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
ExperimentalInvestigationofNewSoilStabilizerinImprovingSubgradeatDalianArea
JIANGAn-nanZHANGSi-qiZHAOXiao-weiZHAOHui
Abstract:Daliancitybelongstonorthcoastalareas.Theinfluenceoffreezing-thawingcyclesuponsubgradeperformanceisserious.NowwetakesubgradesoilfromYingchengzisectionofDalianCoastalHighwayasresearchobject.UsingSLB-1triaxialapparatustodocompressiontest,wedoexperimentofmarinecorrosionandfreezing-thawingcyclestosolidifiedsoil(formulaAandformulaB).Andwedrawaconclusionthatsolidifiedsoilhasexcellentperformanceofsalt-resistanceandfreeze-resistance.Wefurtherproofthefeasibilityofnewsoilstabilizerinsubgradetreatmentincostanalysis.
Keywords:subgradesoilsoilstabilizermarinecorrosioncycleoffreezingandthawing
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2:固化土壤强度(最大主应力差258.4kpa)
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
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:
配方A:2700×4%×500(石灰)+2700×0.02%×8000(新型固化剂)=54000+4320=58320
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。
关键词:固化剂;掺入;路基;施工工艺
Abstract:inthispapertheauthorcombinedwithyearsoftheroadandbridgeconstructionexperienceinroadconstruction,theapplicationofsoilstabilizerandconstructionprocessrequirementswerediscussed.
Keywords:curingagent;Incorporating;Subgrade;Constructiontechnology
中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:
1土壤固化剂(Soilstabilizer)是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料。对于需加固的土壤,根据土壤的物理和化学性质,只需掺入一定量的固化剂,经拌匀、压实处理,即可达到需要的性能指标。
1.1土壤固化剂主要特点
土壤固化剂可以适用于不同粒径的土壤,并可根据工程要求随意调整延迟时间。能充分提高土体的抗渗、抗冻、抗裂性能,较好地解决传统固结材料存在的早期强度低、水稳定性差、疲劳强度低、干缩性大、易开裂、延迟时间短等问题。处理后的固化土渗透系数K=5.0×10-7cm/s,路基层原状土K=1.0×10-7cm/s。固化土的抗冻性,当冻融次数为15次时,抗压强度由3.5MPa降至2.89MPa。固化土使用寿命15~2O年,抗冲刷能力不小于0.2MPa。且固化剂工程造价低土壤固化剂市场价格在200一280元/t,土壤固化剂与传统防渗材料相比在施工工艺、工程投资、施工工期等方面均有显著的优点。
1.2工程材料
该工程使用路邦EN-1土壤固化剂,路邦EN-1是一种离子型类固化剂,是一种高浓缩的酸性有机溶液。具有很强的氧化、溶解能力,并含有多种天然分散剂成分的化合物。可将土壤中的矿物质和土壤分子分解,使其重新结晶形成金属盐,产生新的化学键,保持土壤持久稳定。土壤固化剂在浓缩状态下无挥发性,不燃烧,有强烈刺激酸味。液体呈酱棕黑色,稀释后无任何危害,对生态无破坏、对环保无影响。
