土體固化劑在道路基層中的應(yīng)用

薛東奎

摘要：通過將新型美國路邦EN—1土體固化劑摻入粘土再摻入石灰、水泥等輔助材料作為城市道路基層在中新天津生態(tài)城北部產(chǎn)業(yè)園東部道路工程中的實(shí)際應(yīng)用，對固化土質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行總結(jié)，著重介紹固化土基層施工工藝，對其在城市道路中的施工，養(yǎng)護(hù)工藝探索、總結(jié)出了一定的操作程序。

關(guān)鍵詞：固化土；路邦EN—1固化劑；施工工藝；驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.094

1工程概況

1.1工程簡介

本工程地處中新天津生態(tài)城，中新天津生態(tài)城是中國、新加坡兩國政府戰(zhàn)略性合作項(xiàng)目，是繼蘇州工業(yè)園之后兩國合作的新亮點(diǎn)。工程包括運(yùn)河北路（YHBK0+740.873～YHBKl+432.571）、運(yùn)河中路（YHZK1+556.691～YHZKl+975.416）兩部分。道路等級為：市政支路。雙向4車道，道路規(guī)劃紅線寬34m。

1.2地質(zhì)條件

場地內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，有天然地基承載力不均、地面沉降、土壤鹽漬化、污染土以及沙土液化現(xiàn)象，土層承載力低，一般不能作為永久性建筑物天然地基采用。表層土以鹽漬土及污染土為主。

2固化劑簡介

美國路邦EN—1固化劑是應(yīng)用于現(xiàn)代公路基層和底基層固化的新型化學(xué)材料，適用于不同土質(zhì)。常溫狀態(tài)下為黑色、不燃、有氣味的液體，具有極強(qiáng)的氧化性和溶解力?？砂淹寥李w粒溶解結(jié)合在一起，形成礦物混合物，經(jīng)碾壓密實(shí)形成巖石般堅(jiān)硬的整體板塊，在具有較大承載力的同時(shí)，也能防止水的侵蝕，該型固化劑在20多年前已被西方國家廣泛應(yīng)用并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用效果。

3固化土施工技術(shù)

3.1原材料

（1）固化劑：溶液的固體含量不得大于3%，不得有沉淀或絮狀現(xiàn)象，其主要性能指標(biāo)如表1所示。

（2）石灰：石灰應(yīng)采用生石灰粉，石灰等級應(yīng)為三級以上，石灰劑量采用質(zhì)量比，生石灰塊使用前應(yīng)充分消解，生石灰中有效鈣加氧化鎂含量大于70%。

（3）水泥：水泥采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，終凝時(shí)間應(yīng)大于6h小于10h，不得使用早強(qiáng)水泥。

（4）土：選用天津地區(qū)比較常見的塑性指數(shù)12～26的土，最大粒徑不得大于15mm。

（5）水：采用飲用水或pH值大于或等于6的水。

3.2配合比設(shè)計(jì)要求

（1）20cm水泥石灰固化土配比為固化劑參入量為干土質(zhì)量的0.014，水泥參入量為干土質(zhì)量的2%，石灰為干土質(zhì)量的3%。

（2）考慮到天津地區(qū)地下水位高，施工用土含水量普遍偏高，施工現(xiàn)場采用的石灰用量或土壤固化劑用量應(yīng)高于以上確定的劑量，石灰應(yīng)增加干土質(zhì)量的1%～2%，固化劑水溶液應(yīng)增加干土質(zhì)量的0.1～0.2%。

3.3摻加水泥、固化劑及拌合

（1）摻加水泥：根據(jù)固化劑固化水泥石灰土的寬度、厚度及預(yù)定的干密度、水泥劑量，計(jì)算出每袋水泥的縱橫間距，按照計(jì)算好的縱橫間距，用灰線畫出方格，在水泥卸到相應(yīng)方格內(nèi)，并應(yīng)檢查是否多余或遺漏。用刮板將水泥均勻攤開，應(yīng)注意使，每袋水泥的攤鋪面積相等，完成后使用寶馬拌和機(jī)初拌，使水泥與攤鋪的灰土拌合均勻。

（2）初拌：寶馬拌合機(jī)初拌，使水泥與攤鋪的灰土拌合均勻。

（3）摻加土壤固化劑。

以本工程為例，土壤固化劑稀釋比計(jì)算實(shí)例如下：

土壤固化劑濃縮液每桶重32.5kg，每桶濃縮液的體積為20升，土的干密度為1.8×103kg/m³，混合料的最佳含水量為17%，現(xiàn)場檢測混合料天然含水量15%，若固化土施工段落長100m，寬20m，厚度0.2m，土壤固化劑濃縮液占干土重量采用比例為0.014%。則計(jì)算如下：

若稀釋比大于1：150，則需加強(qiáng)固化用土的翻拌晾曬以降低加入固化劑前土壤的含水量，再實(shí)測晾曬后的土壤含水量、重新計(jì)算，以保證稀釋比小于1：150。

用水罐將固化土濃縮液按比例稀釋。采用壓力式灑水車或噴管式均勻噴灑灰土中，待摻入固化劑40分鐘后繼續(xù)拌合，應(yīng)不少于3遍，直到均勻。噴灑土壤固化劑水溶液時(shí)，噴灑應(yīng)均勻、不遺漏，中途不得停車，應(yīng)防止噴灑過量。

