20世纪80年代以来，世界上许多国家特别是发达国家均制定并开展了污染土壤治理与修复计划。
我国对于大中城市污染土壤修复问题的研究开展得较晚，这显然是因为我国的经济的快速发展大大晚于发达国家的缘故。不过，随着我国至上而下对大中城市土壤污染问题给予的高度重视，我国在大中城市污染土壤修复问题上进展十分迅速。
国内外专家的研究表明，解决土壤修复的过程是一个相当漫长的过程。当前解决土壤污染问题，需要有不同学科的科学家如土壤学、农学、生态学、生物地球化学、海洋科学以及涉及农业、林业、渔业等有关的生产单位和政府决策者的共同努力。
2、修复污染土壤的常用技术
2.1换土法，这种方法是修复污染土壤最切实有效的方法，比较适用于小面积的污染区域；
2.2洗土法，这种方法操作简单、造价低、投入少，缺点是所需时间较长。
2.3固化/稳定法，这一方法工艺简单，可操作性强。
2.4热处理法，这一方法的可操作性较强只是消耗的能源较多，需要投入较大的修复资金，被修复土壤结构破坏不能复原。
2.5玻璃化法，优点是处置彻底。由于过程的不可逆，因此不会发生再污染；缺点是价格昂贵，同时处理后会破坏土壤结构。
2.6化学还原法，化学还原法成本较低，有大规模应用的可能。但是当污染物无氧化性能、或者污染物存在于土壤颗粒内部难以与还原剂接触并发生氧化还原反应时，此类污染物的去除是化学还原法的难点。
2.7化学降解法，处于研究阶段，截止于目前国内还没有在工程中应用。
2.8电动力学修复技术，电动力学修复法的基本原理是在污染土壤两端加上低压直流电场，在直流电场产生的各种电动力学效应（包括电迁移、电渗析、电泳、电解）作用下，污染物的正离子、氢离子、带正电的土壤小颗粒向阴极运动，污染物的负离子，氢氧根离子，带负电的土壤小颗粒向阳极迁移，然后再把沉积有污染物组分的电极挖出进行处理，达到去除污染物的目的。
2.9植物修复技术，使用植物法修复污染土壤可以将污染土壤修复工程设计为：城市公园式的假山假水、庭院楼阁、芳涧草坪、回廊四延、人工湖河四通八达、曲桥流水相得益彰的庭院式样。这一模式同时还完全避免了植物修复法耗时长的弊病。
2.10微生物修复技术，体方法是在污染土壤的水饱和区加入营养盐、氧源（多为H2O2），再引入微生物。目的是提高生物降解的能力。
3、固化/稳定化修复污染土壤技术
3.1固化技术
固化技术是指在污染土壤中添加土壤固化剂，使被固化物质转变为不可流动的固体或者是使其形成紧密固化体的技术。固化过程形成的产物是结构完整的整块密实固体。
3.2稳定化技术
稳定化技术是指在污染土壤中添加土壤固化剂时，同时加入一定量的稳定剂，将有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的促进深化技术。稳定化技术一般可分为化学稳定化技术和物理稳定化技术。
化学稳定化技术是通过化学反应使有毒物质生成具有晶相态的结晶体。一般情况下，物质呈晶相态后在都会处于相对稳定的状态。晶相态的生成使物质变成不溶性化合物，从而使有害污染物在稳定的晶格内固定；
物理稳定化技术是将污染物与固化剂/稳定剂混合生成一种粗大颗粒、达到如工程土壤状坚实度的固体。
实际上，在对污染物的处理过程中，化学稳定化和物理稳定化不是次第进行的，无先后之分。固化技术和稳定化技术在处理污染土壤时通常无法截然分开，固化的过程同时会有稳定化的作用发生，稳定化的过程往往也伴随有固化的作用。
3.3包容技术
固化/稳定化技术通常情况下还含有包容技术在内。所谓包容技术是指用固化剂/稳定剂作用于污染土壤与污染物时，同时产生的凝聚作用，凝聚过程就是将污染物（有毒物质或危险废物）颗粒包容或覆盖的过程。污染土壤固化/稳定化处理的目的，是使污染土壤中的所有污染组分呈现化学惰性或被固化/稳定化包容起来，以便运输、利用和处置。和固化/稳定化相互伴生一样，在固化和稳定化处理过程中，往往也同时发生包容化的作用。
在一般情况下，稳定化过程是选用某种适当的固化剂/稳定剂与污染土壤混合，以降低污染土壤的毒性和减小污染物的迁移率。稳定化的方式是将污染物全部或部分地附着在支持介质、黏结剂上的方法。固化过程是一种利用固化剂/稳定剂改变污染土壤的工程特性的过程。当然，固化过程也可以看作是一种特定的稳定化过程，可以理解为稳定化的一个部分，但从概念上它们又有所区别。无论是稳定化还是固化，其目的都是减小污染土壤的毒性和可迁移性，同时改善被处理土壤的工程特性。
4、适用于国内修复污染土壤的固化剂――HEC固化剂
本文选用HEC高强高耐水土体固结剂作为城市污染地块应用固化/稳定化技术固封受污染土壤的主要固化材料。其理由是HEC固化剂系国家级火炬计划项目、国家级重点新产品。
HEC固化剂系水泥基粉状胶凝材料，固化固封性质好，且易均化。选用具有强固封作用的AD材料作为HEC固化剂的辅助材料。并适量掺添石灰，营造有害重金属的成盐氛围。
HEC固化剂最重要的特征是其生成的固化体具有良好的水稳定性能，土壤固化体的K稳≥0.8，这是国内外其它土壤固化剂望尘莫及的。如果将HEC、AD、石灰的配比根据污染土壤的污染物及其污染程度进行适当的调配，同时固化剂掺量应≥15%（m/m），就可以保证整治修复的效果。
5、结语
