公路工程强力搅拌就地固化设计与施工技术规范.pdf

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ICS93.080CCSP66DB33浙江省地方标准DB33/T23832021公路工程强力搅拌就地固化设计与施工技术规范Technicalspecificationfordesignandconstructionofpowermixin-situsolidificationinhighwayengineering2021-09-30发布2021-10-30实施浙江省市场监督管理局发布DB33/T23832021I目次前言.1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.24基本规定.25材料与设备.25.1一般规定.25.2材料.35.3设备.46设计.56.1一般规定.56.2配合设计.56.3就地固化浅层处理.66.4就地固化硬壳层复合地基.126.5监测设计.157施工.157.1一般规定.157.2施工准备.167.3施工要点.167.4动态监测.207.5质量管理.208质量检验.218.1基本要求.218.2实测项目.218.3实测项目.22附录A（资料性）常用固化剂掺入量参考表.23附录B（规范性）就地固化土填料的回弹模量计算.24附录C（规范性）就地固化硬壳层的承载力计算.25附录D（规范性）就地固化硬壳层复合地基的沉降计算.31DB33/T23832021II前言本标准按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：

标准化文件的结构和起草规则的规定起草。

请注意本标准的某些内容可能涉及专利。

本标准的发布机构不承担识别专利的责任。

本标准由浙江省交通运输厅提出并归口。

本标准起草单位：

浙江数智交院科技股份有限公司、河海大学、浙江交工集团股份有限公司、浙江省交通工程管理中心、汇壹（上海）环境岩土科技有限公司。

本标准主要起草人：

陈建荣、陈永辉、沈坚、陈龙、曾怀武、楼华锋、毛斌、何杨闽、陈妙初、宋德洲、陈新国、孙美华、余茂科、曾庆余、陈庚、缪国波、陈作雷、段冰、俞涛、程伟述、单君、金康康、何建国、高玉峰、梁诚玉、翟骥腾、吕昆、高大卫、徐洁、高建科、史江伟、潘晟赟、张俊楠、潘非誉、项启浩、方勇刚、水小清。

DB33/T238320211公路工程强力搅拌就地固化设计与施工技术规范1范围本标准规定了公路工程强力搅拌就地固化设计与施工的基本规定、材料与设备、设计、施工和质量检验等技术要求。

本标准适用于新建、改扩建公路工程强力搅拌就地固化的设计、施工和质量检验。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB175通用硅酸盐水泥GB/T176水泥化学分析方法GB/T208水泥密度测定方法GB/T1345水泥细度检验方法GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB5085.3危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB/T8077混凝土外加剂匀质性试验方法GB/T18046用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB50007建筑地基基础设计规范GB50119混凝土外加剂应用技术规范CJ/T486土壤固化外加剂CJ/T526软土固化剂JTG3430公路土工试验规程JTG3450公路路基路面现场测试规程JTG/T3610公路路基施工技术规范JTGD30-2015公路路基设计规范JTG/TD31-02公路软土地基路堤设计与施工技术细则JTG/TD32公路土工合成材料应用技术规范JTGD40公路水泥混凝土路面设计规范JTGD50公路沥青路面设计规范JTG/TF20公路路面基层施工技术细则JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程JTJ63混凝土用水标准NY/T1377土壤PH值的测定DB33/T904公路软土地基路堤设计规范DB33/T2383202123术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1就地固化技术in-situsolidificationtechnique利用固化剂采用就地固化设备对软弱土等土体进行固化处理，使土体达到一定强度和其它使用要求，实现土体就地利用和满足地基处理要求的技术。

3.2强力搅拌就地固化系统powermixin-situsolidificationsystem由强力搅拌头、挖掘机、固化剂供料设备、储料设备和控制系统等组成的就地固化成套设备系统。

3.3就地固化浅层处理in-situshallowsolidificationtreatment对地表层深度一般不超过5m的软弱土体进行就地固化处理的一种浅层处理方法。