1.3土壤固化剂作用
土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它的应用范围十分广泛,除了用于加固道路基层、底层和面层以外,还可运用于各种建筑物的地基处理、地质灾害防治、水利水电工程防渗堵漏、油田灌浆、沼气池等领域。现结合某公司承建的高速公路使用土壤固化剂的情况,对土壤固化剂在道路施工中的应用进行探讨。该段软土路基全长305m,多为高山峡谷中的稻田及农用耕地,不适合高速公路路基填筑土质标准,必须全部进行换填施工。按照高速公路软土路基施工标准,在进行换填的同时,掺入石灰粉及土壤固化剂,分层碾压。
2下层固化处理施工工艺
2.1下层固化处理层施工的工艺流程
工艺流程:准备碎石层施工放样备料拌和混合料摊铺整平碾压养生。
2.2准备碎石层及防渗土工膜
(1)对已实施碎石层进行整平,采用12t或以上压路机静压至无轮迹为止,保证应有的路拱。
(2)在碾压过程中,如发生弹簧“现象”,应采用挖开、重新回填或掺石灰或水泥等进行处理。
(3)在碎石层上铺筑防渗土工膜,铺设好后用砂袋压住,进行焊接后铺筑固化土。
2.3施工放样
在碎石层上恢复中线,直线段每15~20m设一桩,并在两侧固化剂处理层边缘设指示桩,在两侧指示桩上明显标记出固化处理层边缘的设计高程。
2.4备料及拌和混合料
(1)将现场所需固化素土进行晾晒。土中树根、草皮和杂物应清除干净,不应将不合格的土采集一起。
(2)根据固化处理层的宽度、厚度及预定的干密度、石灰剂量,计算路段需要的干燥土数量,计算每一立方米固化处理土需要的石灰用量和固化剂用量。
(3)在预定堆料的场地堆放满足要求的现场素土,将晾晒的土和石灰先干拌1~2遍,在堆拌过程中使大粒径土自然滑落,然后用推土机排压、碾碎,如此反复数遍。
(4)干拌数遍后加水拌和含水量宜大于最佳值,使混合料运到现场摊铺后碾压时含水量不小于最佳值,拌和至均匀(应不少于3遍)、灰土最大粒径不超过15mm为止,闷放1~2d。
(5)测定混合料的含水量,按土壤固化剂稀释液中掺水量=(石灰土最佳含水量-石灰土实际含水量)×石灰土总重量计算,再根据固化剂占干土重量比确定加入固化剂浓缩液用固化剂浓缩液重量:固化剂稀释液中掺水量确定固化剂稀释比例。用水罐将固化剂浓缩液按比例稀释,采用压力式洒水车或喷管式洒水车均匀喷洒灰土中,待掺入固化剂40min后继续拌和,应不少于3遍,直到均匀。
(6)如现场土塑性指数较高,较难拌和,应采用两次拌和,第一次加70%~100%预定计量的石灰进行拌和,闷放1~2d;此后补足需要的石灰,再进行二次拌和。
2.5摊铺整平
(1)确定松铺系数
考虑下层固化处理层摊铺在相对松散的碎石层上,因此将拌和好的固化土按松铺34cm进行摊铺,即摊铺厚度为20cm×1.7(松铺系数)=34cm或根据现场高程情况确定。
(2)摊铺整平。
①将拌和好的混合料运到道路中进行摊铺,立即用平地机进行整形。在直线段,平地机由两侧向路中心刮平;在平曲线,平地机由内侧向外侧进行刮平。
②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。
③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。
④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。
⑤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势平整。
⑥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。
2.6碾压
(1)整形后当混合料的含水量为最佳含水量(+1%~+2%)时,应立即用轻型压路机并配合12t压路机全宽内进行碾压,静压两遍后,采用18t以上三轮压路机进行碾压(不挂振),碾压时应由两侧向路中心碾压,需重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接蜂处,一般需碾压6~8遍。压路机的碾压速度,头两遍以1.5~1.7km/h为宜,以后以2.0~2.5km/h为宜。
(2)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。
(3)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,应保证固化处理层表面不受破坏,碾压过程中,固化处理层的表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时补洒少量水,但严禁洒大水碾压。
(4)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,不在进行找补,可留待铺筑上层时处理。