由于各种受污染土壤中的污染物的不同、受污染的程度和范围的差异、污染土壤搁置时间长短不一、同时各地的地理环境气候条件千差万别，因此在污染土壤的整治修复时采用的技术方案也应有各自的特点。由此，必须针对具体的整治修复对象及其处置目标，提出可操作的优化技术方案。与此同时，从经济角度上考虑还应该是廉价的，整治修复能达到目标效果。
从技术层面上，固化/稳定化修复污染土壤技术具有简明有效、针对性强、整治修复快速、可操作性强等特点。固化/稳定化修复污染土壤技术的要点在于具有多重整治效果，和可以因地制宜进行施工操作的施工与环境的适宜性。
从地理位置和环境条件要求层面上，固化/稳定化修复污染土壤技术具有十分鲜明的适应性和简约性，方案的操作不受闹市区的制约，也不会对闹市区的正常运转产生不良的影响，摒弃了那些工程与闹市互相阻滞的弊端。
从经济层面上，固化/稳定化修复污染土壤技术具有经济合理性，不采用那些使用高新设备、高消耗能源和高处置费用的整治修复技术，同时能达到既定的处置目标。
从节能环保层面上，固化/稳定化修复污染土壤技术基本无废弃物排放，对地下水资源、地理环境和生态资源也不造成影响。
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篇7
关键词：公路施工；路基加固
中图分类号：U416文献标识码：A
公路主体工程的路基，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受路面传来的荷载，所以它即是线路的主体又是路面的基础。其质量好坏，直接影响公路的使用品质。
一、公路路基缺陷的基本类型
1、路堤的沉陷
路堤的沉陷表现为路基的表面发生竖向的位移，分为堤身下陷和地基下沉导致的路堤下陷。
2、路基边坡的坍方
路基病害的最普遍的路基病害就是路基边坡的坍方和脱落，路基的辩驳坍方可分为剥落、崩坍、碎落、滑坍及塌坍等。剥落的发生部位主要在挖方边坡表面。碎落比剥落的危害程度要更大，它是岩石碎块的一种剥落现象，向下滚落的时候呈块状碎屑顺着坡面向下滚落。当落下的岩石直径大于40CM时，这种碎落现象就称为落石。滑坍的规模和危害程度都比碎落要大，它是路基边坡的土体或者岩石，顺着一定的滑动面整体向下滑动，可能引发严重的堵车。崩坍与滑坍一样危害都非常大，区别就在于崩坍没有固定的滑动面，坡脚线以下地基并没有发生移动，而崩坍的每个部分相对的位置确实完全打乱的。塌坍与崩塌在形态上是相似的，只是变形的速度相对来说较慢，翻滚现象很少出现。
3、路基沿山坡滑动
如果山坡比较陡峭，路基有可能会闲着原地面出面整体或者局部的向下移动。这种情况很少出现，但是绝对不能够忽视，也应当采取相应的加固措施，以确保路基的稳定性。
4、特殊地质水文情况下发生的毁坏
公路如果处在不良的地质和水文地带上，或者遇到了严重的自然灾害，都能引起路基结构的严重破坏。
二、公路路基缺陷发生的主要原因
1、地质地形的缺陷
公路的承载力会因为公路工程所处地段的地面比较软弱加上地质条件也不好，会达不到相应的公路建设要求。尤其在泥沼、劣质土、流沙等这些地面软弱的地段，在填筑之前如果没有进行严密的压实，同时也没有进行换土的话，势必地基的处理就不够到位，由此公路建设的要求也就和地基的实际压实度不相符合。地基的实际压实度不够的情况下，地面的土壤在受到应力的情况下就会发生移位或者下沉，继而形成路基的沉陷。
2、公路路基填料
如果公路建设所处地段的土壤是腐殖土、泥沼土等劣质土，或者有大量的冻土、大块土等混合土壤，那这些路段就需要进行补充路基填料。这些补充填石材料如果性质不相同、规格不均匀、大小不相等，那么在填充时就会出现堆积混乱的现象，一旦混乱推挤那么填料之间的空隙就会相应的增大，导致相应的倾向约束性能就较差。一旦路面存在负荷，存在空隙的填料就会产生移动的趋势，结构也就遭到一定程度的破坏，公路路基强度也就大幅减弱最终就会导致相应公路路基的沉陷。
3、环境和气候
公路所在地域的环境和气候也会对路基的沉陷产生一定的影响，包括降雨量大小、积雪冰冻、干旱洪水等自然灾害。有些公路所处的地段排水性能较差，导致了大量积水的不断往路基下渗，这就使得路面下方的毛细水位上升。当环境的温差非常大时，势必会对土壤结构造成破坏，降低土壤的强度，引起公路路堤不同程度得下沉，继而导致公路路基的沉陷。
4、水文条件
一般在公路路基设计时都会考虑到防水和排水的问题，但现实中往往路基和边坡的防水和排水效果都不太理想，这主要是由设计理念的差距和节约资金等原因造成的。当公路投入使用后，毛细水不断上升集聚、雨水下渗等原因导致边坡内部填料的强度降低，填方路基整体承载能力降低就会导致路基边坡失稳。
5、公路施工不当导致的缺陷
公路路基需要恰当的压实机械进行压实操作，并且要严格按照操作程序和要求进行压实机械的操作。为了保证路基的稳定性，公路路基的压实度必须符合并且应该满足公路建设中对路基的压实度要求。但是在实际的施工操作中，存在一定的认识程度不够，对路基的压实度缺乏足够的重视，从而没有按照相应的规范进行操作，导致公路路基的沉陷。
三、公路路基沉陷的加固技术分析
1、高填路堤下沉加固技术
1.1换填土复填法