3.4就地固化硬壳层in-situsolidificationhardcrust利用就地固化技术处理软土地基，形成具有一定厚度和强度的人工硬壳层。

3.5就地固化硬壳层复合地基compositefoundationofin-situsolidificationhardcrust就地固化硬壳层与刚（或柔）性桩竖向增强体共同承担荷载的人工复合地基。

4基本规定4.1公路工程强力搅拌就地固化（以下简称“就地固化”）设计与施工方案，应遵循“安全适用、技术先进、经济合理、质量可控”的原则，做到因地制宜、节约资源和保护环境。

4.2就地固化处理路段应做好现场地形地貌、工程地质、水文、气象和筑路材料等调查、分析和试验等勘测和勘察工作，为设计和施工提供基础资料。

4.3就地固化设计方案应结合现场气候、地形、地质、水文、材料、使用要求、建设工期和养护条件等因素，综合分析确定，满足承载力、沉降和稳定的要求。

4.4就地固化宜采用湿法施工，应根据设计要求制定详细的施工组织设计，合理确定就地固化施工方法、固化设备和材料选择，实现施工全过程信息化控制和管理。

4.5应采用动态设计方法，重视施工监测与分析。

在施工阶段应通过试验段进行现场试拌和工艺性试验，验证施工配合比，确定施工工艺和技术参数。

4.6就地固化设计与施工尚应符合现行国家和行业有关技术要求、环境保护、安全生产与消防等方面的规定5材料与设备5.1一般规定5.1.1固化材料主要包括固化剂、外加剂、外加土和水等，其技术指标应满足相关标准的要求。

5.1.2固化设备主要包括强力搅拌头、挖掘机、固化剂供料系统、储料设备和控制系统等，其具体要求见5.3；对就地固化设备进场应提供产品合格证书或使用维护保养资料，并在施工前应进行检查和调试。

DB33/T2383202135.1.3根据设计和施工要求，对固化剂进行检验和测试，属于成品的固化剂需提供产品质量检验合格证明等。

5.2材料5.2.1固化剂5.2.1.1固化剂的选择应遵循“就地取材、经济合理、保护环境”的原则，其质量应符合CJ/T486和CJ/T526等有关的规定；固化剂类型和掺量应根据土体的性质，可根据室内试验或参照附录A选用，并通过现场试验进行调整。

5.2.1.2固化剂分为无机类、有机高分子类、有机无机复合类和离子类等，相应材料要求及适用条件如下：

a）常用的无机类固化剂包括水泥、粉煤灰、石灰、石膏、矿渣微粉、地聚合物等，宜适用于常规软弱土的固化处治；b）常用的有机高分子类固化剂包括有机酶蛋白固化剂、酸基化合物固化剂等，除特殊土体固化或对固化土有特殊要求时采用有机高分子类固化材料处治外，不宜单独使用有机高分子类固化材料对软弱土进行加固处治；c）常用的有机无机复合类固化剂包括水泥类+有机类稳定剂等，宜适用于腐殖质或有机质土等特殊要求的软弱土的加固处治；d）离子类土壤固化剂宜适用于淤泥的加固处治。

5.2.1.3固化剂按材料形态分为液体和粉体两大类。

液体固化剂呈均匀状态，不应有沉淀；粉体固化剂均匀一致，不应有结块；并应符合CJ/T486的规定。

5.2.1.4常用的水泥、粉煤灰、矿渣微粉和石灰等无机类固化剂，其质量要求应符合以下规定：

a）水泥应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，质量应符合GB175中规定的技术要求，且强度等级不应低于42.5级；b）粉煤灰应符合GB/T1596中的技术要求，选用不低于二级；c）矿渣微粉应符合GB/T18046中的技术要求，选用不低于S95级别；d）石灰应选用不低于JTG/TF20中级质量要求的生石灰，材料为粉状或块状，无杂质。

5.2.2外加剂5.2.2.1外加剂包括早强剂、稳定剂、缓凝剂、减水剂等，应针对不同环境和要求，按一定比例与固化剂一同掺入，起到促进或抑制固化土强度的作用，其选用及掺量应通过工程试验或工程经验确定。

