软土地区固化土筑堤质量检测标准

软土地区固化土就提廣量检测柄准

胡伟，杨冠川，张虎平

(中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120)

摘要：针对固化土技术在围堤建设上应用较少，工程施工质量控制尚缺乏可参考的规 范标准等问题，依托浙江某涂面整理项目开展软土地区的固化土筑堤技术研究，对设计 方案、现场情况进行技术总结，通过对现场固化土检测数据的汇总、整理和分析，形成固 化土的质量控制标准，为软土地区淤泥固化技术的推广提供依据。关键词：固化土；筑堤;质量检验;控制标准

〇引言

固化土是由淤泥质土掺入一定比例的水泥、 外加剂与水搅拌均勻，经物理化学反应后形成 的。固化后土体的强度大幅提高，土质特性明显 改善。[W1目前，常用的水泥搅拌桩、高压旋喷粧和 淤泥原位固化等技术多应用在沿海软土地区的 道路路基、堆场地基、桩机垫层等工程中，而在围 堤建设工程中鲜有实际应用，工程施工的质量控 制尚缺乏可参考的规范和标准3在此，依托浙江 某涂面整理项目开展软土地区的固化土筑堤技术 研究，对设计方案、施工工艺及质量标准等进行技 术总结，形成软土地区固化土应用的关键技术。本 文对现场固化土检测数据进行汇总、整理、分析， 形成固化土的质量控制指标，为软土地区淤泥固 化技术的推广提供依据。1

工程应用方案

发挥挡水挡泥、施工便道和吹填管线布置通道等 作用。

1.2工程应用方案

根据工程地质条件和材料供应条件、使用要 求，隔堤建设以降低成本、就地取材为原则进行固 化土筑堤试验。结合常用的袋装砂筑堤技术、水泥 搅拌桩地基处理技术和碎石搅拌桩技术，提出3 种固化土应用技术方案。

方案1:砂被+排水板地基处理+袋装固化 土堤身。地基采用砂被+排水板地基处理方案;堤 身下部采用防老化编织布固化土通长袋作为基 础，上部采用防老化编织布袋装固化土作为堤身 结构。方案1隔堤堤身断面结构图见图1。

方案2:堤基土固化处理+袋装固化土堤身。 地基采用固化土子堰挡泥和淤泥浅层固化+泥固 化土搅拌桩处理方案;揽拌桩采用双柱搅拌，呈梅 花形布置；堤身下部采用防老化编织布固化土通 长袋作为基础，上部采用防老化编织布袋装固化 土作为堤身结构。方案2隔堤堤身断面结构图见 图2。

方案3:浅层固化+槽钢止滑+加大反压+ 袋装固化土堤身。地基采用宕渣子堰挡泥和浅层 淤泥土固化+断面间隔处理方案，加深搅拌至原 滩面以下;一组连排槽钢止滑;设置宕渣+ 土工格 栅垫层;上部堤身采用袋装固化土结构。方案3隔 堤堤身断面结构图见图3。

.15 •

1.1依托工程概况

工程涂面整理总面积约13.2 km2,为满足工 程分区实施要求，建设隔堤总长约30.5 km。工程 区位于已建海堤内侧，不受波浪和潮流影响，钻孔 揭示30 m深度范围内，地基中、上部为新近堆积 填土和海相沉积的淤泥质软土层，具有弱透水性、 高含水量、高压缩性、低承载力及大变形等特性， 工程条件较差。隔堤按临时构筑物标准建设，主要

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图2方案2隔堤堤身断面结构图（单位

150g/m2涂塑编织布

袋装固化土 1 000200 kN/m 土工格栅

吹填土

宕渣垫层

+5.0

200 g/m2无纺土工布宕渣路面300

+2.0

+0.5宕渣子堰

=FF

匁'

淤泥固化

-3X

淤泥土固化

宏渣子堰法塾层

吹填土固化

mmm,Ai固化土搅拌桩/

n U U

1止滑槽钢 纵向布置

图3方案3隔堤堤身断面结构图（单位:mm>

2现场实施情况

对工程区内Z1隔堤、H2隔堤和H1隔堤的

• 16 •

试验段实施袋装固化土筑堤方案，其结构形式依 次为方案1、方案2和方案3,试验段长度分别为 150 m、150m和450 m，固化土筑堤总长约750 m。

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隔堤在吹填期间整体稳定性良好，在铺设宕渣路 面后能够满足通车条件下的稳定及变形要求，固 化土在隔堤建设中取得较成功的应用。Z1隔堤施 工现场见图4，H2隔堤施工现场见图5，H1隔堤 至搅拌器与液状固化剂充分拌和，充灌施工后 形成的。堤基土原位固化和固化土搅拌桩利用 专门的施工机械在软基上实施机械搅拌，在搅 拌过程中按不同要求掺人相应比例的液状固化 施工现场见图6。