由于填料不符合规范而导致的路基下沉，其下沉面积较小且深度较浅时，采用换填土复填法比较合适。这种方法的具体操作中就是挖出原来路基中存在病害的部分，将浮土完全清除，再整平碾压达到压实度要求后，用符合规范的填料进行回填操作。填料通常采用级配较好的砂砾土，塑性指数满足规范要求的亚粘土最合适。进行回填操作时时，必须扩大挖补面积，且逐层挖成台阶状，逐层由上往下进行填筑，同时要进行碾压密实，压实度要求比原路基压实高1%-2%比较适宜。这种方法只要掌握好路基的填筑方法即可，没有复杂的技术要求。这种方法的优点是成本较低，并且操作起来也方便快捷。
1.2固化剂法
现实中出现高填路下沉的状况，有时会更换路基填料会受到一定限制，并且填筑料的数量也较小时，此时就不宜采用换填土复填法，而应该采用在原填料中掺入固化剂的方法。这中方法通过实践证明实施效果比较好，在很多公路上已经成功应用。固化剂是一种特殊的建筑材料，固化剂的物理性质和化学成分不同，类别、固化方法和特点也就不尽相同。按照形态将路用材料固化剂进行分类可以分为固态和液态两种；按照化学成分的构成不同，路用材料固化剂可分为主固化剂和助固化剂两种。其中固体粉状固化剂中主固化剂主要是石灰、水泥、石膏，助固化剂主要为高聚物，包括聚丙烯酞氨、聚丙烯酸或具有活性基的有机化合物；液态固化剂中主固化剂主要是水玻璃，助固化剂主要各种无机盐、碳酸钙、如碳酸镁等。固体固化剂主要用于表层和浅层的固化，一般与土混合加压；液态固化剂主要用于深土层的固结，操作中工艺特殊，将浆液注入土中使土固结。
1.3粉喷桩法
对于10m以内路基下沉病害采用粉喷桩加固技术是一种比较合适的处理方法。粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌，固化剂和软土之间新发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度与刚度较大的桩体，继而改善桩体周围的土壤性质，通过粉喷桩法，桩间土体和桩提就构成了复合地基，这样它们就能共同承担外荷载，减少公路路基的负荷承载。使用粉喷桩法加固路基，必须对路基病害情况进行充分的调查研究，对粉喷桩施工的设计必须要认真谨慎，设计中考虑的参数包括桩径、桩身强度、桩距、固化剂掺入量等等，施工过程中也要严格掌握固化剂掺入量、粉喷桩龄期、土样含水量、混合料搅拌的均匀性。在实际的施工中必须要注意几个非常重要的环节：第一，施工中必须严格按粉喷桩施工规范，严格掌握钻机的就位、钻进、停钻、提升、停喷、重复的工艺流程。第二。严格控制粉喷桩的质量。粉喷桩处理软基属隐蔽工程，通常是昼夜连续施工，必须严格控制粉喷桩的质量，内容包括桩距、桩位检查，逐桩控制喷粉量、桩长等。
1.4注浆法
灌浆法适用于路基下沉的面积很大，深度很深的路基。灌浆的形式包括劈裂注浆、渗透注浆、喷射注浆、压密注浆等四种形式。高填路堤是山区高速公路以高填路居多，路基的填料一般都是路基附近的挖方段，主要是碎石土。高填路堤由于受多种客观因素的限制，经常路基边缘的压实度达不到设计的标准要求，投入使用后就会路基的稳定性就会收到影响，就会对行车安全造成不良影响。用灌浆法施工时，给水泥浆液一定的压力，将其填充在路基孔隙中，继而形成新的结石体。这样就能够增加路基强度，对于提高路基稳定性发挥良好的作用。灌浆的压力直接决定了浆液的扩散能力，因此针对路基的填充原料和形态的不同，采用的灌浆压力也就不相同。灌浆压力由以下几个因素决定，包括路基的强度、密实度、初始压力、灌浆的位置、钻孔深度、及操作规程等。由于决定灌浆压力的这些因素要准确的预知存在很大的难度，要通过现场的勘查试验才能最终确定。
2、路基边坡加固技术
2.1注浆加固
当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时，可采用压力注浆这一手段，对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透，将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性好的结构整体；通过砂浆柱对破碎边坡岩土起的螺栓连接作用能提高坡体整体性及稳定性。注浆加固可对边坡起到深层加固的作用。
2.2锚杆加固
当边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可打入一定数量的锚杆，对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。锚杆加固为一种中浅层加固手段。
2.3土钉加固
对于软质岩石边坡或土质边坡，可向坡体内打入足够数量的土钉，对边坡起到加固作用。土钉加固边坡的机理类似于群锚的作用。土钉加固是一种浅层边坡加固技术，它的特点是：“短”而“密”。土钉加固与锚杆加固在施工工艺上是非常相似的，只是在具体的计算理论上存在一定的差异。
2.4预应力锚索加固
当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时，预应力锚索不失为一种较好的深层加固手段。预应力锚杆用来加固边坡工程其加固原理就是给是边坡体设定一个假想滑动面，滑动面以上的锚杆部分与孔壁之间无粘结力为自由段，滑动面下面的锚索体与孔壁粘结在一起称为锚固段。通过锚杆锚固段和端头锚固结构提供的抗拔力及锚杆的抗剪能力，达到稳定边坡的效果。