5.2.2.2外加剂的技术要求应符合GB50119的相关规定。

5.2.3外加土5.2.3.1外加土应进行颗粒分布、液塑限、塑性指数、有机质含量、含水率、最佳含水率等基本工程性质试验，测试方法应符合JTG3430的规定，并应符合以下规定：

a）外加土应就地取材，土粒最大粒径不应大于50mm；b）土中有机质含量（重量比）不宜超过5%，含水率不宜超过40%，具体应通过试验确定。

5.2.3.2外加土的技术要求和掺量应根据固化剂类型通过室内配合比试验确定。

5.2.4水5.2.4.1饮用水或自来水均可直接使用。

5.2.4.2采用地下水、地表水或再生水时，应符合JTJ63的要求。

DB33/T2383202145.3设备5.3.1强力搅拌就地固化系统由强力搅拌头、挖掘机、固化剂供料系统以及控制系统等组成（见图1），该系统通过后台自动定量供料控制系统控制进料及输料，将后台料仓内的固化剂混合后通过安装于挖掘机上的强力搅拌头的喷粉或喷浆装置输出，在搅拌头的强力搅拌下，将输出的固化剂与土体均匀拌和。

图1强力搅拌就地固化系统示意图5.3.2强力搅拌就地固化系统应满足场地条件，处理深度不宜超过7m。

5.3.3强力搅拌头由2个及以上按一定角度对称分布在连接杆两侧独立驱动的搅拌头组成，通过挖掘机液压系统驱动，实现固化剂与软弱土的三维搅拌，保证搅拌的均匀性，其结构示意图见图2，并符合以下规定：

a）搅拌头轴横转速为50r/min120r/min，单次搅拌形状在平面上为矩形而非圆形，搅拌头连接杆的悬臂长度一般在3m7m；b）搅拌头宽度为1.3m1.8m，高度为0.8m1.0m；c）当设计固化深度小于1.2m时，宜选用搅拌头高度不超过0.8m的搅拌头设备。

图2强力搅拌头结构示意图5.3.4挖掘机的类型应根据所选用的强力搅拌头尺寸的大小来选择，以提供搅拌头搅拌与移动时的动力，保证搅拌头的液压驱动力和搅拌的稳定性，液压驱动力为23MPa42MPa，挖机应选择与搅拌头相匹配的型号。

5.3.5固化剂供料系统根据就地固化施工方法分为浆剂供料系统和粉剂供料系统，浆剂设备最大压力不小于3MPa，粉剂设备最大压力不小于6MPa，后台供料系统应实现多种固化剂的同时供料。

DB33/T2383202155.3.6控制系统主要包括自动定量供料系统和搅拌头定位系统，应符合以下规定：

a）自动定量供料系统宜安装于后台供料系统中，应能控制固化剂出料量与出料时间、实时显示并记录施工区域的用料量，保证每次搅拌区间和整个区块的固化剂用量，数据存储和打印；并进行远程操作，达到固化剂喷料的自动化和智能化；b）就地固化系统应装有搅拌过程定位和记录系统，控制固化全过程。

6设计6.1一般规定6.1.1就地固化设计应根据公路等级、交通荷载、填土高度、软弱土的厚度及其指标、使用要求、施工条件、环保要求、经济和社会效益等进行综合经济技术比较，合理确定就地固化处理方案。

6.1.2软弱土按照厚度分为浅层软弱土（厚度5m）、中厚层软弱土（5m厚度15m）、厚层软弱土（15m厚度30m）和深厚层（巨厚层）软弱土（厚度30m）。

6.1.3就地固化设计应满足地基承载力、沉降和稳定性要求，并应符合JTGD30、JTG/TD31-02、DB33/T904和本文件的相关规定。

6.1.4根据工程项目使用要求、加固范围和加固方法的不同，就地固化分为就地固化浅层处理和就地固化硬壳层复合地基两大类，其适用范围、常用形式、选用原则和设计要求详见6.3和6.4的相关规定。