图6 H1隔堤施工现场

3固化土质量检测

袋装固化土是利用滩涂原状淤泥加水破碎 搅拌制成含水率为95%的泥浆，通过管道泵送

剂。经测量，充灌袋体中拌和土的初始含水率

100%~110%，初始孔隙比3.0左右，初始重度 13.9~14.1 kN/m3。

本文通过室内实验和现场试验，探究筑堤期 间袋装固化土各指标随龄期变化的情况，包括物 理指标(如重度、含水率和孔隙比等）和强度指标 (如快剪强度、无侧限抗压强度和十字板剪切强 度、轻型动力触探等）,对原位地基固化土取样室 内实验的结果进行统计汇总，对固化土粧的14 d 和28 d的无侧限抗压强度进行检验。3.1袋装固化土物理指标检测结果

对固化土龄期35 d内的含水率及孔隙比进 行统计汇总。固化土含水率随龄期变化曲线见图 7,固化土孔隙比随龄期变化曲线见图8。可以看 出：在固化土龄期23 d内，其含水率和孔隙比变 化较小，含水率维持在100%,孔隙比在2.9左右， 而固化土在此期间已具备使用强度，说明固化土 的强度增长不同于传统土体固结，其内部的物理 化学反应是主导因素，孔隙水部分变为结合水而 固化在土中。固化土龄期23~35d，含水率和孔隙 比略有下降，含水率80%左右，孔隙比在2.5左 右，说明在此期间土体的孔隙减小，部分孔隙水排 出，土体固结。

固化土重度随龄期变化曲线见图9。结果表 明固化土重度基本维持在13.5 kN/m3,相比于固化

图7固化土含水率随龄期变化曲线

.17 .

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铋梃逛 >C'0

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固化土龄期/d

固化土龄期/d

图8

固化土孔隙比随龄期变化曲线

图10固化土快剪指标随龄期变化曲线

土的初始重度略有减小。固化土的重度变化与含 种检验方式同时反映固化土的强度特性。通过室 水率、孔隙比变化相互印证，揭示固化土强度增长 内检验和现场检验2种方式对比分析可知，固化 的部分机理。相较于传统筑堤材料，袋装固化土成 土强度在前期增长较快:在龄期4 d时，无侧限抗 形后重度更小，有利于减小堤基沉降，但袋体间的 压强度达到23~25 kPa，强度增长速率为6 kPa/d; 抗滑移稳定性会减小,设计时应计算校核。

十字板强度约40 kPa，强度增长速率为10 kPa/d。 16.00r

在龄期4 d后，固化土强度增长放缓，无侧限强度 平均增长速率降为0.6 kPa/d,十字板强度增长速 率降为2.6 kPa/d。从时间上看，在龄期30 d内, G~S固化土的无侧限强度始终是增长的，可以预见固

/N41

2i..o01P

01化土的十字板强度在龄期14 d后还有较大增长 0/空间。重塑土的无侧限强度和十字板强度随龄期 ^>H变化均不大，无侧限强度为4~5 kPa,十字板强度

-:r^1o

1

为8~10kPa;以龄期4d后原状土的平均强度为 ®参考，重塑土的无侧限强度为原状土的14%、十字

45 r40

+原状土 W +重塑土 A

0

5

10

15

20

25

30

35

固化土龄期/d

图9

固化土重度随龄期变化曲线

3.2袋装固化土强度指标检测结果

想

通过现场取样室内试验，统计分析固化土龄 珀^期28 fl内的快剪强度指标。固化土快剪指标随龄 ^軍^

期变化曲线见图10。可以看出:快剪强度指标C、0 5 10 15 20 25 30 35 40

固化土无侧限抗压强度随龄期变化曲线见图 固化土龄期/d

11，固化土十字板强度随龄期变化曲线见图12。2

图11固化土无侧限抗压强度随龄期变化曲线

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70

为18次，之后固化土强度缓慢均匀下降，在龄期 •0-原状土 +

重塑土

122 d时，强度降为峰值的34%。

60

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5

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固化土龄期/d

图12固化土十字板强度随龄期变化曲线

板强度为原状土的18%，表明固化土强度与其物 0 20 40 60 80 100 120 140

固化土龄期/d

化反应形成的微观结构密切相关，当结构被破坏 图13固化土标准贯入击数随龄期变化曲线

时，其强度就会迅速丧失。

固化土的原状十字板强度随龄期的变化趋 3.3原位地基固化土和固化土桩检验结果

势与室内的无侧限抗压强度检测成果基本一致， 对H1隔堤的浅层原位地基固化土取样进行 但十字板强度明显大于无侧限抗压强度，这可能 室内实验，依据《岩土工程勘察规范》（GB 是因为现场取样、运输及室内试验对固化土扰动 50021—2001 )141中岩土参数标准值的计算公式对 较大，破坏固化土微观结构，使固化土强度显著 104组数据进行标准值计算。浅层原位地基固化 降低。

