[發明專利]一種固化軟土拓寬路基的固化劑

在審

• 申請號: 202011127698.5
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112321225A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 汪亮;田健君;黃明
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;E01C3/04;E02D3/12
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發明提供一種固化軟土拓寬路基的固化劑，該固化劑由包括如下質量分數的原料制成：高鈣粉煤灰32%～50%、膨潤土5%～25%、水泥5%～15%、重質碳酸鈣10%～15%、親水性纖維1%～10%、早強劑0～3%。本發明根據軟土的天然含水量不同，選擇不同的固化劑配比，明顯提高軟土地基承載力、減少地基的沉降量及提高路基穩定性；本發明的制備工藝簡單，原材料易獲取，成本較低，處理后的軟土強度高，且合理利用了工業廢料，具有較高的應用價值。

技術領域

本發明屬于公路路基用固化劑技術領域，具體涉及一種固化軟土拓寬路基的固化劑。

背景技術

近年來，隨著我國交通事業的蓬勃發展，公路交通量逐年遞增，一些公路的交通路已逐漸接近飽和交通量。對此，為滿足日益增長的交通需求和社會發展的需要，公路改擴建及涉及的路基拓寬工程越來越多，這些公路改擴建項目對提高道路等級和改善路網結構具有較高的技術經濟價值。然而，我國大部分地區的普遍存在大量的軟土，這些軟土區域的地質條件極為復雜，其顆粒含量較細，含水量高、滲透系數小、壓縮性高、沉降量大、排水固結穩定性差，軟土厚度最高可達30～40m左右。在這類地層上進行路基拓寬時，由于新、老路基的力學性質差異性較大，舊路基在運營多年后經過一定的壓密其壓縮性得到降低、沉降變形相對穩定，而新路路基的沉降固結時間較短，加之新路路堤后期的自密沉降量通常大于舊路路堤，致使在新老路基的橫斷面處發生較大的不均勻變形或沉降，這種過大的差異沉降會損害公路的使用性能，進而影響公路的正常運行。工程實踐表明，路基拓寬的技術難題主要是減小新老路基之間的差異沉降，并保證新老路基的有效銜接，避免道路通車后路面出現縱、橫向裂縫等病害。因此如何控制擴寬路基的不均勻沉降，是設計和施工關注的重點之一。

針對我國大量軟土地基不均勻沉降問題，目前主要采用排水固結法、新舊路堤結合處開挖臺階、鋪設土工合成材料加筋層以及采用輕質材料填筑路堤等工程技術措施。其中，排水固結法技術主要是通過在地基中打入豎向排水板或袋裝砂井，并在地表施加堆載，使得軟土地基中的孔隙水在超靜孔隙水壓力下沿著豎向排水通道，排出到地表，從而使得地基逐漸得到加固和密實；新舊路堤結合處開挖臺階是在舊路路堤填料范圍內開挖臺階，該法施工簡單，可在一定程度上增強新舊路堤結合處的連接強度；鋪設土工合成材料加筋墊層、加筋土路堤是在新路堤填料范圍內鋪設土工格柵、鋼筋網片等材料，以增強填料的整體性和強度；輕質路堤填筑是采用輕質材料作為路堤填料，該法可在很大程度上減輕新填筑路堤的重量，減小新填路堤對舊路堤基礎的附加應力，減小路基的固結沉降。

實踐證明，上述措施在適宜的工程條件下均取得了較好的加固效果，但仍存一定的不足，如排水固結法的主要缺點是工期太長，由于軟土的滲透性極小而導致固結效果差，從而使得加固時間太長，工期延長；新舊路堤結合處開挖臺階法在舊路路堤開挖臺階過程中會形成潛在滑動面，在路基下臥層地質條件較差工況下，并不能有效減少新路基的總沉降量和工后沉降量，而且其成本相對較高；局部加筋處理對新舊路堤差異變形的控制效果有限，常常只能延緩裂縫發展的速率，而不能從根本上阻斷裂縫，且該方法施工復雜；輕質路堤填筑費用較高，接觸部位存在明顯接觸面，難以解決路基基礎不均勻固結引起的沉降不均勻問題等。

目前，粉噴樁法是大多數設計、施工單位常采用的一種軟土地基處理的技術方案，一般是在兩側加寬段采用該法來加固地基，但采用水泥作為固化劑對軟土地基的加固效果不明顯。為提高固化劑加固軟土的強度，一種高效的固化劑對拓寬路基工程顯得尤為重要。例如中國專利文獻CN107761496A公開了一種粉噴樁加固厚海淤泥拓寬路基的固化劑，按重量份數計，包括如下各組分：高鈣粉煤灰25～55；改性超細粒化高爐礦渣微粉40～70；親水性纖維1～10；早強劑0～3；其通過在固化劑中摻入改性超細粒化高爐礦渣微粉，利用礦渣微粉的吸附能力和與軟土拌合的膠結作用，有效提高加固土的強度。此外，由于地區的差異，軟土地基的天然含水量存在不同，往往某一配比的固化劑只對某一天然含水量的軟土地基具有較好的固化效果，對其他含水量的軟土固化效果較差，一種針對不同含水量軟土的固化劑配比對工程具有重要的意義。

發明內容