2.7养生
(1)混合料碾压完成后7d的洒水养生,不应过湿或忽干忽湿,每次洒水后,应用两轮压路机将表层压实。
(2)在养生期间未采用覆盖措施的固化处理层,洒水车外,应封闭交通。
(3)如塑性指数过大,为防止出现裂缝,洒水车养生不得间断,尤其在高温天气下。
3上层固化处理层施工工艺
3.1固化剂固化水泥石灰土施工工艺流程
工艺流程:准备下承层施工放样备料拌和混合料摊铺初平掺加水泥、固化剂及拌和碾压拌和。其中:准备下承层、施工放样、备料及拌和混合料、摊铺初平施工工艺要求同下层固化处理层。
3.2掺加水泥、固化剂及拌和
掺加水泥。
①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,计算出每袋水泥的纵横间距,在固化层上安放标记。
②根据纵横间距画出方格,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。
③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,表面应没有空白位置,也没有水分过分集中地点。
(2)将拌和机初拌,使水泥与摊铺的灰土拌和均匀,推土机排压正。
(3)掺加土壤固化剂。
①测定混合料的含水量,将土壤固化剂按最佳含水量-实际含水量=实际掺入量计算需掺入灰土中的水量,用水灌按比例稀释,采用压力式洒水车或喷管式洒水车均匀喷洒在排压后的表面撒有水泥的石灰土层上。
②喷洒土壤固化剂水溶液时,喷洒应均匀,不遗漏,中途不停车,应防止喷洒量过大。
(4)拌和机二次拌和。
①拌和机应紧跟洒水车后进行拌和,根据固化剂固化水泥石灰土层厚度的要求,应确定拌和深度,由两侧拌向中心,并略破坏下层表面,其深度宜为1cm。两层之间不得留有未掺拌的“素土”夹层。
②每次拌和应有重叠和翻透,并不得漏拌,且固化类混合料拌和颜色应一致,半和应不少于三遍或粒径达到要求为止。
(5)整形。
①再用平地机整形一次。应将高出料直接刮出路外,不应形成薄层填补现象。
②整形达到规定的坡度和路拱,并应注意接缝必须顺势平整。
3.3碾压
(1)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。
(2)整形后,当混合料的含水量为最佳含水量(+1%~+2%)时,应立即用轻型压路机并配合12t压路机全宽内进行碾压,静压两遍后,然后采用18t以上三轮压路机进行碾压(挂强振)。压路机的碾压速度,头两遍以1.5~1.7km/h为宜,以后以2.0~2.5km/h为宜。
(3)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,应保证固化剂固化水泥石灰碎石土表面不受破坏。
(4)在碾压结束之前,再终平一次,使其纵向顺适,路拱符合设计要求。
3.4养生
(1)混合料碾压完成后进行7d的洒水养生,不应过湿或忽干忽湿,每次洒水后,应用两轮压路机将表层压实。
(2)在养生期间为了防止出现干缩裂缝,建议采用覆盖现场土或加盖土工膜保水养生措施,避免太阳爆晒,养生期间除洒水车外,应封闭交通。
(3)如塑性指数过大,为防止出现裂缝,洒水养生不得间断,尤其在高温下。
4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5mm,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)在上层固化处理层中摊铺初平时将拌和好的固化土按松铺28~30cm进行摊铺,即摊铺厚度为20cm×1.4(或1.5,松铺系数)。
(3)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。
(4)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。
(5)碾压时下层不能挂振进行碾压,上层可进行强振碾压。
(6)混合料碾压成型后,不应忽干忽湿,养护期不应少于7d,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。土壤固化剂具有使用方便、施工工艺简单的特点,同时可替代大量的石灰、水泥、粉煤灰、碎石等传统筑路材料。国外在高速公路建设中的应用非常普遍,大大节约了材料成本,并且起到了对自然资源的保护作用。而我国在这方面的应用还处于探索阶段,土壤固化剂作为一种新型建筑材料将具有较好的发展前景。
参考文献
关键词:土力学粘土固化剂掺入比无侧限抗压强度应力应变
1.2固化剂种类和应用
1.2.1固化剂种类
