第4期8第264期）
2021年4月URBAN ROADS BRIDGES&FLOOD CONTROL道路交通D01:10.16799/jki.csdqyfh.2021.04.010
建筑弃土在道路工程中资源化利用关键技术
景啸
[上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市200092]
摘要：通过调研分析、理论计算、室内试验和工程应用等手段，形成软弱地基就地加固、弃土改良处理后作为道路路基或场地填料的成套设计、施工技术，解决城建项目中高含水量工程弃土难以利用、资源化推广困难的技术瓶颈，实现工程弃土就地综合利用、单个或多个项目土方平衡“零废弃”，同时结合试验段实施验和，软土地就地加固软弱地基废弃淤泥质土（泥浆）固化后用于路基填料的技术和成套工艺，对软土地弃土资源化利用、实现土方平衡广的推广 关键词：建筑弃土；高含水量；道路项目；固化利用
中图分类号：！414文献标志码：B文章编号：1009-7716（2021）04-0034-05
0引言
随着生态环保要求的不断提高，深厚软土地区城建项目大量高含水弃土利用道路工程建设大量路料化政道路工程土方平衡和多路的综合利用技术研：研
内于各类弃土分拣处理已有研究应用[1-2]，本研软土地工程中地道、、等的高含水率淤泥质土就地固化处理后用于路基填筑和软土地基就地加固的资源化利用技术。通过调研分析、理论计算、室内试验和工程应用等手段，形成软弱地基就地加固、弃土改良处理后作为道路路基或场地填料的成套设计、施工技术，解决城建项目中高含水量工程弃土难以利用、资源化推广困难的技术瓶颈，实现工程弃土就地综合利用、单个或多个项目土方平衡“零废弃”。同时以
作为试工程，、研、实、验目用改良固化综合利用技术的固化土路基试验段建成通，多的试验和实施验
1弃土固化利用体系
1.1软土地区道路项目弃土利用特点与目标
软土地道路项目弃土利用的目加固地基
收稿日期：2020-12-04
作者简介：景啸（1988―），男，硕士，高级工程师，主要从事
道路交通设计工作。
和制备合格的路基填料。而软土地区高含水率淤泥质土处理难，工程地内固化工设高，道路施工地多，施工高通过科学的固化技术、合理的固化工，快速降水、高强，满足路基设计指标和长期耐久性，研的重难和键技术。
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1.2原土组成影响
1.2.1含水率影响
选取宁波地区30%、40%、50%、60%四档含水率的原土掺加一定量固化材料（石灰、水泥等），闷料3d 后成型固化土CBR试件，通过击实试验定最干密和最优含水率，侧抗压强度试验、CBR试验三档初始含水土固化处理后（30%左右弃土，添加5%〜6%的固化剂作为基准值;40%左右弃土，添加7%〜8%的固化剂作为基准50%左右弃土，添加8%10%的固化剂作为基准-，第7d龄期CBR值为11%〜21%，满足规范明采用水泥系、石灰系等固化材料对高含水率弃土'填料化改良技术初始含水率对固化弃土的强度显著影响，应兼顾固化效果和济性。当原土初始含水超过60%，含水降低速明显减慢，所固化剂计量明显增加，推荐使用。因此，建议原土含水率的控制标准小于60%，超过60%的原土不使用或压滤后再使用。
1.2.2有机质含量影响
选取同域同有机质含量的工程弃土，试验有机质含量与弃土固化效果之间的系，在固化
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2021年第4期景啸：建筑弃土在道路工程中资源化利用关键技术城椅洪
剂一定的条件下，有机质含量越高，固化土的强度越低，说明土体中有机质能够对固化土的固化效果起到抑制作用。当有机质含量超过10%时，试件强度很难达到规范要求，因此对固化原土要求有机质含量不超过10%E
1.3固化材料选择
试验选取53%的高含水率弃土，通过添加不同类型的固化剂⑶，观察不同掺量、不同龄期下降水和强度增加情况。
1.3.1含水率影响
对弃土单掺水泥/石灰进行固化，选择4%和6%两个相同掺量进行对比，掺石灰改良后的含水率降低掺水泥时的2-3，同时掺石灰改良土体含水率掺量降低，掺加水泥的高含水量弃土含水率降低速度。因，降低弃土含水率，石灰的效果比水泥要好。 采用钢渣、粉煤灰、石灰对土进行单掺或复掺，定土样的含水量。加入钢渣后，土的含水量，的增加，含水量定态，钢渣的掺土的有
水的，说明单掺钢渣有好的降水效果
石灰、粉煤灰和钢渣后掺入土体中单掺30%钢渣进行了比，掺石灰和粉煤灰后，含水量进一降低，龄期增，体含水率不断降低。