篇8
关键字：大目湾新城；考察；海土固化；分析
中图分类号：TL941文献标识码： A
一、大目湾新城工程概况
大目湾新城规划范围北起松兰山风景区、南接滨海工业园区、东临大目洋、西至老海堤，由人工围海而成，规划总用地面积约15平方公里。城市规划建筑面积700万平方米，道路总面积远景规划约351万平方米，其中小区道路179万平方米。所需石渣总量约为1200万立方米，路面基层材料约110万立方米，开挖地下空间及河道土方约740万立方米。
二、考察报告
（一）考察目的
象山县大目湾新城作为全国首个低碳生态小城镇，对于低碳、环保的新型技术材料应给予积极推广。
海土固化工艺作为一种新型的施工工艺及施工材料，存在诸多优势：1、提高基层整体性和道路使用寿命；2、缩短施工周期，减少造价及维护成本；3、低碳、环保，就地取材，减少石渣、碎石的开采；4、提高社会效益，解决地下室土方倾倒问题。
尤其大目湾区域地表广泛分布着深厚的淤泥、淤泥质土，以及城区倾倒的耕植土，因不能用于工程而需大量的搬运。而海土固化正是可以消化大目湾区域内的大量工程土，这种施工工艺也更符合大目湾新城低碳、环保的总体目标。为了推广该新工艺，2012年8月份，在大目湾新城区域内做了路基和场平的海土固化工程试验段，从目前看是初步可行的。为了提高科学决策，管委会决定对采用该技术的道路和正在施工的工程进行实地考察，以便为大目湾区域的道路工程采用海土固化技术施工的可能性、合理性论证提供依据。
（二）考察项目
1、9月16日下午考察了南京市的恒泰路、石杨路和珠江路，恒泰路和石杨路于2012年5月施工完成，珠江路于2009年11月完成。
2、9月17日下午察看了郑州郑石高速和河南郑民高速，然后与郑州市土壤固化专家进行了座谈，听取了几位专家对土壤固化剂的应用情况介绍。
3、9月18日下午在洛阳考察了正在施工的鹤壁维三路、维一路，察看了现场的施工机械和施工工艺。晚上和施工单位一起讨论了针对大目湾现状的情况，提出了适合在大目湾区域的施工工艺，对于原来的施工工艺进行调整，提出了大目湾的施工工艺应采用厂拌法，平整度的控制应采用平地机刮平等注意事项。
（三）考察总结
通过对各个项目的考察，认真听取了相关施工设计人员以及专家的介绍，考察组经过集中讨论、总结，对大目湾新城路基工程的水泥稳定碎石基层采用海土固化工艺形成以下认识：
1、海土固化工艺符合国家的节能减排政策，更能符合大目湾新城低碳、环保的总体目标，可以在大目湾新城推广使用。
2、海土固化工艺在技术是可行的，管委会应该先做试验路段，拿出适合大目湾区域的海土固化施工工艺、方法及相关的试验数据。
三、大目湾新乐北路海土固化总结
（一）大目湾海涂淤泥土壤特性分析
海土现状
1、土壤的化学成分及微观特性：大目湾海涂淤泥，是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经物理、化学和生物化学作用形成的，未固结的软弱细粒或极细粒土。属现代新近沉积物。结构为蜂窝状、疏松多孔，定向排列明显、层理较发育，具薄层状构造。金属离子尤其是活跃的钠离子导致海土“遇水泞散，失水干散”的物理化学特性，只有对大目湾海土进行改良才能达到水稳定效果。
2、大目湾海涂淤泥物理工程特性： 大目湾海涂淤泥物理力学性质的最大特点是含水量高、孔隙比大、渗透性差、强度低、变形大、固结时间长、压缩性高,并有触变性、流变性和很强的不均匀性。
3、经过试验，土的强度为0.01―0.02MPa，渗透系数为10.6―10.8cm/s。
（二）新乐北路概况
新乐北路西起规划5路，东至天安路，道路全长约508m。 路段宽12m，路面宽11m，两侧设0.5m土路肩。2×15cm厚水泥含量5%稳定碎石基层，上基层压实度97%，7天无侧限抗压强度3.0MPa,底基层压实度95%，7天无侧限抗压强度2.5MPa，设计弯沉值1.09mm。面层为4cm+8cm厚沥青砼，设计弯沉值0.68mm。现把道路划分为三个部分交由江苏路业、北京奥固、北京中联三家固化剂企业做道路试验段，平均每家试验2500平方米左右。
（三）施工工艺
江苏路业采用：取土―石灰闷料 ―加水泥、固化剂拌料―摊铺机摊铺混合料―压实整平―覆盖洒水养护。
北京奥固采用：取土―晾干―加固化剂、水泥等辅料拌料―摊铺机摊铺混合料―压实平整―洒水养护。
北京中联采用：取土―石灰闷料―・加水泥、固化剂拌料―挖掘机摊铺混合料―压实平整―喷洒一遍固化剂稀释液养护。
（四）试验结果及分析
检测项目包括最大干密度和最佳含水量、压实度、弯沉值和无侧限抗压强度。所有检测均交由象山县交通工程咨询监理有限公司中心实验室负责，检测结果见下表：
主要检测数据指标汇总表
对比大目湾海涂淤泥土经改良前后的性质及试验路检测结果，我们可以得知固化剂在处理海涂淤泥土方面，有以下作用与意义：
1、减少淤泥土含水量：减少含水量，提高土的压实度，进而提高基层土的抗压强度。
2、改变淤泥土的强度：天然状态下淤泥土的强度为0.01―0.02Mpa，而经固化剂及辅料改良后，土壤的浸水7天无侧限抗压强度可达1.1―4.6Mpa，提高数十倍。
