淺析流態(tài)粉煤灰在路基薄弱區(qū)的應(yīng)用

陳均順

中鐵電氣化局西鐵建設(shè)公司，陜西 咸陽 712000

隨著科技的日新月異，對(duì)公路路基工程的質(zhì)量要求越來越高，路基薄弱區(qū)是控制路基病害的關(guān)鍵部位，如何處理好路基薄弱區(qū)的回填顯的尤為重要，為解決以上問題本文通過現(xiàn)場(chǎng)采用流態(tài)粉煤灰進(jìn)行回填的應(yīng)用，闡述采用流態(tài)粉煤灰回填路基薄弱區(qū)的優(yōu)越性。

1 工程概況

石環(huán)公路為石家莊市外環(huán)線路，主線采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速為80Km/h，荷載為標(biāo)準(zhǔn)公路一級(jí)。石環(huán)公路第八合同段起止于K57+900～K65+408.419, 主線全長(zhǎng)7508.219m，地處石家莊東南環(huán)欒城縣范圍。該標(biāo)段于2006年1月20日開工建設(shè)，于2008年5月31日完工。標(biāo)段內(nèi)共有大橋及立交橋八座，上部結(jié)構(gòu)均采用先簡(jiǎn)后支連續(xù)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共有預(yù)應(yīng)力箱梁390片；小橋全長(zhǎng)54.1m，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板結(jié)構(gòu)；涵洞共計(jì)66m，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板結(jié)構(gòu)；土方路基44萬方，其中包含率先應(yīng)用在高填方路基中的粉煤灰17萬方。石環(huán)公路第八合同段共有臺(tái)背16處，均采用液態(tài)粉煤灰進(jìn)行回填，共有29590方。利用液態(tài)粉煤灰進(jìn)行回填于2007年3月～6月間進(jìn)行施工，環(huán)城公路開通運(yùn)營(yíng)后，該16處臺(tái)背回填部位，運(yùn)營(yíng)三年后路面平坦，無任何無類似的路基病害，分析原因認(rèn)為流態(tài)粉煤灰在路基薄弱區(qū)的應(yīng)用從根本上預(yù)防了路基病害。結(jié)合石家莊環(huán)城公路這個(gè)項(xiàng)目就流態(tài)粉煤灰在公路及鐵路、市政等路基施工中的應(yīng)用做一淺析。

2 各項(xiàng)指標(biāo)分析

流態(tài)粉煤灰是由水泥、粉煤灰、高效緩凝減水劑、水四種材料按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行澆拌而成的液態(tài)混合物在一定時(shí)間內(nèi)通過一系列化學(xué)反應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度要求的半剛性新型建筑材料。下面就流態(tài)粉煤灰的原材料料源、施工工藝、技術(shù)指標(biāo)、成本核算及在其它領(lǐng)域的擴(kuò)展利用談?wù)勛陨淼囊娊狻?/p>

2.1 流態(tài)粉煤灰原材分析

粉煤灰是當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，年排量大約在2億t～3億t，在全國(guó)范圍內(nèi)分布也是很廣。粉煤灰由電廠煤粉爐排出的煙氣中收集到的灰白色顆粒粉末，常用的是靜電除塵的粉煤灰，具有細(xì)度較細(xì)、燒失量小、質(zhì)量較好的特點(diǎn)，是一種火山質(zhì)混合材料。其主要化學(xué)成分：氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、三氧化硫等。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排量逐年增加，大量的粉煤灰如處理不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣，粉煤灰的推廣利用成為變廢為寶、變害為利的一項(xiàng)重要措施，也是電力生產(chǎn)面臨解決的重要任務(wù)之一。因此，無論從生產(chǎn)量的保障，還是從利國(guó)利民方面，粉煤灰這種原材在推廣應(yīng)用方面具有廣泛的前景。另外，做為流態(tài)粉煤灰的其它材料為建筑行業(yè)很普通的材料均能夠及時(shí)保證供給。

2.2 施工工藝

施工工藝：原材料供應(yīng)到澆拌站（水泥、粉煤灰、外加劑、水）→按施工配合比進(jìn)行配料進(jìn)行攪拌約90s→用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至工地基坑（槽）留置所必須的試件→將流態(tài)粉煤灰倒至基坑（槽）→重復(fù)以上工作到澆筑完工作基坑。

流態(tài)粉煤灰施工特點(diǎn)：

1）攪拌站用普通混凝土拌和站即可，操作簡(jiǎn)單；

2）對(duì)需要處理的基坑（槽）按規(guī)范要求按路基施工規(guī)范要求按臺(tái)階放坡，臺(tái)階必須設(shè)置于原處理過的路基硬茬上；