（4）寶馬拌合機(jī)應(yīng)緊跟灑水車后進(jìn)行拌合，根據(jù)固化劑固化水泥石灰土層厚度的要求，應(yīng)確定拌合深度，由兩側(cè)拌向中心，并略破壞下層表面，其深度宜為Icm。兩層之間不得留有未摻拌的“素土”夾層。每次拌合應(yīng)有重疊和翻透，并不得有漏拌，且固化類混合料拌合顏色應(yīng)一致，拌合應(yīng)不少于三遍或粒徑達(dá)到要求為止。

（5）整形：用平地機(jī)整形一次，應(yīng)將高出料直接管處路外，應(yīng)形成薄層填補(bǔ)現(xiàn)象。整形應(yīng)達(dá)到規(guī)定的坡度和路拱。

4工程質(zhì)量控制

4.1固化土質(zhì)量要求與檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

固化劑固化土施工的施工質(zhì)量驗(yàn)收目前尚未有統(tǒng)一的國家驗(yàn)收規(guī)范，具體驗(yàn)收按照設(shè)計(jì)要求及各地區(qū)相關(guān)技術(shù)要求為準(zhǔn)，在本工程施工過程中，本人組織項(xiàng)目技術(shù)人員，在設(shè)計(jì)單位的指導(dǎo)及監(jiān)理單位幫助下，制定了相應(yīng)的施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，具體要求如下。

4.1.1一般規(guī)定

（1）施工中，應(yīng)建立健全工地試驗(yàn)、質(zhì)量檢查以及工序間的交接驗(yàn)收等規(guī)章制度。試驗(yàn)、檢測、驗(yàn)收，應(yīng)做到原始記錄齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和資料完整。（2）每道工序完成后，均應(yīng)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下道工序。檢驗(yàn)不合格的，應(yīng)進(jìn)行翻修，達(dá)到合格要求。（3）在施工過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，切實(shí)做到所有施工工序都嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量檢測，在上道施工工序未經(jīng)檢測或經(jīng)檢測后其質(zhì)量不符合要求時(shí)，不得進(jìn)入下道工序的施工。

4.1.2材料試驗(yàn)

（1）固化處理層使用的原材料，其試驗(yàn)項(xiàng)目和方法應(yīng)符合表2的規(guī)定。（2）對固化土層應(yīng)按表3所列項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

4.1.3質(zhì)量要求

（1）施工過程中的質(zhì)量要求應(yīng)包括外形尺寸的控制和檢查以及質(zhì)量的控制和檢查。（2）外形尺寸的測量頻率和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。（3）施工過程中應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量控制、質(zhì)量控制的項(xiàng)目、頻率和標(biāo)準(zhǔn)符合表

3的規(guī)定。

4.2工程質(zhì)量檢驗(yàn)

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和道路彎沉實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證固化土施工質(zhì)量的兩個(gè)主要指標(biāo)，兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

（1）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度：根據(jù)《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ 057—94，對按上述配方拌合而成的土樣制備無側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)踐，并對其7天與14天的強(qiáng)度進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出強(qiáng)度試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）道路彎沉實(shí)驗(yàn)：根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTJ 059—95，采用后軸100kN的BZZ—100標(biāo)準(zhǔn)車，彎沉實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出完成實(shí)驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求。

通過上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固化土施工遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，體現(xiàn)出了固化土墊層的巨大優(yōu)勢。同時(shí)也驗(yàn)證了本項(xiàng)施工工藝的正確性。

5建議及結(jié)論

5.1施工建議

（1）現(xiàn)場拌合灰土?xí)r一定要保證灰土粒徑不大于15mm，且要把灰土中的雜質(zhì)、未消解的灰塊、石塊、大粒徑灰塊剔除干凈。

（2）不要直接在土壤中加入固化劑濃縮液，要按（150～220）：1或更高的體積比用水稀釋固化劑濃縮液，稀釋濃縮液時(shí)，應(yīng)把固化劑濃縮液加入水中，不要把水加到固化劑濃縮液中。

（3）土的含水量控制是難點(diǎn)問題，含水量決定路邦EN—1固化劑稀釋用水量、路邦EN—1固化劑能否均勻混合在土體中、能否碾實(shí)等，對固化效率起直接影響作用。工程施工中如遇大雨無法施工時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施，如加石灰粉、重新翻土、曬干，甚至進(jìn)行重復(fù)固化施工。

（4）路邦EN—1固化劑固化土施工工藝雖簡單，但施工技術(shù)含量高，每一道工序質(zhì)量影響都很大。目前，國內(nèi)對固化技術(shù)掌握程度還不高，實(shí)際工程應(yīng)由技術(shù)人員和設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理單位共同監(jiān)控整個(gè)施工過程，及時(shí)處理施工中遇到的實(shí)際問題。

（5）雨天不能進(jìn)行拌合，為避免固化劑稀釋液隨雨水流失，一般不要采用人工拌合。

5.2結(jié)論

路邦EN—1土體固化劑固化土材料費(fèi)用比二灰土和二灰碎石降低。施工和后期的養(yǎng)護(hù)成本比傳統(tǒng)基層有所降低。路邦EN—1土體固化劑穩(wěn)定基層對于減少施工環(huán)境污染和縮短工期具有重要意義，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。