3、降低了基层土的渗透系数，从而提高基层的水稳性：新型的高分子聚合物微粒的应用，使得混合料共聚物分子在土壤颗粒之间形成黏结，成为持久并防水的柔性固体网状结构，极大的提高土壤的抗水性能，使土壤不再遇水湿涨与塑化，因而也就不会受到日积月累水浸的损害，可保持路基良好稳定的承载能力和道路的质量寿命。
4、环保效益良好：海土固化的使用，有利于保护环境，减少炸山碎石、长途运距及运费，起到良好的环保作用，符合大目湾“低碳”的理念。
（五）存在的问题、原因及相应的措施
1、施工前期土壤处理存在的问题。在淤泥快速晾干、土壤颗粒有大块到粉化的过程中，土壤颗粒不够粉化，存在较多直径大于2cm的土块，且前期淤泥的快速干化较慢。
原因是：海土含水量过大。
2、基层出现缝隙。原因是：北京奥固加的水泥量偏多，北京中联洒水养护不够。
3、混合料拌合不够均匀。原因是：用挖掘机拌和的工艺达不到均匀性的要求。
搅拌现场情况
4、北京中联的平整度与路拱度达不到设计要求。原因是：北京中联没有采用摊铺机摊铺。
5、混合料强度差别较大。原因是：提高混合料强度主要材料是水泥等辅料，而非固化剂。
6、弯沉值远远好于设计。原因是：固化剂对混合料的整体性贡献较大。
四、结论
1、根据考察的结果，土壤固化技术已经在广泛应用，并取得一定的成效。在使用的土壤基本上是强度相对较高、含水量较低的黄土，而大目湾新城的含水量高、孔隙比大、渗透性差、强度低、变形大的土壤固化在全国是首例。
2、根据新乐北路试验结果分析，大目湾新城的土壤固化后可以作为道路的基层使用。但以下几方面需要进一步改进：
⑴、改变混合料的均匀性。必需使用厂拌的施工工艺，各种辅料的添加采用电子计量；
⑵、平整度、路拱度等若要达到规范要求，必需使用摊铺机摊铺的施工工艺；
⑶、减少基层表面裂缝，必需使用覆盖洒水养护。
⑷、基层的设计强度可以适当降低。
⑸、海土固化基层大大提高了弯沉值，建议根据理论计算，适当减少沥青层厚度，从而节约工程造价。
篇9
关键词： 钻井废弃泥浆；固化；粉煤灰；水泥
Abstract: the waste drilling mud is oil and natural gas exploration and mining process will inevitably the pollutants. Waste drilling mud has CODCr, heavy metal ion content high, the pH value high, chroma with a certain quantity of oil and high complexity and variety, the characteristics of strong polluting, processing is difficult. With oil and gas field environment protection increasing, abandoned mud harmless handling more and more important. In this article, the curing treatment method, the application of cement, fly ash, quick lime, clay, the preparation of the waste mud compound curing agent on the curing process, the systematic study of the various factors on the curing effect.
Keywords: waste drilling mud; Curing; Fly ash; cement
中图分类号： TE242文献标识码：A 文章编号：
在石油与天然气的开采、钻探以及修井过程中，将产生大量的钻井废弃泥浆。在钻井作业中，钻井液是钻井的血液，是保证钻井正常运行不可缺少的物质，它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、钻具及传递动力等作用。在钻井作业完成后，存留在作业现场的废弃物大多数是废弃的钻井液，由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废弃泥浆储存坑内，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废弃泥浆。
固化处理是目前使用较广的方法，也被认为是一种比较可靠的治理钻井废弃泥浆污染的方法，对于治理 CODCr、pH值和色度高的废弃泥浆尤为显著。固化剂主要有粉煤灰、水泥、生石灰及粘土等无机材料，其原理是水泥与粉煤灰混合物形成的复合胶凝材料在激发剂的作用下发生水化硬化反应时将废弃泥浆中的水份吸收，而不溶物质则被胶凝形成具有一定强度的固结体。本文以粉煤灰和水泥等作为复合胶凝材料的基本原料，对钻井废弃泥浆的固化处理进行了研究，实验以固结物的含水率为主要控制指标，研究分析了粉煤灰、水泥、粘土和生石灰在复合固化剂中的配比及各因素对固化效果的影响
1固化处理方法介绍
近年来，国内外对废弃泥浆主要治理方法有：坑内填埋、注入安全地层、土地耕作、坑内密封、固液分离、固化、回收利用和生物降解等处理方法。
