废弃泥浆固化处理施工技术在桥梁桩基工程中的应用.pdf
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1、119交通科技与管理工程技术0引言随着经济发展和城市化进程不断加快,桥梁工程在城市交通中的地位越来越突出。在桥梁建设中,桩基工程作为重要且复杂的环节,施工中需要用到泥浆作为钻孔液,但在施工后对于废弃泥浆的处治一直以来都是难以解决的问题1。一般的处治方法是将废弃泥浆运输到固定的郊外弃土场,使其自然晾干,但容易造成运输过程中废弃泥浆撒漏,尤其是泥浆中含有重金属等物质,一旦泄露会污染周围环境,同时废弃泥浆的占地面积大、晾晒时间长,不利于城市道路的建设进程2。为此,现阶段急需一种便捷、高效的手段对废弃泥浆进行有效处理。为推动资源节约型和再生利用型社会发展,国内外学者采用了多种方法对废弃泥浆进行处治,包
2、括振动筛法、固液分离法、化学絮凝法。现有研究表明,化学絮凝剂对高含水率泥浆的处治效果有限,泥浆振动筛法的处治效率低3。因此,该项目依托实际工程,对泥浆固化机理进行分析并形成泥浆固化施工工艺,以期通过调研分析寻找出一种针对废弃泥浆的环境友好型固化剂,达到减少环境污染、节约资源的目的,为桥梁工程的持续发展提供技术支撑。1工程概况该项目依托徐丰公路快速化改造工程,对庞庄路涉铁段的高架桥桩基施工进行调研,采集现场钻孔灌注桩的废弃泥浆,将泥浆晾晒一段时间,在含水率达到要求后进行固化处治,并将泥浆固化土应用到现场便道的底基层中,接着对摊铺碾压后的固化土压实度进行检测,以保证现场施工效果满足技术要求。2固化
3、剂调研根据土壤固化剂应用技术标准(CJJ/T 2862018)中对固化剂的分类,按作用机理将固化剂分为无机固化剂、有机固化剂、离子固化剂和生物酶固化剂4类,对 4 类固化剂的优缺点进行调研,结果见表 14。表 14 类固化剂优缺点调研分析固化剂种类优点缺点无机类施工简单、造价低廉、强度稳定性好在固化过程中可能会产生严重的膨胀与收缩,掺入量大、运输成本高有机类具有较高的早期强度、耐水性,对土的适应性强随时间推移和周遭环境的影响,材料有一定老化,后期强度和抗水性会有所降低离子类施工简单、早期和后期强度便于控制适用范围较小,主要适用于黏性膨胀土壤,抗水性能较差生物酶类无毒,能降低土的膨胀系数价格昂贵
4、且受环境影响较大,浸水后强度会有所降低,固化土设计寿命短(约 8 年)收稿日期:2023-09-20作者简介:贾岩(1979),男,本科,高级工程师,研究方向:交通工程。废弃泥浆固化处理施工技术在桥梁桩基工程中的应用贾岩1,张苏龙2,郭云龙2(1.徐州市公路事业发展中心,江苏 徐州 221000;2.江苏东交智控科技集团股份有限公司,江苏 南京 210000)摘要为了研究废弃泥浆固化工艺在桥梁桩基工程中的应用,文章依托徐丰快速路改造工程,调研了目前固化剂的种类和适用性,选用 HAS 固化剂对泥浆进行处治,并对比了水泥、石灰和 HAS 三种固化剂的固化机理,形成了现场施工工艺。得出结论:相比于水
5、泥和石灰,HAS 固化剂在泥浆表面形成了针棒状水化物,填充了土颗粒表面的孔隙,且针棒状晶体嵌锁紧密,提高了土体的强度和稳定性。此外,现场试验段检测结果满足要求,验证了施工工艺的可行性。关键词道路工程;废弃泥浆;固化;施工中图分类号U445.551文献标识码A文章编号2096-8949(2023)22-0119-03由表 1 分析可知,不同种类固化剂在适用性和性能上存在显著差异,其中无机类固化剂的早期强度高,但后期易受到周围环境影响;离子类固化剂的工艺相对简单,且强度便于控制,但适用范围较小;生物酶类固化剂能降低土壤的膨胀系数,但价格昂贵;目前应用较广泛的是无机类固化剂,包括水泥、石灰等,但考虑
6、掺量会对固化土膨胀和收缩性能产生影响,因此在实际应用中应控制固化剂掺量在合理范围内。针对该项目泥浆含水率高、固化量大的特点,选择无机类固化剂对泥浆进行固化处理。首先对国内外无机类固化剂产品做调研分析,结果见表 2。由表 2 分析可知,目前无机类固化剂以水泥、石灰2023 年第 4 卷第 22 期120交通科技与管理工程技术等原材料为主,同时添加其他活性激发剂、化合物来提高固化土的强度和耐久性。上述几种应用较广泛的固化剂中,Aught-Set 和 TR 型固化剂的适用范围较小,QJ 型固化剂适用于各种土质,但对于含水率较高的泥浆是否适用有待进一步探索,而 HAS 固化剂适用于泥浆、淤泥等土质的处
7、理,且成本较低。因此,该项目优选这种固化剂对废弃泥浆进行处治。3固化机理分析该项目对比了 HAS 固化剂、水泥、石灰对废弃泥浆的固化机理,使用 S4800 型扫描电子显微镜对 6%掺量、28 d 龄期的固化土进行测试,结果见图 1。由图 1 分析可知:(1)对比泥浆的微观结构,掺加水泥后,表面出现了多个杆状、球状和纤维状的结构物,将土颗粒凝聚在一起。主要因为水泥遇到泥浆中的水分发生了水化反应,生成氢氧化钙和其他水化产物,附着在土颗粒表面,减小土颗粒间的空隙,提升了强度。(2)相较于原状泥浆,掺加石灰后的土颗粒表面也出现了一定数量的杆状、球状和纤维状物质,将土颗粒聚集成团。但与水泥不同的是,石灰
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