1.3.2强度影响
试验低掺量水泥固化后并不能满足规范要求，固化剂中水泥掺量的增加，试的CBR增加，度，说明水泥CBR效果。同一有机质含量下，对比6%生石灰与6%水泥，可以看岀生石灰固化后的强度高于水泥。这说明石灰对固化有机质土体的效果好，对有机质对强度的，并石灰的掺量不增加，强度不增加，好制了有机质对固化效果的抑制作用。
因此，对含有有机质的弃土进行改良时，考虑采用石灰、水泥作固化剂，粉煤灰
用，降低固化成本。
1.4固化剂配合比确定
选用水泥、渣粉、生石灰为固化材料，以固化土CBR要求，进行固化土
内配合比试验，确定固化剂配合比，具体流程如下：
（1）闷料、翻晒。对高含水率工程弃土，向其中掺入适量生石灰后完成拌和，随后闷料2〜5d，再翻晒2〜4次，使弃土含水率快降至30%以下，对弃土土进行初步改良。
（2）破碎、晾将步骤（1）所得土进行人工碾碎并晾晒至塑限附近（一般22%〜26%），随后过4.75mm 方孔筛用于击实试验和CBR试验。
水玻璃铸造（3）击实试验。向步骤（2）所土中加入适量水泥和矿渣粉，并按《公路土工试验规程》（JTG E40）规定方法进行击实试验，定弃土经两次掺灰后的最佳含水率和最干密度。
（4）CBR试样制作。根据步骤（3）所得的最佳含水率和最大干密度，向土中加适量水泥和渣粉，
按《公路土工试验规》（JTGE40）规定方法进行CBR试型
（5）CBR试。施加45N荷载，将测力计和变形测量备的位移计调至零位；启动电动机，施加轴向压力，贯入杆以1〜1.25mm/min的度压入试，定力百分表在指定读数（20、40、60等）下相应的贯入量，使贯入量在2.5mm时的读数不少于5个，试验至贯入量为10〜12.5mm时终止。
1.5耐久性保证
宁波西洪大桥和接线工程土方利用试验段试
件为研究对象，对含水率40%〜50%的源土，掺入固化剂（3%水泥,5%石灰，1%矿粉）制备固化土路：试块，进行20次干湿循环试验，验证耐久性⑷。将试件65C下烘干23h，取后置于室温下1h，再放入水中24h，此为一次干湿循环。
试块在进行干湿循环试验过程中，外观未发生
显著破坏1）。
（D原状样（b）干湿循环4次
（C）干湿循环10次（G干湿循环20次
图1干湿循环试验试块表观情况
・
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城市倉椅£%洪景啸：建筑弃土在道路工程中资源化利用关键技术2021年第4期
干湿循环中试块质量损失率在0.5%以内，且后期循环质量损失降低，甚至岀现了负的质量损失率。
经过第一次和第二次干湿循环，固化土强度降低在0.5%以内。之后固化土内部微观裂缝的形成与扩展已发展到一定程度%内部孔隙为黏粒的干缩湿胀变形提供了空间，再次经历干湿循环其内部应力集中现象减弱。因此，经过二次循环后，强度折减速率基本不变。
综上所述，从表观、质量损失率、强度等方面看，固化土的。
1.6固化土路基设计流程
（1）填料设计。采用固化良，量工程土固化后，基填料：固化土，为固化，
土率不50%50%率的土降低率），有机质量不10%；固化用CBR内试定
2）基填设计，基度定，
堑填，基设计。
（3）基设计固化土路基放坡段，建议采用，以土基的。
（4）.基设计。采用，
设土。基
叉处上面采用30cm固化土压实后再铺筑种植土，起到更好的作用。
（5）特殊部位基设计，主槽处路基、明暗浜基、台后软土地基设计软弱地基，如原状土压实度不满足要求，需就地固化。1.7验收标准
固化土路基验收主项目压实度、弯沉。压实度指标按规范执弯沉值适当提：机动车基顶部弯沉值不大220（1/100mm），非
动车路基顶部弯沉值不大于300（1/100mm）
2弃土固化工艺与成套技术
本研究拟在宁波西洪大桥和接线工程中全线应用，并已实试，固化和相应指标取了：成，结合试体情况，提岀土固化基工艺与成套O
2.1工程概况
西洪大桥和接线工程全长6.22m，涵盖桥梁、地道、道管廊、管线、电气、监控、驳岸和绿化等专业。
一方面，管廊、地道和承台开挖及软基换填等会产生大量淤质土，钻孔灌注桩施工会产生浆一，设计线地低，程设需量规的土填料，此料供应，供需岀
本程取3标段保通道路作为试验段，长约700m，宽12m，试验段现状标高1.50〜5.18，设计标咼3.11〜4.74，以填基为主，且经过一块鱼塘°工程共划分5，采用了泥浆厂固化、淤质土固化+就固、淤泥质土厂固化、淤泥质土固化塘填用.）5种工艺。
结合试实施情况，项工艺具体如下。2.2工艺分类
2.2.1就地固化加固地基
过动定量供料与强力设
用，对原状软弱地基固化，固化
料与原状软土，固化固O
