作者：刘怀星 王晓媚 李琳艳
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来源：《科技创新导报》 2014年第5期
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刘怀星 王晓媚 李琳艳
(济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司 山东济南 250101)
摘要：该文阐述了土壤固化剂的分类，并从复合地基、基坑围护、路基填料、水土保持、农业工程、稳定污染土、化学灌浆等七个方面分析了土壤固化技术的应用。最后指出了土壤固化技术仍有较大的发展潜力。 关键词：固化剂 地基处理 应用
中图分类号：TU4
文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)02（b）-0096-01
1824年水泥的问世，较大地促进了土壤固化剂的应用与发展。20世纪初，美国、德国等经济发达国家
率先在道路、机场和房屋建筑等工程项目的地基处理中，开始大规模地采用水泥、石灰等进行地基加固。第二次世界大战后，美国率先开发水泥浆搅拌法。1953年，日本从美国引进此法，并通过改良使搅拌固化的面积与深度都有了大幅提升。正是由于这些施工方法在世界范围内的广泛应用与发展，使得土壤固化剂在地基处理中的应用范围得到不断拓展。
与此同时，随着工程实践的不断发展，人们逐渐认识到水泥土、石灰土的使用尚存在早期强度低，干缩现象明显等局限。20世纪80年代开始，我国各科研机构与大专院校针对本国土壤的性质特点，陆续开展了大量的土壤固化研究工作，逐步实现了该技术的国产化。目前许多国家都成功研制了针对不同土类的土壤固化剂系列产品，使得土体固化技术得以在地基处理中发挥越来越大的作用。
1 土壤固化剂的分类铭牌生产
1.1 无机化合物类
无机化合物类土壤固化剂一般为粉末状，多采用石灰、水泥、粉煤灰、高炉矿渣、水玻璃等材料配制而成，主要利用固化材料所含的钙质，通过一系列固化反应生成水化硅酸钙与钙矾石等产物，挤密土体孔隙，改善土体空间结构，从而改良土壤工程性质。 个人飞行器 1.2 有机化合物类
有机化合物类固化剂多呈液态，常见的有机化合物类固化材料有沥青，树脂、聚丙稀苯胺、羧甲基纤维素等高分子聚合物。与无机化合物类固化剂不同，有机化合物类固化剂通常并不改变黏土矿物的内层结构，而是通过裹覆土颗粒，在其表面产生强大的吸附作用，使土壤颗粒集聚固化。
1.3 离子土固化剂
离子土壤固化剂最早于1959年由美国人雷诺研制成功，其主要活性成分为璜化油，由具备水溶性的有机物质组成，水溶液多呈酸性。在工程实践中，离子土壤固化剂可以替代部分或全部水泥、石灰等传统固化材料，在离子水平上破坏土壤颗粒表面的双电层结构，使土丧失亲水特性。研究表明，这种土体性质的转变常具有不可逆性。
1.4 复合类
复合类土壤固化剂是由两种或两种以上的不同固化材料按一定比例复合形成的新型土壤固化剂。复合类固化剂的一个明显优势是不同固化材料间可以取长补短，从而取得更好的固化效果。
2 土壤固化剂的应用
2.1 复合地基
随着深层搅拌法与高压喷射注浆法的推广使用，新型土壤固化剂逐渐在复合地基中有了用武之地。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。在采用深层搅拌法或高压喷射注浆法形成复合地基时，需在实际施工前完成相应资料的采集与分析工作。
2.2 基坑围护
在软土地基中进行基坑开挖、管沟开挖和河道开挖时，为了确保进一步施工的安全性，同时减小基坑开挖对周边环境的影响，往往需要开展基坑围护作业。在基坑围护方案中，常采用相互咬合的搅拌桩或高压喷射注浆形成的固结体作为挡土止水结构。
2.3 路基填料
在我国，传统的道路设计施工方法多采用碎石和砂料拌制混凝土，并以此铺填道路基层。首先，使用土壤固化剂可以就地取材，不仅节省了弃土堆放空间，还缩减了材料采购与运输费用。其次，新型土壤固化剂固化后的土体强度通常较高，并可应用于低交通量公路、农村道路网的路面结构层或面层。
2.4 水土保持
水土保持即对自然因素和人为活动造成的水土流失所采取的预防和治理措施。由于土壤性质对土壤侵蚀的发生与发展都具有重要影响，因此采用土壤固化技术改善土体性质也不失为治理水土流失的一种有效方法。研究结果表明，有效的固化措施不仅可以实现被侵蚀土壤的土体颗粒团聚化，也可使土体水稳性得到加强。
2.5 农业工程
土壤固化剂在农业工程中的应用，集中在池塘、湖泊清淤及其淤泥的处理、农田水利设施的节水改造等方面。为了避免淤泥废弃造成进一步的环境问题，对其加以固化处理是一种较为可行的资源再生途径。
2.6 稳定污染土
在农药、化工原料、石油等生产场地，往往需要排放各种有毒、有害污染物，其中包括大量的有机物与重金属。这些污染物难以避免地会被土壤吸附和沉积，并进一步通过土壤内的渗滤液向地下水迁移，造成水体污染，或通过挥发进入大气，降低空气质量。20世纪90年代以来，欧美发达国家以及日本陆续开展了大量污染土处理技术研究，其中土壤固化技术治理污染土的方法不仅可将有害污染物变为低溶解性、低毒性与低移动性的物质，而且处理成本相对较低，施工方便，因而受到了较多关注，相关研究也取得了较大进展。
2.7 化学灌浆
化学灌浆是将一定的化学材料配成溶液，并用相应的机械设备将浆液灌入地层或缝隙中，通过浆液的扩散与固化，达到提高地层强度，填补缝隙，防渗堵漏的目的。传统的化学灌浆材料一般可分为无机与有机两大类。虽然化学灌浆技术与土壤固化技术不完成相同，但在对材料及配比的优选过程中，两者确实存在诸多相通之处。因此，根据实际工程需要，完全可以考虑将新型的土壤固化技术应用于灌浆作业，在纠正地基不均匀沉降，提高地基承载力方面进一步发掘土壤固化材料的潜力。
3 结语
随着施工技术的发展与理论研究的进步，土壤固化剂在工程实践中正得到越来越广泛的应用。土固化技术的合理运用不仅能确保实际工程质量，更能创造具大的经济效益。本文首先对土壤固化剂的分类作了介绍，再从复合地基、基坑围护、路基填料、水土保持、农业工程、稳定污染土、化学灌浆等七个方面阐述了土壤固化剂在地基处理中的应用。已有的众多工程实例表明，土壤固化剂在实际应用中仍具备着巨大的开发潜力。相信在未来土木工程的各领域中，土壤固化剂还将发挥更大的作用。
参考文献
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