石灰粉煤灰在地基處理中的應(yīng)用

郝竟宇

摘要：介紹了石灰粉煤灰在漢沽東擴(kuò)軟基處理中的應(yīng)用， 石灰粉煤灰材料的選用及施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：石灰粉煤灰、軟土路基、施工要點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TF734.62+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近年來，在天津市濱海新區(qū)道路中經(jīng)常遇到軟基處理的工程，其土質(zhì)具有含鹽量較大，天然含水量高，壓縮性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)。當(dāng)天然地基較為軟弱，不能滿足地基強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性時(shí)，必須經(jīng)過人工處理再造基礎(chǔ)或填筑路基。石灰粉煤灰基層是目前我國(guó)修筑高等級(jí)公路的主要結(jié)構(gòu)層,具有水硬性、緩凝性、強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好,板體性強(qiáng),強(qiáng)度隨齡期不斷增加抗裂收縮性小,能適應(yīng)各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)條件且資源較為豐富等特點(diǎn)。本文針對(duì)石灰粉煤灰（下述簡(jiǎn)稱二灰）在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，研究過程簡(jiǎn)述如下。

一、工程概況：

漢沽東擴(kuò)區(qū)地處天津市東部沿海，長(zhǎng)期以來，一直是我國(guó)重要的海洋化工工業(yè)和鹽業(yè)基地。本項(xiàng)目現(xiàn)狀用地以鹽池、鹽水為主。地下水位以潛水為主，地下水位較高，下水位標(biāo)高為1.5m，地表水屬CL-Na.Mg及CL-Na.型水，化學(xué)類型屬CL-Na.Mg型水，含鹽類型為氯鹽及硫酸鹽，平均含鹽量氯鹽1.51%，硫酸鹽1.02%。腐蝕性為強(qiáng)腐蝕。該地區(qū)土質(zhì)屬于亞硫酸鹽漬土，天然含水量w為30%，天然孔隙比e為1%，具有一定的軟塑性，含水量較高，壓縮性強(qiáng)。由于本工程地下水位較高，原狀土含水量過高，土基承載力較低，容易變形，施工時(shí)壓實(shí)容易產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象。為減少工后沉降，采用石灰粉煤灰輕質(zhì)路堤作為軟基處理措施，以確提高路基強(qiáng)度保證路基密實(shí)、均勻、穩(wěn)定。

二、石灰粉煤灰的特性：

1、粉煤灰特性：粉煤灰是一種灰白到黑色的粉狀工業(yè)廢渣，主要氧化物組成為：SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO等。其質(zhì)量輕、強(qiáng)度較高、壓實(shí)后沉降量小的有點(diǎn)。但它本身略有或沒有水硬膠凝性能，質(zhì)量輕，干燥時(shí)容易揚(yáng)塵，壓實(shí)過程中表面容易起皮，而且含水量不易控制。

2、石灰土特性：石灰土材料不但具有較高的抗壓強(qiáng)度，而且也具有一定的抗彎強(qiáng)度，但收縮系數(shù)較大、抗彎拉強(qiáng)度較低、水穩(wěn)定性較差。其它公路的使用經(jīng)驗(yàn)也表明，其裂縫較嚴(yán)重，表層較二灰更容易受水的侵入而軟化，以致在裂縫處出現(xiàn)沖刷唧泥。規(guī)范規(guī)定當(dāng)硫酸鹽含量大于或等于0.8%的土不宜用石灰土。

3、石灰粉煤灰特性：

當(dāng)在粉煤灰中摻入10~12%的石灰，混合拌和后，生成石灰粉煤灰。其具有水硬性、緩凝性、強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好,板體性強(qiáng),強(qiáng)度隨齡期不斷增加抗裂收縮性小,能適應(yīng)各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)條件，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。由于重量輕是軟土地基回填的優(yōu)良填料,能充分利用石灰粉煤灰質(zhì)量輕的特點(diǎn),減小軟土地基的附加應(yīng)力,有利于路基的穩(wěn)定，減少路基的不均勻沉降。因此結(jié)合天津市軟基處理以及漢沽鹽堿區(qū)軟基處理的成功經(jīng)驗(yàn)，路基處理采用石灰粉煤灰。

三、路基處理方案

1、路基處理：

因本項(xiàng)目區(qū)內(nèi)絕大范圍為鹽田水域，道路路線也多位于水域范圍，水面高程較高，路基處于過濕狀態(tài)的下限，因此為提高路基強(qiáng)度，全線除做一般路基處理外，大范圍路基還需做特殊路基處理。

2、一般路基處理

60cm石灰粉煤灰處理+60cm混渣處理，混渣用土工格柵反包，分層碾壓后再鋪設(shè)防水土工布。

3、特殊路基處理

采用打壩清淤方案，施工順序?yàn)榇驂巍⒊樗?、清淤再分層填筑。本次設(shè)計(jì)為清淤見底后，在溝底鋪設(shè)一層土工隔柵，再反包一定厚度的拆房土后，進(jìn)行一般路基的處理。

四、石灰粉煤灰材料的選用：

1、石灰：石灰等級(jí)為III級(jí)以上，含水量不超過4%。石灰應(yīng)在用灰前5～7天消解完畢，嚴(yán)禁隨消解隨使用。消解石灰要掌握用水量，使石灰能充分消解，并保持濕度（一般在20%～35%），以免過干飛揚(yáng)或過濕成團(tuán)（參考用水量：消解每噸生石灰用水一般在600～800kg）。