固化处理法是向钻井废弃泥浆中加入固化剂，使其转化为土壤或胶结强度较大的固结体，就地填埋或作为建筑材料等。该方法能够消除钻井废弃泥浆中的金属离子和有机物质对水体、土壤和生态环境的影响和危害，回填还耕也比较容易，它是取代简单回填法的一种更易为人们所接受的方法。对于含水量高的钻井废弃泥浆，可以结合固液分离技术，以取得最佳的处理效果。适用的钻井泥浆体系主要有膨润土型、部分水解聚丙烯酰胺、木质素磺酸铬、油基钻井废弃泥浆等等。钻井废弃泥浆固化后所得固结物有以下几种处理方法：① 直接填埋覆土耕种[1]；② 用于井场简易路的铺建[2]；③ 固化制砖；④ 固化成条石后用于建筑材料。
2实验方法
2.1色度的测定
色度采用稀释倍数法 （GB11903-89）进行。将水样稀释成不同倍数，分别置于50mL比色管中，管底部衬一白瓷板，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水相比较，直至刚好看不出颜色，记录此时的稀释倍数，即为水样的色度值。
2.2CODCr值的测定
CODCr值的测定采用重铬酸钾法 （GB11914-89）。
（1）用移液管吸取水样20.00mL于500mL 的磨口锥形瓶中（若水样中的氯离子浓度超过30mg/L,加入0.4g硫酸汞），使溶解后，加10.00mL重铬酸钾标准液，玻璃珠数粒，慢慢加入含有硫酸银的浓硫酸30mL，边加边摇，接上冷凝管，加热回流2小时。
（2）稍冷、用蒸馏水冲洗冷凝管等器壁后，再用蒸馏水稀释到150mL左右。
（3）加试亚铁灵指示剂2～3滴，以标准硫酸亚铁铵标准液滴定到溶液由黄色-绿色-红褐色为终点，记录所消耗硫酸亚铁铵的用量V1（mL）。
（4）同时做空白试验，吸取20.00mL蒸馏水代替水样，其它步骤与测水样相同，记录硫酸亚铁铵的用量V0（mL）。
（5）计算：
CODCr = mg/L（2-1）
式中：C――硫酸亚铁铵标准液浓度（mol/L）；
V0――空白消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积（mL）；
V1――水样消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积（mL）；
V2――水样的体积（mL）。
注：①硫酸亚铁铵标准液的配制：称取3.95g硫酸亚铁铵溶于含有20mL浓硫酸而冷却的蒸馏水中，移入1000mL容量瓶，加蒸馏水稀释至标线，摇均。使用前，用重铬酸钾标准液标定。
②标定方法：准确吸取10.00mL重铬酸钾标准液于500mL锥形瓶中，加蒸馏水稀释至110ml左右，缓慢加入30mL浓硫酸，混均。冷却后，滴2～3滴亚铁灵指示剂（约0.15mL），用硫酸亚铁铵溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至刚出现红褐色不褪即为终点。记录硫酸亚铁铵所消耗的体积V（mL）。
C[(NH4)2 Fe(SO4)2] = mol/L （2-2）
式中：C――硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/L）;
V――硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量（mL）。
2.3pH 值的测定
pH值的测定应用酸度计法（GB/T 6920-1986）进行。
2.4固化实验方法
（1）取3个100ml的烧杯，分别称取50g的泥浆。
（2）称取水泥5g、10g及15g分别加入烧杯，搅拌混合均匀，并放入干燥箱中进行干燥。
（3）干燥时间8小时左右，温度100℃。
（4）称重，计算含水率。
（5）重复步骤1～4 ，其中生石灰、粉煤灰及粘土加量见表2-1。
表2-1各固化剂加量
2.5浸出毒性实验方法
称取干基试样10.0g,置于250mL的锥形瓶中，加入100mL的浸取剂（蒸馏水），盖封后垂直固定于往复式水平振荡机上，调节频率为110±10次/min，在室温下振荡浸取8h，静置16h后取下，于预先装置好滤纸的过滤装置上过滤，收集全部滤出液，即为浸出液。然后分别对浸出液的CODCr、pH值和色度进行测定（方法见2.1～2.3），浸出液中重金属离子送检。
3实验结果与讨论
3.1钻井废弃泥浆的性质分析
对采集于延长油田股份有限公司吴起采油厂钻探现场钻井废弃泥浆样的性质进行分析见表3-1。
表3-1钻井废弃泥浆的性质
对照《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）（表1-1），从表3-1中可以看出该泥浆样的CODCr、pH值都远远超标。
3.2不同固化剂对含水率的影响
水泥、生石灰、粉煤灰及粘土四种固化剂分别对钻井废弃泥浆的含水率的影响见表3-2、3-3、3-4及3-5。
从表3-2～3-5中可以看出，随着水泥、生石灰、粉煤灰及粘土四种固化剂加量的增加，混合体系中的含水率逐渐下降，且当水泥、生石灰、粉煤灰及粘土加量分别为15%、1.5%、15%及9%时，混合体系中的含水率由原来的76.4%逐渐下降到61.9%、72.4%、68.1%和70.1%。这是由于混合体系中固含量增加所致。