2.2.2淤泥质土固化工艺
程开挖产生的率程土，
过固化剂，闷料和基的填料，再土基
2.2.3泥浆固化工艺
钻孔灌注桩产生的浆压干化，并通过相设后固化，和基填料
2.3就地加固技术
耐腐蚀热电偶软弱土采取就地固化的处理方式以提高地基的承力和特，就固化采用强力［工艺。固化度2m，宽度为
伸1.5m，固化剂配比根据试验选取5%水泥+2%矿，具体艺如下：
1）设后，需设
试，试其作，在的环
中在全，挖的动力和的以成过程，动定量供料成不同固化的供料过程，质量在允的内
（2）固化处理区域上表面进行清30cm，后
（3）就地固化2）。采用原位垂直上：拌固化的淤土固化，为 的，在固化处理深度内上次'，不3个循环，且2次固化
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城椅洪
剂。施工期间，搅拌机械头插入相邻土体的间距为 90 c 叫而机械头的宽度达到100 cm 。因此，各固化区
块之间有不小于10 cm 的搭接宽度，可有效防止漏拌。
图2软土就地固化施工过程
(4)整型压实。待淤泥土就地固化结束后，先用
挖机对表面进行简单的修整，然后让固化土原位养 护28 d 。养护结束后，使用推土机对表面进行粗平，
并做 ，然后使用 压路机压实表层。
2.4淤泥质土制备路基填料技术
对
接工程，试验确定固化
剂配合比“5%生石灰+3%水泥+1%矿渣粉”。
2.4.1路拌法施工工艺
(1)掺灰闷料
3(!)］。将工程弃土掺5%生
石灰，用挖机拌，随后进行 闷料，
土
，并
30% 。
(!)掺灰闷料
(b )上土摊铺
(c )土方翻晒 (d )二次布灰
图3淤泥质土路拌工艺主要流程
(2) 上土摊铺［见图3(b )］。
(3) 土方翻晒 3(c )］。用 机进行
翻 ， 次翻 后 合料的
率， 比
囊袋2%〜4%。
(4) 二次布灰
3(d )］。 压路机静压一
遍， 土上 方格。采用土方配合挖机固化
材料“3%水泥+1%矿渣粉”均匀倒入每个格子并完
平。
( 5)拌 。 使用
机进行配合， 进
行翻拌 。
(6)整平。
(7)碾压。
2.4.2 厂拌工艺
(1) 先 原土运至厂区，并加入5%生石灰进行
拌 闷料， 30% 。
(2) 用 机对 (1) 土进行 ，
小于1 cm 的土 ，并 翻晒方进 '
土体 。
(3) 待 (2)所得土粒含水率比最佳含水率高
2%〜4%时，若施工现场有填料需求，则掺加3%水
泥 +1% 并 用拌 进行拌 。 拌后 进行摊铺 压。 施工
料
， 不二次掺灰， 接 进行
，
用。
淤泥质土厂拌工艺主要流程，见图4。
原状土堆放土料传送至破碎机邨.
图4淤泥质土厂拌工艺主要流程
2.5泥浆制备路基填料技术
泥
后可 为固化土填料制备的源土，工
艺流程为：泥 干化(板框机压滤泥， 添加
石灰，
40% 的泥饼)+泥饼翻晒+泥
饼破碎后二次掺灰(见图5)。
(E 掺灰闷料翻晒
(D 制成泥饼(F 破碎 ()掺灰拌和
图5泥浆厂拌工艺主要流程
2.5.1厂拌法施工工艺
(1 "对堆放的泥饼掺入5%生石灰，闷料2〜5 d ， 并翻晒，待
27% 。
(2) 利用 进行破碎获得粒径小于1 cm
的土 。
(3) 对土粒翻晒处理至比最佳含水率高2%〜4%，
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掺加3%水泥进行拌和。拌和均匀后运至现场6h内进
工无填料需求，
，用。
2.5.2路拌法施工工艺
制路边，掺入生石灰，闷料翻晒，待27%，土的土用机与，工土中的
其他杂物。含水率比最佳含水率高2%4%时，掺加3%，程
2.6实施效果
试验段就地固化段，28d龄期的比贯入阻力值主要分布于0.7〜1.2MPa范围内，力值较大且分布较中，表化剂与淤混合较，化效果良各制岀的化土填料CBR值平达14%，摊铺碾压后路基顶弯沉代表值190(1/100mm)，比传统塘渣更优。
2.7跟踪观测
为证长期可靠性，对固化土试验段进行跟踪观测，包括沉监测耐久性检测。也就是说，在各工艺分别钻孔，分别检测件CBR值、无侧限抗压强度、、固结度、压实度、回弹模量等指标，检测频率为通车后0.5a、1a、2a和3a o试验段已通车1a，各项跟踪观测指标均符合要
3结论
根据固化体系理论分析、固化土路基标准确定、实跟踪观测情况，软土地区地加软弱地基淤质土(浆)固化用于路基填料技术可化土填料制备受天气条件影响大，且考虑扬尘控制，大规模应用化土技术时，用'工艺化土填料制
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