首先要了解的是:1、什么是化学加固法?2、什么是固化剂?化学加固法(ChemicalStabilization)是指利用水泥浆液、粘土浆液、或其它化学浆液,通过灌注压入、高压喷射或机械搅拌,使浆液与土颗粒胶结起来,以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。而固化剂(SolidifiedAgent)是指化学加固法中所利用的浆液本身或在浆液中所起作用的外加剂。现在据我了解固化剂可分为两大类:1、固态固化剂;2、液态固化剂。固态如AS系列、DLL型土壤固化剂等,液态如EN-1型土壤固化剂等。
土壤固化剂是一种性能优良的复合材料,由多种无机和有机材料配制而成,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,将松散土体变成致密的胶凝材料,大大改善土体的强度、耐久性等工程性质。由于土壤固化剂具有水泥所不具备的一些特点,美国称之为20世纪的伟大发明之一,日本称之为21世纪的新材料。
但是更为专业的分法,将固化剂分为三类:1、电离子类土壤固化剂。这是一种高浓缩的水溶液,溶解于水后形成一离子交换中介物,洒入土壤中,通过电离子交换,改变水分子和土壤颗粒的电离子特性,破坏土壤毛细管结构。在外力作用下,孔隙间游离水分子被排掉后,土壤由亲水性变为斥水性,土壤颗粒被压实,具有很强的内聚力,达到固化土壤之目的。2、生物酶类固化剂。此类固化剂系为有机物质经发酵而生成的蛋白质多酶基产品,为液体状。按一定比例配制成水溶液洒入泥土中,通过生物酶素的催化作用,经过外力压实,使土壤粒子之间的黏合性得以充分发挥,形成牢固的不渗透结构。3、水化类固化剂。由水泥、生石灰、粉煤灰加入激发剂后经工艺加工而成,固体粉末状。按一定掺量和土壤拌和均匀后,经过碾压,固化剂与土壤中的水分发生水化反应,生成针状结晶物质和各种水化物,与土壤颗粒发生水硬性反应,实现土壤固化之目的。
1.2.2固化剂应用
20世纪60年代以来,固化剂被作为一种新型的工程材料,在国外被广泛加以研究。因用它处理过的土体,具有较高的强度及较小的渗透性,实现了对各种土质的加固。同时也由于它比水泥具有更好的经济效益,所以被广泛应用于实际工程当中。
国外固化剂技术的工程应用已经相当普遍,在日本、美国、加拿大、澳大利亚、南非和欧洲都有很成熟的固化剂研究应用机构和公司。我国八十年代开始引进这项技术,目前已有近50家机构和公司在进行开发应用。尽管土壤固化剂的应用还处于起步阶段,利用固化剂材料的工程建设项目还很少,但已有的工程实践证明,土壤固化剂可大量应用于水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设。其最大特点是可以就地取材进行施工,能节省大量的水泥、砂石料费用。
1.2.2.1固化剂加固地基
固化剂可用于以下地基处理工程中:
(1)软弱地基改良;
(2)临时地基加固改良;
(3)防止打桩机颠覆地基改良;
(4)护墙护坡基础地基改良;
(5)涵洞地基改良;
(6)防止路堤滑动;
(7)建筑物基础地基改良;
(8)连续墙地基改良;
(9)防止冻胀;
(10)挖掘土坡、污泥处理等;
特别近年来,固化剂在土木工程中得到了广泛的应用。其主要在以下几方面:
(1)公路建设
高等级公路路基、乡镇公路、简易公路、施工工地的临时路,加一定比例新型土壤固化剂处理后,可以得到高质量的半刚性路面基层材料,具有稳定性好、强度高、收缩率小的分布荷载能力加大的优点。这可以减少高等级公路沥青面层厚度,即可大大减少沥青面层底面所受的拉应力或拉应变,使沥青面层不易产生弯拉疲劳破坏,又可大幅度减小土基顶面所受的压应力或压应变,有利于整个路面结构工作在弹性阶段,对保持路面的使用性能和延长路面的使用寿命都有重要意义。山于半刚性路面具有很多的优点和明显的技术经济效益,国内外高等级公路越来越多地采用半刚性路面。同时,高等级公路建设过程中,经常遇到软弱地基,对控制沉降有着重大的影响。
(2)铁路建设
铁路路基加一定比例的新型土体固化剂处理后,即可满足工程要求,与不加新型土体固化剂相比,抗压、抗干湿循环、抗冲刷、抗泥化能力提高,缩短工期,降低成本,质量可靠。
(3)建筑软基
用固化剂处理软土地基可代替开挖回填工程,且能达到设计强度。
(4)引排水工程
引水排水工程使用固化剂后,起到防渗作用,且糙率比土渠大大降低,提高输水能力,可增加浇灌能力,提高产量。当地土体掺加一定比例固化剂后还可直接制成U型渠块或板型材,替代混凝土预制板,降低成本,且满足工程要求。
(5)边坡提堰
在河流冲刷严重地区,用固化剂处理岸坡,可有效避免河床淤泥抬高带来的隐患。固化剂固化土体后可达到一定的抗压强度和防渗性能,可用来修筑堤坝或其中的防渗部分。
(6)淤泥处理