3）流態(tài)粉煤灰具有較好液態(tài)流動(dòng)性，不用像混凝土那樣進(jìn)行搗固，也不用分層可以進(jìn)行連續(xù)澆筑；

4）相對(duì)于普通的基坑（槽）不受天氣影響；初凝時(shí)間約90min、終凝時(shí)間約180min，澆筑完的基坑在流態(tài)粉煤灰沒有達(dá)到終凝前不能撓動(dòng)；

5）液態(tài)粉煤灰凝固后相當(dāng)于混凝土，將路基工程按結(jié)構(gòu)工程施工克服了采用一般回填材料的質(zhì)量隱患。

2.3 技術(shù)指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)分析：流態(tài)粉煤灰(以石家莊環(huán)城公路已實(shí)施項(xiàng)目)按水泥：粉煤灰：外加劑：水=1:8.67:0.03:10.67設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行拌和；取試件（7.5cm×7.5cm×7.5cm）分別在7d與28d進(jìn)行試件試壓，在7d試件平均強(qiáng)度達(dá)到約480kPa～530kPa，28d平均強(qiáng)度達(dá)到約570kPa～650kPa；而普通地基承載力約180kPa左右，而路基設(shè)計(jì)地基承載力一般約為240kPa～320kPa。綜上所述，流態(tài)粉煤灰的承載力是設(shè)計(jì)地基承載力的1.5倍～2倍。

2.4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上比較：在路橋過渡段為預(yù)防橋頭跳車保證工程質(zhì)量,相對(duì)普通路基段回填材料要求高、工藝流程先進(jìn)，目前可采用三七灰土級(jí)配碎石及流態(tài)粉煤灰等方法。但流態(tài)粉煤灰（水泥：粉煤灰：外加劑：水=1:8.67:0.03:10.67）每立方成本約75元左右，而三七灰土所有費(fèi)用將在86元/立方左右，級(jí)配碎石約在148元/立方左右。當(dāng)然不同的地域可能材料方面存在一定的料差，但相對(duì)比較來說流態(tài)粉煤灰的成本還是較低。更重要的是三七灰土、級(jí)配碎石在緊靠臺(tái)背與涵背回填施工時(shí)，重型機(jī)械不能碾壓到位，人工配合小型機(jī)械又不能保證壓實(shí)達(dá)到要求，本身就會(huì)留下質(zhì)量隱患，流態(tài)粉煤灰澆筑一步到位，徹底克服了以上存在的問題。

簡(jiǎn)例：一座30延米長(zhǎng)的涵洞，涵身高5m，回填基坑按1:1.2放坡，開挖上口寬約8m，約需750m3填料。如采用灰土或級(jí)碎石分層回填重型機(jī)械碾壓，每層30cm，大約需8d時(shí)間，成本三七灰土約在6.6萬元，級(jí)配碎石成本約在11萬；而采用流態(tài)粉煤灰選用普通混凝土小型拌和站（0.75立方）就可在3d內(nèi)施工完成，成本約在5.3萬左右。從檢測(cè)指標(biāo)來說3種工藝均能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

3 結(jié)論

流態(tài)粉煤灰在高速公路施工中現(xiàn)階段已有了廣泛的應(yīng)用，在已開通的福銀高速、石家莊環(huán)城公路都取得了良好的郊果，施工工藝趨于成熟，基本克服了在路基薄弱段常出現(xiàn)的路基病害，減少了質(zhì)量隱患。在高速鐵路迅速發(fā)展的今天，各方面的設(shè)計(jì)指標(biāo)增加的同時(shí)工程質(zhì)量將是永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。在開通的石太高速鐵路、鄭西高鐵很多路基病害就是出在結(jié)構(gòu)物與路基的過渡段，按高鐵的理念將路基工程依據(jù)結(jié)構(gòu)工程的要求施工，運(yùn)用流態(tài)粉煤灰在高鐵或普通鐵路施工的深基坑、路橋過渡段、涵背等的回填，在能保證工程質(zhì)量的同時(shí)趕工期、節(jié)約成本、變廢為寶，節(jié)約社會(huì)資源方面均發(fā)揮重要作用。同時(shí)，流態(tài)粉煤灰還可用在路基病害處理時(shí)的壓漿材料，市政工程地下井周邊的回填等，相信流態(tài)粉煤灰會(huì)在更多領(lǐng)域得到進(jìn)一步的廣泛運(yùn)用。