6.1.5就地固化设计内容主要包括形式选用、材料和设备选择、配合比设计和工程方案设计等，并符合以下规定：

a）就地固化形式的选用按6.3.2和6.4.2的规定确定；材料与设备的选择应符合第5章的规定；b）固化土配合比设计应符合6.2的规定，通过配合比试验确定固化材料类型及其掺入量，并确定不同工程固化土的工程技术参数和施工工艺要求；c）工程方案主要包括就地固化浅层处理、就地固化硬壳层复合地基和监控设计等。

6.1.6应重视施工监测和分析，对就地固化配合比和设计方案采用动态设计方法。

6.2配合设计6.2.1就地固化土配合比设计应符合以下规定：

a）初步设计阶段参照以往工程经验和本文件的相关规定，结合地质初勘成果，合理确定固化剂类型和掺量；b）施工图设计阶段根据工程要求和地质详勘成果，进行现场取样和室内配合比或现场试验，确定固化剂种类及固化土的各项设计技术参数；c）在施工阶段，施工单位应根据施工图设计阶段提供的设计配合比，进行现场配合比和工艺性试验，通过试搅和试拌，以验证和优化设计参数。

6.2.2就地固化配合比试验应符合以下规定：

a）配合比试验时至少应采用三个不同的固化剂掺量的配合比，其中一个配合比的固化剂掺量应为基准值，另外两个配合的固化剂掺量在基准值的基础上分别增加和减少1%2%；b）试件制备以及相关试验方法应按照JTG3430进行；固化剂掺量计算按原状土干密度或湿密度为基准进行计算；固化土配合比应进行固化土7d、14d、28d或90d无侧限抗压强度试验；c）设计应考虑就地固化现场对周边重要水源和农作物等环境的影响程度，确定是否需要对固化土的浸出液进行PH值等污染物测试，具体测试方法按照NY/T1377和GB5085.3相关内容执行。

6.2.3配合比设计步骤规定如下：

6.2.3.1收集和调研已有工程设计和使用效果，对原状土、固化剂、外掺剂、水和外加土进行取样分析，并符合以下规定：

DB33/T238320216a）对原状土进行取样试验，明确土体含水量、液塑限、有机质含量、PH值等相关指标；b）外加土所取代表性试样应符合5.2.3的规定，并进行含水率、密度、孔隙率和饱和度等必要试验，掌握土的基本物理力学性能指标以及化学性质等。

6.2.3.2根据以往工程经验和本文件规定，合理确定固化材料及其掺量，明确施工方法，并符合以下规定：

a）固化剂的掺量、主要成分应结合当地原材料情况、土质情况、地基承载力设计要求，并结合类似的工程经验确定固化剂配合比基准值，湿法施工时应确定水灰比；b）采用水泥、石灰等无机类固化剂时，固化剂配合比基准值宜取5%15%；对不同含水率和不同设计强度要求的固化土，应根据室内试验或参考附录A初步确定其固化剂的掺入量；实际施工时，应根据现场试验，进行固化剂的种类和掺量的优化和调整；c）根据不同工程要求的固化土的无侧限抗压强度和承载比CBR等室内试验成果，结合工程实际初步确定固化土最佳配合比，确定固化土材料、掺量和强度等技术要求；不符合设计要求的应重新进行配合比设计；d）配合比设计报告应包括原状土基本物理和化学性质、固化材料的类型、掺量和固化土的设计技术参数检验结果等。

6.3就地固化浅层处理6.3.1适用范围适用范围如下：

a）浅层软弱土厚度小于5m的路段；b）鱼塘、池塘、河道、暗浜和山坳软弱土等需清淤换填的不良地质路段；c）泥浆池、沼泽地、滩涂或围海造路吹填土等无硬壳层路段；d）中厚层深厚层软弱土低路堤路段；e）地基强度不满足路基路面结构层要求和结构物基础承载力要求的浅层软弱土处治路段；f）当地基处理施工机械行走困难，也可考虑先采用浅层固化处理形成硬壳层，为施工提供条件；g）废弃土体需进行就地固化，达到资源化利用作为路基填料使用的路段。