围海工程、清理淤泥工程遇到大量的淤泥,若是采用挖除、回填的方法,成本大,用新型土体固化剂处理淤泥,有很大的优势,直接可以拌和压实,不用开挖。
(7)蓄水工程
在干旱、半干旱缺水地区,修建水塘、水池、水窖、旱井等,发展就地集蓄雨水工程,可用土体固化剂过的土体填实或预制成型材衬砌,可替代水泥内衬,降低成本,防渗性能达到要求。
1.3固化剂的基本特点
固化剂的基本特点有四方面:
1、对土壤颗粒粒径有广泛的适用性。在固化剂和土壤颗粒表面活化,在水化反应过程中,固化剂本身比表面积增加几百倍,因此即使是细颗粒的土壤也可得到固化,这克服了水泥的缺点。
2、可调性。对不同的土壤成分及施工要求,所用的固化剂可根据需要进行配制,即不同种类的土壤可以用不同成分的固化剂来加固。另外,由于初凝时间对水泥稳定土混合料的强度有明显的影响,因此固化土的初凝时间可以通过调节固化剂中的调凝成分来进行调整。
3、固结土体的收缩量很小。由于固化剂的的内力抵消了部分收缩力,所以固结土相当收缩量小,充分提高了固结土的抗渗、抗冻、抗裂性能,减少了土体的变形,形成了特有的快干效果、早期强度效果、膨胀压缩效果、长期稳定效果及作业效果。快干效果是由于和土壤颗粒结构成分中水的发热反应使土壤中含水量降低,粘土颗粒凝结团粒化改善了土壤的稠度,也增大了密实效果;早期强度效果是由于发热反应为主的自硬性成分有效地发挥作用,可以确保早期强度,即使在低湿状态下也能发挥较之原有固化剂优良的效果;膨胀压实效果是由于快干、早期强度的效果和膨胀吸水作用、自硬作用同时进行,增大改良土壤密度和满意的压实的效果和活性混合材料的反应充分而耐久,可得到长期稳定性。
4、经济上的优越性。采用土壤固化剂做固化材料,可比传统固化方法降低造价10—20%。
1.4固化剂加固机理及特点
1.4.1固化剂加固机理分析
固化剂改良土体作用有四方面的机理:
1、体经过固化剂处理后,在成型压力作用下颗粒紧密接触,在土壤颗粒附近,固化剂水化生成水化硅酸钙、沸石、方纳石及硅酸等物质,使粘土颗粒表面形成凝结硬化壳。固化剂的激活组分以不同的方式渗入颗粒内部,与粘土矿物发生物理化学作用,形成水铝酸盐、水硅酸盐等胶凝物质,使粘土颗粒表面产生不可逆凝结硬化,固化后的粘土具有水稳定性和强度稳定性。
2、极性水分子和OH离子进入粘土内部空穴,使土体分散,比表面积增加。这些被分散的粘土颗粒表面一般带有负电荷,其动电电位增大,固化剂的某种成分可代换土体中凝聚能力低的离子,降低电位,促使粘土颗粒凝聚,同时电解质浓度增加,胶粒双电层减薄,也有利于颗粒凝聚。
3、疏松土体的联结主要是靠矿物与胶结物界面上的化学力实现的,层状硅酸盐自身建立空间网状结构;固化剂的主要水化产物以及其与粘土矿物反应的生成物,均属上述胶结物之一,能牢固的胶结分散的土壤颗粒,增强和加固这种网状结构,使之成为一个具有较高强度的整体。
4、固化剂对土壤颗粒粒径有广泛的适用范围,在固化剂中的激活成分能使固化剂颗粒和土壤颗粒表面活化,在水化反应过程中,使固化剂本身比表面积增加几百倍,因此固化剂能固化粘土等细颗粒土,与水泥相比具有优势。
1.4.2固化剂加固地基特征
使用固化剂对地基进行加固,有以下特征:
(1)快干效果
由于固化剂的水化以及土颗粒间水发热反应,使土体中的含水量降低,同时粘土颗粒凝结团粒化,改善土体的稠度,也增大了密实效果。
(2)早期强度高
由于以发热反应为主的自硬性成分有效的发挥作用,可确保早期强度,即使在低温状态下也有较好的效果。
(3)膨胀、压实效果
由于快干,早强的效果及膨胀吸水作用、自硬作用同时进行,从而改变了土的密实度。
(4)长期稳定效果
由于早强、快干及膨胀效果和活性材料的反应充分而耐久,可得到长期稳定性。
(5)作业效果
由于快干、膨胀的效果,与原有水泥系列固化剂相比,可以与高粘性土充分搅拌均匀,得到满意的效果,同时可固化工业废弃物,有机质淤泥,防止有害物质析出。
(6)固化剂与水泥、石灰的区别
水泥固化土主要发生砂石的胶结固化,加固软土效果差,对高含水量土体,容易收缩而产生裂缝。用石灰加固软弱土壤,能产生排水效果及一定的改良作用,但土强度提高不大。而性能优良的固化剂能提高土体的强度,达到水泥、石灰不能达到的效果。
(7)低廉的价格及良好的经济效益
由于固化剂的价格极低廉,且运输较为方便,而在施工中,因其早期强度大,可缩短工期,连续施工,基本不需养护,且不污染环境,所以能节约工程费用的10%~30%。
1.4.3固化剂加固地基的特点
对软弱地基添加固化材料并均匀混合搅拌,进行密实处理,可以达到使地基加固的目的,已形成地基化学改良施工法,其特点有:
(1)固化剂适用于各种土质条件的表层、深层土体的改良加固;
(2)固化强度可以调整,以满足不同工程的要求;
(3)早期达到的固化强度效果等具备了以前其他方法所不具备的优点和特征;
(4)在土体固化方面有独特功能和优势,其耐久性与水泥相同;