HAS土壤固化剂在浅层软基处理中的应用研究

叶朝栋

摘 要：HAS土壤固化剂是以工业废渣为主要原材料生产的一种新型水硬性硅铝基胶凝材料，该产品能有效固结土壤、粉煤灰、尾矿等细粒料，具有早期强度高、后期强度稳定持久及良好的耐水性等特点。与传统的换填方式相比，HAS固化剂处理浅层软基具有经济效益高、技术指标优及生态环保等优点，本文结合工程实例，简要介绍HAS固化剂在浅层软基处理中的具体应用。

关键词：HAS固化剂;浅层软基;技术指标;生态环保

0 引言

随着道路建设的不断发展，路基处理方式越来越丰富，传统的浅层软基处理主要有清淤换填法、抛石挤淤法、土工聚合物法、石灰桩法等。清淤换填需要外来土置换软弱土，浪费土地资源，影响生态环境;抛石挤淤地基沉降不均匀，工程质量不易控制;土工聚合物法提高地基承载力特征值不显著。

HAS土壤固化剂是一种灰渣胶凝材料，它由矿渣及矿渣组合物为主体原料 （80%以上），配以适量的活化剂混合粉磨制成一种新型水硬性胶凝材料。 HAS固结体早期强度高，后期强度稳定持久，固化土体耐水性和耐久性好，软化系数大于0.9， 抗硫酸盐介质侵蚀系数大于1.0，HAS固化剂本身有微膨胀性，克服了水泥干缩大、易开裂等问题[1]。与传统的浅层软件处理方式相比，HAS固化剂处理浅层软基具有经济效益高、技术指标优及生态环保等优点。

1 HAS固化剂的作用原理

固化剂本自身的一部分组成材料遇水后发生水化反应， 能够生产氯酸钙、硅酸钙等胶凝物质， 这些胶凝物质在黏土颗粒表面形成硬化壳 还有部分成分可以与黏土物质发生化学反应形成胶凝物质，使黏土表面硬化，可以提高软土地基水稳性， 增强土壤强度高，同时土壤固化剂中还含有激发剂，它可以有效地使矿渣、粉煤灰中的玻璃体结构遭到破坏， 产生很多缺陷，造成玻璃体中的四氧化硅阴离子解聚， 进而与软土中活性成分发生水化反应，有助于软弱土的硬化。固化剂与土壤混合后， 将会在反应中夺取多余的水分，生产钙矾石针状结晶体， 把土壤中大量的自由水转化为结晶水的形式， 这种水化反应形成的结晶体使得材料体积增加， 能够有效填充土团颗粒间的孔隙， 从而提高了土壤密实度， 能够明显提高抗压、抗渗、抗硫酸盐侵蚀等性能。

2 HAS固化剂的技术性能特点

2.1 固结对象广泛

HAS土壤固化剂固结基土对象广泛，可固结有机质含量不超过10%、含石料粒径不大于40 mm的杂填土、素填土及淤泥质粘土等软弱土。

2.2 高强耐水性

HAS土壤固化剂耐水性强，固结一次性到位，遇水不会出现“二次泥化”现象。

2.3 生态环保

HAS土壤固化剂浅层软基处理主要利用现场原状土，较少采用外部购土，对环境影响小，同时现状软弱土不需外运堆弃，不会造成弃土污染。另一方面，通过固化剂固化改良后，可有效降低土体中有毒有害及重金属物质的溢出，避免软弱土对环境的二次污染。

3 HAS固化剂的施工工艺流程

路基固化技术的基本原理是化学固化技术，即是向路床填料中添加固化材料，通过固化材料与土壤中的组分发生物理化学反应，生成的水化产物具有良好的结构强度和水稳性能。路基固化处理技术，前期主要工作包括现场的勘察和取样分析，确定现场施工条件和填料性质。施工时具体固化剂掺量根据各个料场的土源、土料性质，通过配合比试验结果确定，同时施工时保障固化材料的布料均匀。

4 HAS固化剂在浅层软基处理的具体应用（以武汉某道路为例）

4.1 工程地质概况

武汉某道路具体软弱土情况如下：道路沿线局部分布有0.3 m～6 m（1-1）层杂填土，土质不均，主要由黏性土混碎砖、碎石、混凝土块等建筑垃圾及生活垃圾组成，堆积年限大于5年，硬物质块径约2 cm～12 cm，含量约30%～40%，不能直接作为拟建道路、管涵的地基使用。全线分布有0.8 m～5.5 m（1-2）层素填土，土质不甚均匀，以黏性土为主，混少量碎石、砖块等，堆积时间大于5年，不能直接作为拟建道路、管涵的地基使用。

4.2 路基处理实施方案

根據地勘报告，杂填土层的有机质含量及硬块物质粒径都不适合HAS固化剂的应用，考虑清除路床设计标高以下全部杂填土外运丢弃，将路床设计标高以下（1-2）层素填土翻挖后实地测定素填土的含水量，然后采用湿法计算确定HAS固化剂加入后混合改良土的最佳含水量，根据经验，取3%、5%、7%不同的3组掺和剂量作为试验段进行试验，根据实验数据，发现3%～5%之间的掺和剂量时混合料最接近最佳含水量，最终确定采用4%的掺和剂量作为大面积施工的指导剂量。

4.3 施工控制

采用拌合机将4%的固化剂掺和剂量与素填土在现场进行充分拌和，然后按照每层30 cm的摊铺厚度进行摊铺整平，先采用轻型压路机稳压后再采用重型压路机碾压，每层压实检测合格后方可进行下一层的摊铺压实工作。分层摊铺压实至路床设计标高后，对路基进行7天养护直至强度形成。

5 路基指标检测

整个路基成型养护完成后，对路基进行相关检测，相关指标均能满足设计要求，具体详见表1所示。

6 结论

根据工程实际应用的结果分析，与传统的浅层软基处理相比，HAS固化剂处理浅层软基具有固结对象广泛、经济效益好、技术质量指标优、生态环保及施工工艺简单等优点，在浅层软基处理中具有较好的处理效果。在土壤地质条件允许的前提下，结合工程实验段掺和剂量等参数，适合大面积应用。

参考文献：

[1]曹怀兵.土壤固化剂在软基处理中的应用[J].黑龙江交通科技，2017（5）：8.