淺論BS

概述

尉氏至許昌高速公路是國家重點高速公路日南高速公路的重要組成部分，我們承建的尉許高速NO.1標段位于河南省開封市境內(nèi)，合同段長度10.5公里，業(yè)主為河南瑞貝卡實業(yè)有限公司。

因項目附近的土場土質(zhì)極不均勻，粘性土和沙性粉土互層，給路基施工的質(zhì)量控制帶來較大困難，根據(jù)工程實際情況和室內(nèi)試驗的結(jié)果，業(yè)主同意使用BS-100土壤固化劑進行路基封頂層施工，自2004年8月固化土試驗段取得成功以來，已在全線施工7公里，經(jīng)河南省質(zhì)檢站驗收，施工質(zhì)量良好。

1.BS-100土壤固化劑簡介及固化作用的基本機理

BS-100土壤固化劑英文全稱為BASE－SEAL－100 CONCENTRATE－LIQUIDSOLL

STABILIZER

MATERIAL，該固化劑無色、無嗅，無毒、無腐蝕作用、環(huán)保無污染。密度1.4g／cm，PH值12，沸點212華氏度，冰點32華氏度，與水完壘相容。

固化劑的反應機理：固化劑的主要成分為乙烯H2C=CH2，加入土壤以后乙烯鏈打開，結(jié)合土、水泥或石灰中的鈣、鋁，斷鏈釋放出氫，氧化鈣和二氧化硅釋放出氧，氫氧結(jié)合釋放出水，反復作用直到乙烯鏈全部打開，此過程一般為4天，同時通過碳酸化作用，將土中的部分自由水以結(jié)晶水的形式固定，從而濃縮了顆粒表面的液膜濃度，達到飽和或過飽和狀態(tài)。

因固化劑可聚合一百萬的分子長鏈形成網(wǎng)狀結(jié)構，高分子鏈相互交叉纏結(jié)，從而使土體成為穩(wěn)固的整體。

2、配合比設計

試驗原材：水泥采用河南省禹州水泥廠的禹靈牌PO 32.5水泥(初凝時間7／b時)，素土為尉氏縣十里鋪土場的沙性粉土(間有粘土)，BS-100固化劑由洛陽路邦世豐土壤固化有限公司提供，系進口產(chǎn)品，摻量為0.48kg／cm。

我們主要進行了以下配比試驗：

1、水泥：石灰：素土=2：2：96

固化劑(BS-100)0.48kg／m

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為2.53Mpa

2、水泥：粉煤灰：素土=2：l 0：88固化劑(BS-100)0.48kg／m

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50ram)7天無側(cè)限抗壓強度平均為1.62Mpa

3、水泥：石灰：素土=3：20：77

固化劑(BS-100)0.48kg／m

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為2.87Mpa

4、石灰：素土=3：97固化劑(BS-100)0.48kg／m

飽水狀態(tài)下試塊(50×50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為0.78Mpa

5、水泥：素土=2.5：100固化劑(BS-100)0.48kg／m

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50ram)7天無側(cè)限抗壓強度平均為0.82Mpa

6、石灰：素土=12：88

飽水狀態(tài)下試塊(50x50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為0.48Mpa

7、石灰：素土：10：90

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為0.46Mpa

8、石灰：素土=8：92

飽水狀態(tài)下試塊(50 x 50mm)7天無側(cè)限抗壓強度平均為O.40Mpa

業(yè)主要求封層強度不小于0.6 Mpa，根據(jù)經(jīng)濟分析比較，在保證工程質(zhì)量的前提下采用第5組配比，試塊平均強度0.82Mpa，最小值O.75 Mpa，最大值0.96 Mpa配合比滿足設計要求。

3、施工步驟

a)將施工路基表面整平，用路拌機將施工段表面翻松3-5cm，目的是防止噴灑固化劑時可能引起的固化劑流失。

b)按照0.48k=g／cm的摻量計算施工段落的固化劑用量，溶解于水，用水車均勻噴灑干施工路段。

c)用路拌機拌和1遍并悶料8小時，然后灑布水泥，施工時按照水泥：素土=3.5：100的比例計算水泥用量和撒布水泥(規(guī)范要求路拌施工時水泥應增加1個百分點)。

d)路拌機拌和2遍，設計壓實厚度為20cm，根據(jù)試驗段的數(shù)據(jù)控制路拌機的拌和深度為28-30cm。

e)YZl8壓路機靜壓1遍，壓路機XSM220、YZl8交叉強振4遍，XSM220小振1遍，YZl8靜壓1遍消除輪機。碾壓工作應在固化劑噴灑后18小時內(nèi)完成。

f)保溫養(yǎng)生1天，然后用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生6天。

4、試驗段數(shù)據(jù)

我們于2004年8月20目開始作試驗段，8月27日試驗室7天試塊強度為：平均強度0.82Mpa，最小值0.79 Mpa，最大值0.86Mpa，偏差系數(shù)0.03，試驗段取得成功。我們于8月29日在試驗段用鉆芯機取出3個完整的芯樣，并轉(zhuǎn)送業(yè)主.獲得業(yè)主的贊許。

(設計對路基封頂層鉆芯取樣不做要求)

5、使用效果

截至2005年3月30日我們已經(jīng)用固化劑施工雙幅7.1公里，通過河南省質(zhì)檢站驗收4公里，還有3公里待驗。固化土水穩(wěn)性良好，強度較高，2005年冬天為河南省自1986年以來最冷的冬-天，最低溫度低于-20℃且雨雪較多，部分固化土路段沒有覆蓋，但經(jīng)復檢僅表面0.5—lcm有凍融現(xiàn)象，強度并未出現(xiàn)降低現(xiàn)象。

6、結(jié)論與探討：

BS-100固化劑是較好的封頂層摻用材料，與傳統(tǒng)的石灰土封頂層相比較具有結(jié)構層強度高、施工無污染、質(zhì)量易于控制等特點，特別是在土質(zhì)不均勻的情況下更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，而且避免了石灰土施工時灑布石灰對環(huán)境的污染和對施工人員的傷害。

當然，作為一種新材料還有很多性質(zhì)沒有被我們認識，施工工藝也有待進一步改進，還有固化劑在不同素土材料條件下的悶料、碾壓時間；施工后固化土干密度的變化規(guī)律等也待進一步研究。下面給出的是開封地區(qū)低液限粉性砂土的悶料、碾壓時間等，供參考：

砂土+0.48kg／m固化劑：

固化劑摻加4-8h、18-24h時段內(nèi)土樣的干密度有極小值且變化幅度較大不宜在此時段碾壓。

固化劑摻加8h-18小時土樣干密度相對保持穩(wěn)定，且干密度較高，宜在此時碾壓成形。