3.3正交实验
3.3.1正交实验的设计
由于有4个因素，每个因素取3个水平，按照L9（34）设计正交试验。各因素及水平见表3-6。
通过对正交实验的分析，得出粉煤灰对含水率降低的贡献最大，而生石灰对含水率降低的贡献较小，因此粉煤灰是影响混合物含水率的重要因素，而水泥为影响混合物含水率的次要因素。同时根据正交实验得出的最佳配方为：水泥、生石灰、粉煤灰和粘土的加量分别为15%、1.5%、15%和9%。
3.4单因素实验
3.4.1水泥加量对固化后含水率的影响
当生石灰、粉煤灰和粘土分别为1.5%、15%和9%时，水泥加量对固化后含水率的影响，实验结果见表3-8。
由上述实验结果可知随着水泥加量的增加，含水率逐渐降低，并且在水泥加量到7.5%后含水率降到60%。
3.4.2生石灰加量对固化后含水率的影响
当水泥、粉煤灰和粘土的加量分别为10%、15%和9%时,生石灰加量对固化后含水率的影响，实验结果见表3-9。
由上述实验结果可知随着生石灰加量的增加含水率逐渐降低，由加量为0.5%时含水率为59.33%降低到加量为1.5%时的57.61%，从降低幅度来看，其降低幅度不大。
3.4.3粉煤灰加量对固化后含水率的影响
当水泥、生石灰和粘土的加量分别为10%、1.5%和9%。粉煤灰加量对固化后含水率的影响，实验结果见表3-10。
由上述实验结果可知随着粉煤灰加量的增加含水率逐渐降低，并且在粉煤灰加量到7.5%后含水率降到60%。
3.4.4粘土加量对固化后含水率的影响
当水泥、生石灰和粉煤灰的加量分别为10%、1.5%和15%时，粘土加量对固化后含水率的影响，实验结果见表3-11。
由上述实验结果可知随着粘土加量的增加含水率逐渐降低，由加量为5%时体系含水率为58.7%降低到加量为9%时的56.7%。试验结果还表明，粘土加量对混合体系含水率的降低幅度影响不大。
3.5复合固化剂加量对含水率的影响
按照正交实验结果得出的最佳配方配制废弃泥浆固化剂。称取不同量的复合固化剂，加入泥浆中观察复合固化剂对含水率的变化，实验结果见表3-12。
表3-12固化剂加量对含水率的影响
通过上述实验可知含水率60%左右时对应的固化剂加量为26%，所以较佳加量的加量范围是23～30%，并对表中的6号固结物做浸出毒性实验。
3.6浸出毒性实验
将表3-12中6号固结物碾成粉末状，对其做浸出毒性实验。表3-13为废弃泥浆和6号固结物的浸出毒性实验结果对照表。
综合表3-13和3-14，可以看出CODCr和色度都达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996），并且色度低于一级排放标准限值，而pH值虽然有所提高，但并未超过排放标准。其中重金属离子中检测出的离子，如：总铬、六价铬、As及其化合物和Cu及其化合物都低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》（GB5085.3-1996）中的标准值。因此，确定了该复合固化剂在钻井废弃泥浆处理中的可行性。
4结论
本文采用固化法对废弃进行处理，并以固结物的含水率为主要控制指标，研究分析了粉煤灰、水泥、粘土和生石灰在复合固化剂中的配比及各因素对固化效果的影响。得出了以下结论：
（1）本文主要固化原料较佳的用量范围：水泥13～16%、粉煤灰14～16%、生石灰1～2%、粘土8～10%。此固化剂可较好地固结钻井废弃泥浆，固结物含水率可降到60%。
（2）复合固化剂用量范围是23～30%。
（3）固结物浸出液的CODCr、色度和pH值可达国家《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的二级排放标准，其中检测出的重金属离子污染物都低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》（GB5085.3-1996）中的标准值，能有效固结钻井废弃泥浆中的有害物质，确定该复合固化剂在钻井废弃泥浆处理中的可行性。
参 考 文 献
[1] 龙安厚、孙玉学、何庆申．大庆油田废钻井液固化处理研究[J]．钻井液与完井液，2003，20（2）：4-6.
篇10
关键词：路基；不均匀沉降；原因；措施
中图分类号：TU47文献标识码： A
随着公路运输的发展，许多公路有待提高等级。利用现有旧路，对其进行加宽加铺改造，可提高其公路等级，从而改善现有公路路网结构，使其具有更高的技术经济价值。不过在老路基自重荷载作用下，老路基下的地基经过多年的固结变形，在目前路基高度下沉降已基本结束，而新加宽侧地基则不然。这样，不同高度旧路基上填筑不同高度的土层时，将出现新老路基下地基的不均匀沉降。
一、路基不均匀沉降产生的原因
1、工程地质不良，地形复杂多变
道路是一条带状构筑物，占地广，里程长，路线可能通过不同的地质段，当工程地质不良，原地面结构比较脆落，特别是在泥沼地段、流沙、垃圾以及其他劣质土地段，填筑前未经换土或很好压实，填筑完成后原地面土壤易产生压缩下沉或挤压移位。山区地段穿过沟谷时，中间为填方段，两头为挖方地段，填方纵断面为倒三角形，填方底部机械难以到达，碾压不到的位置就难以达到设计及规范要求。
2、、路基填料控制不当