6.3.2常用形式及选用原则6.3.2.1就地固化浅层处理常用形式为浅层软弱土全部固化处理、部分固化处理、低填浅挖及结构物路段浅层固化处理和中厚层深厚层软土低路堤浅层固化处理，其中浅层软弱土部分固化处理包括全断面固化、全断面固化组合格栅式固化和全断面固化组合点式固化处理等形式。

6.3.2.2就地固化浅层处理选用原则，规定如下：

a）地基表层厚度不大于3m的软弱土路段，采用浅层软弱土全部固化处理，见图3所示；b）地基表层软弱土厚度大于3m小于5m的软土路段，根据路基填土高度采用浅层软弱土全部固化见图3或部分固化处理见图4图6；c）常年积水的河塘、洼地、滩地、沼泽地、泥浆池、污染池和欠固结吹填土等地基表层无硬壳层路段，需要清淤和换填处理时，根据路基填筑高度及软弱土厚度，采用全部固化处理见图3b）或部分固化处理见图4b）；d）低填浅挖路基软弱土路段，采用部分固化浅层处理见图7a）；挡土墙、通道、箱涵、圆管涵、管线等结构物基础下卧软弱土层，采用就地固化浅层处理，满足结构物基础承载力和使用功能要求见图7b）；DB33/T238320217a）薄硬壳层浅层软弱土全部固化处理b）无硬壳层浅层软弱土全部固化处理图3浅层软弱土全部固化处理示意图a）薄硬壳层浅层软弱土部分固化处理b）无硬壳层浅层软弱土部分固化处理图4浅层软弱土部分固化处理（全断面固化）示意图e）对于中厚层深厚层软土低路堤路段，采用部分固化浅层处理见图8，就地固化硬壳层与软弱土形成双层地基。

DB33/T238320218a）平面图b）断面图图5浅层软弱土部分固化处理（全断面固化组合格栅式固化）示意图a）平面图b）断面图图6浅层软弱土部分固化处理（全断面固化组合点式固化）示意图DB33/T238320219a）低填浅挖路基软弱土浅层固化处理b）结构物基础浅层固化处理图7低填浅挖路基及结构物路段浅层固化处理示意图a）薄硬壳层中厚深厚软土浅层软土部分固化处理b）无硬壳层深厚软土浅层软土部分固化处理图8中厚层深厚层软土低填方路堤浅层固化处理示意图6.3.3设计计算DB33/T23832021106.3.3.1浅层固化设计内容包括浅层固化土材料及配合比设计、浅层固化厚度、宽度和加筋垫层等；计算内容包括就地固化硬壳层表面承载力、下卧层承载力、沉降和稳定性计算等。

6.3.3.2浅层固化设计前应在地质勘察成果基础上，按6.2的要求进行拟处理土的室内配合比试验，试验确定固化剂类型及其掺量，必要时应进行压缩模量的测试。

6.3.3.3浅层固化土设计强度采用固化处理后土体的90d龄期无侧限抗压强度值，固化处理后土体的90d无侧限抗压强度值应通过现场取样试验确定；初步设计时应根据室内固化土试块90d无侧限抗压强度估算，具体计算按式

（1）估算。

acuff.

（1）式中：

fa固化处理后土体90d无侧限抗压的强度（kPa）；强度折减系数（0.600.85），当土体与固化剂搅拌均匀性好时取高值，具体可根据试验确定；fcu在标准养护条件下，按设计配合比由室内制备的加固土试块测得的90d龄期试块无侧限抗压强度平均值（kPa）。

6.3.3.4浅层固化处理厚度应根据软弱土的深度、就地固化硬壳层表面及下卧层的承载力确定，应按式

（2）、式（3）和式（4）进行反复试算确定。

zczppazf.