2、粉煤灰：應(yīng)采用二級(jí)以上的粉煤灰，粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3中的含量應(yīng)不大于70%，燒失量不超過20%；粉煤灰的比表面積宜大于2500cm2/g或通過0.075mm篩孔總量不少于70%，通過0.3mm篩孔總量不少于90%；使用濕粉煤灰時(shí)含水量不宜超過35%。濕的粉煤灰要在用前幾天運(yùn)到，以便瀝水，并要防止雨淋或灰粉飛揚(yáng)。干粉煤灰最好在裝運(yùn)前加適量水運(yùn)送或用封閉車運(yùn)輸，以免揚(yáng)灰。

五、配合比及強(qiáng)度要求：

1、石灰粉煤灰其配合比為:石灰15%：粉煤灰85%。

2、強(qiáng)度要求：其７天浸水抗壓強(qiáng)度≥0.5MPa(底基層)。

六、石灰粉煤灰施工要點(diǎn)：

1、配合比及強(qiáng)度要求：

（1）石灰粉煤灰其配合比為:石灰15%：粉煤灰85%。

（2）強(qiáng)度要求：其７天浸水抗壓強(qiáng)度≥0.5MPa(底基層)。

2、備料：

（1）石灰：高等級(jí)公路宜采用磨細(xì)生石灰粉，其它等級(jí)公路采用生石灰。應(yīng)在使用前10天充分消解,消石灰應(yīng)過10mm篩。

（2）粉煤灰：露天堆放的粉煤灰必須含有足夠的水分(含水量15%～20%)以防飛揚(yáng)，在存放過程中粉煤灰凝結(jié)成塊,使用時(shí)應(yīng)將灰塊打碎。

3、施工：

（1）石灰粉煤灰底基層其壓實(shí)厚度以18cm為宜。

（2）材料拌合采用拌合機(jī)拌合，嚴(yán)格掌握材料配比，拌合均勻后方可進(jìn)行攤鋪。

（3）攤鋪后，進(jìn)行整型，整型一定嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的坡度和路拱進(jìn)行，特別注意接縫處的整平。

（4）在整型過程中，禁止任何車輛通行。

（5）初步整型后，檢查混合料的松鋪厚度，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料或減料。

（6）壓實(shí)厚度在18～20cm(超過20cm的壓實(shí)厚度應(yīng)分層碾壓，但最小的壓實(shí)厚度為10cm)時(shí)，必須用18t～20t的三輪壓路機(jī)碾壓或用重型輪胎壓路機(jī),振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，如表面水分不足，應(yīng)適當(dāng)灑水。路面的兩側(cè)應(yīng)多壓2遍。

（7）密實(shí)度(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))低基層Ｋ≥93%。

（8）底基層寬度等于路面寬度加上2×0.3m。

（9）接縫和“調(diào)頭”處的處理：兩工作段的搭接部分，應(yīng)采用對(duì)接形式，前一段拌合后，留有5～8m不進(jìn)行碾壓，后一段施工時(shí)，將前段留下未壓部分一起再進(jìn)行拌和和碾壓。

（10）如在已壓成的二灰底基層上施工機(jī)械“調(diào)頭”，應(yīng)覆蓋10cm砂或爐灰保護(hù)“調(diào)頭”部分。

（11）碾壓成型合格的二灰層，應(yīng)進(jìn)行灑水養(yǎng)生，一般不少于7天，并封閉交通。

（12）不能中斷交通情況下，可采用半幅施工方法，接縫處應(yīng)對(duì)接，必須保持平整密合。

4、特殊季節(jié)施工措施

（1）冬季施工：基層應(yīng)在第一次重冰凍（-3℃～-5℃）到來之前的一個(gè)月停止施工，以保證其在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前不受凍。（2）必要可采取提高早期強(qiáng)度的措施，防止基層受凍。如：在混合料中參加2%～5%的水泥代替石灰；在混合料結(jié)構(gòu)組成規(guī)定范圍內(nèi)加大集料用量；采用碾壓成型的最低含水量的情況下壓實(shí)，最低含水量宜小于最佳含水量1%～2%。

（2）雨季施工：根據(jù)天氣預(yù)報(bào)合理安排施工，做到雨天不施工。雨期施工時(shí)應(yīng)將石灰、粉煤灰等進(jìn)行覆蓋，材料場(chǎng)地做好排水，使原材料避免雨淋浸泡。合理安排施工段長(zhǎng)度，各項(xiàng)工序緊密連接，集中力量分段鋪筑，在雨前做到碾壓密實(shí)。

結(jié)語(yǔ)：石灰粉煤灰作為路基鋪筑材料在漢沽東擴(kuò)屬首次。至2011年5月，道路建成后運(yùn)行2年多，其效果良好。它的成功將的市政施工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用作了有益的嘗試，闖出了一條新路。

參考書目：

[1]JTJ034-2000,公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范

[2]JTG D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范

[3]地基處理手冊(cè)編委會(huì)，地基處理手冊(cè)[M]，(第二版)，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[4]蔣應(yīng)軍 李明杰 陳忠達(dá). 石灰粉煤灰在臺(tái)背回填中的應(yīng)用研究[J]. 公路交通科技,第22卷第四冊(cè)