填料往往是路基的挖方，级配有时相差很大，同一填方采用不同的填料填筑，给路基不均匀沉降留下隐患。
3、路基压实度不足
在路基施工中，路堤填筑应分层填筑、压实，每种填筑料松铺厚度应通过实验确定。一般填土路基松铺厚度控制在30厘米内，填石路基松铺厚度控制在50厘米内。但由于施工单位现场管理疏松和监理单位把关不严等原因造成超厚碾压致使压实不足。还有施工条件受限如天气太干燥、构筑物限制、路堤高度等也会造成压实度不足。
4、施工方法不当
（1）高填方基底为按规定挖台阶。在施工过程中, 半填半挖的一侧高填方基底未能按规定的几何尺寸挖出横向台阶, 造成压实机械不能正常进行碾压而出现压实盲区或压实不足。（2） 沟底填前处理不认真。在某些地段由于机械不能及时到达现场, 只有用人工进行沟底填前处理, 而沟底又为松散的沉积物不容易清理完毕, 从而留下质量隐患。
（3）最佳含水量控制不严。用透水性不良的土填筑时, 含水量应控制在最佳含水量的1%~ 2%之内, 夏季施工时, 烈日曝晒和工地现场运水、洒水等困难而造成填料含水量低于最佳含水量, 碾压时出现松散现象; 雨季施工时,填料为最佳含水量, 若在碾压过程中下雨, 雨后翻起晾晒, 难以达到最佳含水量, 造成碾压后有弹簧现象。
（4）其他原因。路基填筑前, 没有确定合理的填筑厚度或一定深度和一定范围内的软弱土
层清除不彻底; 填筑时填料没有按施工技术规范要求进行分层铺筑, 随意加厚铺筑层厚度; 压实机具虽按规定遍数进行压实, 但各层内压实度达不到规定要求; 路基碾压前没有整平, 造成路基压实强度不均匀等均是导致路基下沉的原因。
二、 路基沉降科学处理措施
1、 换填土处理措施
填料阶段倘若不遵循相关要求势必会引发路基下沉现象，形成的下沉面积有限，同时深度较浅。为此可科学采用换填土复填施工处理方式，基于其具有良好的经济性，施工操作快捷便利性，利用该方式将出现病害的原路基部分进行挖除填料处理，并清理干净扰动浮土，经过良好的碾压整平令其符合压实标准要求，并进行良好的回填填料处理。一般应采用较好级配的砂砾土，符合塑性指数标准的亚粘土。在回填土阶段中，要扩大挖补面积，并逐层进行台阶状挖补，应由上至下进行逐层填筑，确保密实碾压，应将具体压实度控制在较原路基高出一到两个百分点。
2、 固化剂处理措施
高填路堤产生下沉现象时，倘若进行路基填料更换受到了条件限制，同时需要填筑料总量有限时，可掺入适当比例固化剂于原填料之中进行路基病害处理。固化剂属于一类特殊材料，其化学成分及物理性质的不同决定了现实特征、类别及具体固化方式。由固化剂具体形态层面可将其分为液态与固态两类，而由化学构成层面则可将其划分为助固化剂与主固化剂。液态固化剂同土进行混合加压，因而主要适用于浅层土与表层土的固化，而使用助固化剂时，借助特殊工艺注入浆液至土中令其产生固结，多适用于固结深层土。基于固化剂的多种类型，在道路工程施工建设中，可良好依据路用土具体种类及固化剂类型成分进行科学选用。
3、 强夯法及粉喷桩处理措施
强夯处理方式主要由高处将重锤自由落下进而对路基形成强大振动及冲击力，实现令填土压缩性降低目标。应用该类强夯处理方式进行路基加固，可有效提升地基土承载力，该类处理方式适用于各类砂性土、碎石土、薪性土与湿陷性黄土地质，对于较难实施加固的大体积碎石土与配料填方土也能良好处理。对于10m之下的内路基沉降病害，我们可科学应用粉喷桩进行加固处理，该类技术主要借助专业性机械喷出粉体固化剂，位于深处地基就地强制与软土搅拌，通过软土与固化剂的化学、物理反应，位于原地基形成较大的刚度与强度桩体，并合理改善桩周具备的土体性质，令桩间土体与桩体构建的复合地基可有效承担大量外荷载作用。应用粉喷桩路基加固处理措施阶段中，应对路基具体病害状况实施仔细认真的研究调查，做好粉喷桩良好施工设计，明确桩距、桩径、掺入固化剂量以及桩身的具体强度。同时施工阶段中对于固化剂的总体掺入量、土样含水量、粉喷机具体龄期、搅拌混合料均匀性银进行严格的要求掌控。
4、灌浆处理科学措施
倘若公路路基不良沉降较深、面积较大，则可科学选用灌浆施工处理方式，填料可位于附近路基挖方段进行取用，以碎石料为主体。基于多重客观因素的综合影响，往往令高填路堤边缘路基压实程度较难符合要求标准，并对路基可靠稳定性造成不良影响，进而波及行车安全。因此可采用灌浆处理方式在适当压力标准令水泥浆也实现固化和扩散，令其充分位于路基孔隙填筑，进而形成全新结石体，进而令渗透性有效降低并合理提升地基强度。基于较多丘陵区域公路工程涵盖的高填方路基主体填料为碎石，因此灌浆施工处理方式可有效解决其不均匀路基沉降问题，对特殊丘陵地形具有较小限制，因此呈现出良好的应用发展前景。
综上所述，减小路基不均匀沉降, 提高道路的质量, 要求我们的有关工程人员应该做到早预见、早防治、早发现问题, 及时采取有效补救措施, 在施工中不断总结经验, 重视现场调查、勘探, 严格按照部颁施工技术规范施工, 加强科学研究和试验工作, 从而把病害减小到最低限度, 确保路基工程有足够的稳定性和耐久性, 能承受车辆的反复荷载作用和抵御各种自然因素, 为社会提供良好的道路服务
参考文献：
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