浅析淤泥固化在软土基础中的应用.docx

浅析淤泥固化在软土基础中的应用【摘要】如何快速、有效地对体量庞大的滩涂淤泥、疏浚淤泥及建筑泥浆进行“减量化、无害化、稳定化、资源化”处理处置是淤泥脱水固化技术的关键。当前单纯的淤泥快速脱水技术难以有效地解决问题。将淤泥脱水技术与淤泥固化技术相结合使丰富的滩涂淤泥变为有效的回填材料同时解决河道疏浚淤泥、城市排水管系淤泥难以处理的问题对于减少土石方的开采、保护生态环境、社会经济的发展都有着重要的意义。本文分析了淤泥软土的形成、性质国内外淤泥固化技术的研究现状并对淤泥固化技术以及在软土基础中的应用作了详细阐述以供同行参考。【关键词】淤泥；淤泥软土；固化；软土地基1、淤泥软土的形成淤泥软土形成于第四纪晚期属于海相、河谷相、湖沼相、三角洲相等粘性沉积物或河流冲积物分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区接近地表部分有厚度不等淤泥质软土。在静水或缓慢的流水环境中沉积经物理化学和生物化学作用形成的未固结的软弱细粒或极细粒土。属现代新近沉积物。淤泥按粒度组成可以是粉土质的或粘土质的细砂质或极细砂质的极少。海滨淤泥的粘土矿物以伊利石和蒙脱石为主淡水淤泥则是以伊利石和高岭石为主。淤泥含有较多的（2～3%）和多的（10～12%）有机质其含量随深度而减少。淤泥的主要特性是：天然含水率高于液限孔隙比多大于1.0；干密度小只有0.8～0.9克/立方厘米；压缩性特别高压力自9.8×10帕增加到19.6×10帕时压缩系数为a1-2>0.05压力自9.8×10帕增加到29.4×10帕时压缩系数a1-3>0.1；强度极低常处于流动状态视为软弱地基。淤泥按孔隙比可再细分为淤泥（孔隙比大于1.5）和淤泥质土（孔隙比为1～1.5）。淤泥的自然结构变化十分敏感结构及其强度受力破坏后能自动复原这就是所谓的触变性。淤泥不宜作天然地基因为它会产生不均匀沉降使建筑物产生裂缝、倾斜、影响正常使用。在淤泥上进行建筑时必须采取人工加固措施。如压密、夯实用垂直砂井排水加速淤泥固结。有时可采用柱基或在建筑物上部采用适应于不均匀沉降的刚性圈梁沉降缝等结构措施以保证建筑物的稳定安全。2、淤泥软土的性质淤泥土物理性质：一是含有很多细颗粒及大量有机腐植质；二是颜色深灰色或暗绿色有臭味；三是一般天然含水量在40%～70%之间有的大于70%孔隙比>1.0天然容量在15～18kN/m3---之间。力学性质：强度极低压缩性大透水性差。工程特性：地基承载力低强度增长缓慢加荷后易变形且不均匀变形速率大且稳定时间长具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。3、淤泥固化技术在国内外的研究现状3.1国内现状污泥中水分的存在形式一般分为三种：一是存在于污泥颗粒间隙中的游离水和间隙水这部分水约占污泥水分的70%；二是存在于颗粒间毛细管中的毛细水这部分水约占20%；三是存在于污泥颗粒内部（包括细胞内）的水和黏附在颗粒表面的附着水这部分水约占10%。淤泥脱水固化技术在国内的研究还处于初步阶段目前主要依靠物理原理应用机械实现脱水固化而化学高分子药剂的应用还处在小范围的试验阶段。3.2国外现状淤泥脱水固化技术的发展在美国、德国等发达国家相对较成熟技术应用的原理同样以物理方法为主依靠成熟的机械设备实现脱水固化在化学高分子应用领域的发展需进一步成熟。本文以美国IMS公司的环保挖泥船及全机械式泥浆脱水固结装置为例进行说明。美国IMS公司介绍的环保挖泥船及全机械式泥浆脱水固结装置可实现泥浆脱水固化一体化施工。脱水固化淤泥可达到的主要指标有：1）作业深度6.7m；2）泥浆排放体积：0～13.2m3/min；3）淤泥最大含固量：>35%。该项技术机械安装使用条件对固化场地的自然条件要求较高在一定范围内存在局限性。4、淤泥固化技术4.1淤泥的分类淤泥可分为以下几种：（1）原淤泥：未经淤泥处理的初沉淀淤泥。二沉剩余淤泥或两者的混合淤泥。（2）初沉淤泥：从初沉淀池排出的沉淀物。（3）二沉淤泥：从二次沉淀池（或沉淀区）排出的沉淀物。（4）活性淤泥：曝气池中繁殖的含有各种好氧微生物群体的絮状体。（5）消化淤泥：经过好氧消化或厌氧消化的淤泥所含有机物质浓度有一定程度的降低并趋于稳定。（6）回流淤泥：由二次沉淀（或沉淀区）分离出来回流到曝气池的活性淤泥。（7）剩余淤泥：活性淤泥系统中从二次沉淀池（或沉淀区）排出系统外的活性淤泥。（8）淤泥气：在淤泥厌氧消化时有物分解所产生的气体主要成分为甲烷和二氧化碳并有少量的氢、氮和硫化氢。俗称沼气。4.2淤泥固化原理淤泥固