（2）式中：

zp相应于荷载效应标准组合时，就地固化层底面处的附加应力（kPa）；czp就地固化层底面处的自重应力（kPa）；azf就地固化层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。

6.3.3.5浅层固化顶面为矩形基础或条形基础时，其附加应力应按式或式进行计算，并进行就地固化层下部土体的承载力验算。

图9附加应力扩散法计算示意图2tan2tankczblpppbzlz.（3）2tankczbpppbz.（4）式中：

zp相应于荷载效应标准组合时，就地固化层底面处的附加应力（kPa）；b路基（或基础）底面宽度（m）；DB33/T2383202111l路基（或基础）底面长度（m）；kp相应于荷载效应标准组合时，路基（或基础）底面处的平均压力设计值（kPa）；pc路基或基础底面处的自重应力（kPa）；z固化层的厚度（m）；就地固化层压力扩散角（），取2845，无试验资料时取值宜通过试验确定。

6.3.3.6就地浅层固化层底面处理宽度按式（5）计算确定，路基或基础底面单侧外延伸不小于1.0m。

b2tanbz.（5）式中：

b固化层底面宽度（m）；b路基或基础底面宽度（m）；z固化层的厚度（m）；就地固化层压力扩散角（），取2845，无试验资料时取值宜通过试验确定。

图10就地固化硬壳层宽度要求示意图6.3.3.7低填、浅挖路基底面采用就地浅层固化处理时，固化处理深度应满足相应交通荷载等级的路床厚度和路基工作区深度的要求，且其土基回弹模量E0值应满足JTGD30、JTGD40和JTGD50的要求。

6.3.3.8标准状态下就地固化土的动态回弹模量值MR应按JTGD30-2015附录A通过重复加载三轴压缩试验确定，也可按式（6）和式（7）进行计算确定。

需要考虑路基湿度状态影响时，就地固化土的动态模量值MR应按照附录B中式（B.1）进行估算；需要进一步考虑温度效应时，就地固化土的动态模量值MR应按照附录B中式（B.2）进行估算。

0.6417.6RMCBR（2CBR12）.（6）0.5522.1RMCBR（12CBR80）.（7）式中:

RM标准状态下固化土填料的动态回弹模量值（MPa）；CBR加州承载比（%）。

6.3.3.9就地固化浅层加固软基时应对就地固化硬壳层表面承载力进行计算，并应符合以下规定：

a）就地固化硬壳层表面承载力应按照JTG3450规定要求通过现场载荷试验进行确定；b）初步设计阶段，就地固化硬壳层表面承载力验算应按照GB50007均质地基进行估算，土层参数根据荷载影响深度按加固区以及加固区以下的加权平均值计算；若需进行精确计算，则应按附录C中C.1内容进行计算；c）就地固化浅层加固软基地基承载力计算时，应取就地固化硬壳层表面承载力和下卧层承载力的安全系数小值进行设计验算；相应的下卧层承载力安全系数K下按式（8）计算：

DB33/T2383202112.（8）式中：

K下下卧层承载力安全系数；f下下卧层承载力特征值（kPa）；Ph下卧层顶面附加应力（kPa），根据式（3）或式（4）进行计算。

6.3.3.10就地固化浅层加固软基时应对就地固化硬壳层表面承载力进行计算，并应符合以下规定：

就地固化浅层处理下卧软土时沉降计算应满足设计要求。

沉降计算包括就地固化硬壳层与就地固化下卧软土层的沉降，如图11所示，具体计算应符合以下规定：

a）就地固化硬壳层的压缩沉降量S1可采用复合压缩模量法，按照JTG/TD31-02中相关规定进行；b）下卧层软土的压缩沉降量S2按照GB50007采用分层总和法计算。

图11就地固化硬壳层双层地基沉降计算图6.3.3.11就地固化浅层处理路堤软基时，路堤的稳定性计算可采用圆弧滑动法进行计算，固化土的抗剪强度可采用试验路段固化土90d原状试件测得的无侧限抗压强度值的1/2，也可按照设计配合比由室内制备的90d固化土试件测得的无侧限抗压强度的30%，具体计算应按照JTG/TD31-02相应内容进行计算。

6.3.3.12就地固化浅层处理时，为增加其稳定性可在顶面设置加