土室内实验结果标准值见表1。经固化处理后土

现场采用动力触探方式。固化土标准贯入击 体的无侧限强度达到19.38 kPa，强度提升较大, 数随龄期变化曲线见图13。从标准贯入击数反映 能够满足后续机械进场施工的要求，同时压缩模 的固化土强度来看，固化土强度在龄期30 d内逐 量达到1.33 MPa,相较于原始地基其刚度有较大 渐增长，在龄期30 d时达到峰值，标准贯人击数

提升，能够满足减少堤基沉降的需求。

表1

浅层原位地基固化土室内实验结果标准值参数名称含水率/重度/ 压缩模量/ 快剪强度指标无侧限抗压强度

%(kN/m3)孔隙比MPa快剪/kPa

快剪/(°)原状土/kPa

重塑土/kPa

标准值

127.3

13.5

3.641

1.33

9

5.3

19.38

4.33

H2隔堤固化土桩14 d和28 d无侧限抗压强 准提出4点建议：

度检测结果见图14,可以看出：固化土桩的强度 (1)

固化土的强度增长主要通过土体颗粒与

随深度变化较小，14 d的无侧限抗压强度平均值 固化剂的物理化学反应，在此期间固化土的含水 为0.82 MPa，28 d的无侧限抗压强度平均值为 率、孔隙比和重度基本不变，土体固结引起的强度 1.68 MPa〇增长只占一小部分。为保证泥浆在拌和、充灌过程 4

结语

中具备充分的流动性，同时控制含水率以保证固 化土成型质量，推荐制备泥浆含水率为95%，袋装 固化土筑堤在涂面整理工程的成功应用为类 固化土重度不低于13.5 kN/m3。

似工程提供经验和参考。本文依托该工程，通过对 (2) 从现场十字板、无侧限抗压实验和轻型

固化土的室内和现场试验分析，对其质量控制标

(下转第27页）

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沟通。此外，全程语音播报的隐患档案，在解决基 层员工的文化障碍同时，进一步明确港区的安全 参考文献

管理重点部位和环节。[1] 覃毅三变”安全培训提升员工安全素质Q].现

4

结语

代职业安全,2019(9):62.

[2] 施华，唐承畅.把握特点规律防范安全事故[J].

营口港安全隐患排查模拟平台充分利用信息 科技信息，2013(19):507.

(上接第19页）

无侧限抗压强度/MPa

标控制，无侧限抗压强度标准值不小于40 kPa， 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

轻型动力触探不小于9击。

(3)

固化土的强度依赖于其微观结构的完整

性。当结构被破坏后，其强度只有其原始强度的 14%~18%，现场取样的室内实验对土体的扰动会 使强度检验结果偏小，袋装固化土推荐使用对土 体结构扰动小的检验方式，现场检验推荐轻型动 力触探方式，室内检验推荐无侧限抗压强度，而取 样方式推荐充灌时现场取样、室内养护，避免固化 土成型后取样扰动。日/4

為

(4) 堤基的原位地基固化土处理后，其检验结 果能够满足后续机械施工的强度要求和地基沉降 的刚度要求，适用性得到检验。固化土桩的14 d和 28 d强度检测结果为0.82 MPa和1.68 MPa。对固 化土桩强度建议以28 d龄期无侧限抗压强度标准 值不低于1 MPa为控制指标。

参考文献

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工程建设中的初步应用研究[J].浙江水利科技， 动力触探检测结果看：固化土强度在龄期4 d内, 2012(1):22-23,

强度增长迅速，无侧限强度达到23~25 kPa，十字 [3] 沈烨.软土地基处理方法综述[J].山西建筑,

板强度约40 IcPa;随后强度增长放缓，无侧限强 2011,37(13):64-65,度增长速率为0.6 kPaM，十字板强度增长速率为 [4]

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2.6 kPa/d，在龄期30 d左右达到峰值，之后强度 GB 50〇21— 2〇01[S].北京:中国建筑工业出版社，

缓慢下降。袋装固化土的强度建议以龄期28 d指

2002:104-123.

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