劉宇飛

（湖南省水利水電第一工程有限公司 長沙市 410007）

1 固化劑簡介

土壤固化劑簡稱固化劑，是指在常溫下能夠直接膠結(jié)土粒表面或與土粒的粘土礦物成分反應生成膠結(jié)物質(zhì)的改性劑，能改善和提高土壤性能的材料。它能與各種土壤發(fā)生反應，形成具有一定承載能力、防滲能力和耐久性的固化土。利用固化劑加固土壤具有以下優(yōu)點：

（1）利用天然土壤進行固化，就地取材，節(jié)省工程造價；

（2）防滲效果良好，滲透系數(shù)可達到10-8cm/s；

（3）固化土可承受一定壓力，具有一定的耐久性，經(jīng)水浸泡后不發(fā)生泥化；

（4）固化劑施工簡便快捷，環(huán)境污染小。

由于土壤固化劑具有以上優(yōu)點，在日本、美國等國的土木工程界受到極大重視，并被廣泛應用于水利、交通、建筑等領(lǐng)域的固化、防滲工程中。土壤固化劑根據(jù)其狀態(tài)的不同可分為液體和粉狀兩種，根據(jù)其固化原理主要可分為電離子類、生物酶類和水化類三種。

2 某堤防道路試驗段工程

洞庭湖區(qū)某堤防道路試驗段工程全長1.5km，路寬5.0m，厚度設(shè)計為20cm。

2.1 試驗段所用材料

（1）土。在試驗段路附近取土，土質(zhì)為粘性土，實驗室重型擊實試驗得出該土的擊實最佳含水率13.2%，最大干密度1.82g/cm3。

（2）土壤固化劑。土壤固化劑采用武漢水利電力大學生產(chǎn)的HAS高性能土壤固化劑。

（3）水。就近取水，可以選用井水或地表水。

（4）石子。石子采用人工碎石，石子為單粒級，最大粒徑20mm。

2.2 配比設(shè)計及室內(nèi)試驗

首先進行土壤固化劑室內(nèi)適應性試驗，取試驗段土進行室內(nèi)顆分試驗，結(jié)果表明該土與室內(nèi)系統(tǒng)試驗所用土基本相似。結(jié)合HAS固化劑改良土室內(nèi)抗壓強度試驗結(jié)果，我們選擇三種固化土配比進行現(xiàn)場試驗，具體配比方案見表1，擊實試驗結(jié)果見表2。對選定的配比按95%壓實度進行成型及標準養(yǎng)護，然后測試其無側(cè)限抗壓強度、浸水無側(cè)限抗壓強度、凍融循環(huán)和干濕循環(huán)試驗。

表1 右堤試驗工程采用配比方案

表2 HAS固化土擊實試驗

試驗表明，配比方案二較優(yōu)，即土壤固化劑占土比例12%，石子摻入量50%，固化土28天無側(cè)限抗壓強度達到6.56MPa，28天浸水無側(cè)限抗壓強度5.56MPa，干濕循環(huán)強度4.78MPa，凍融循環(huán)強度4.73MPa。

2.3 試驗路現(xiàn)場施工

某港區(qū)堤防路試驗工程現(xiàn)場施工采用路拌法施工工藝，所需施工機械為：公路拌和機1輛，鏈軌1輛，整平機1輛，14t振動壓路機1輛，灑水車1輛。

HAS土壤固化劑道路的施工工藝流程見附圖。

2.3.1 準備下承層

土壤固化劑的道路的下承層表面需要平整、堅實，具有規(guī)定的路拱，下承層的平整度和壓實度符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ032000）規(guī)定。對原有路基用14t三輪壓路機進行了三遍碾壓檢驗，在碾壓結(jié)束后下承層平整堅實。

2.3.2 備 料

（1）采集土之前，先將樹木、草皮和雜土清除干凈；

（2）土中的超尺寸顆粒人工篩除；

（3）按設(shè)計配比一、二、三計算材料用量，路面5m寬，厚度20cm。

按照設(shè)計配比計算出每車土和石子的堆放距離。在運輸車將土和石子運到指定地點之前，用灑水車預先灑水，使其表面濕潤，但注意不能過分潮濕而造成泥濘。

2.3.3 攤鋪混合料

（1）將土和石子均勻地攤鋪在預定的路面上，表面力求平整，并有規(guī)定的路拱；

（2）攤料過程中注意將大的土塊、超尺寸顆粒人工揀除。

2.3.4 擺放和攤鋪固化劑

按前面計算出的結(jié)果放置土壤固化劑，方案一：500 m試驗段總共需要2160袋土壤固化劑，每10延米放43袋；方案二：500m試驗段總共需要1146袋土壤固化劑，每10延米放23袋；方案三：500m試驗段總共需要932袋土壤固化劑，每10延米放18袋。根據(jù)計算結(jié)果確定每袋固化劑的縱橫間距，在土層上做安放標記。將固化劑直接卸在做標記的地點，并檢查有無遺漏和多余。

2.3.5 拌 和

對于修筑的土壤固化劑道路采用徐州生產(chǎn)的公路專用路用拌和機進行拌和，并設(shè)專人跟隨拌和機，隨時檢查拌和深度并配合拌和機操作人員調(diào)整拌和深度。拌和深度需要達到原有路基（5～10）mm，以利上下層粘結(jié)。施工中嚴禁在拌和層底部留有素土夾層，施工中控制拌和兩遍。在上述拌和過程結(jié)束時，檢驗混合料的含水率，經(jīng)檢驗混合料的含水率均比最佳含水率大1%～2%,符合施工要求。

2.3.6 整 形

（1）混合料拌和均勻后，立即用路用刮平機初步整形；

（2）用推土機鏈軌立即在初平的路段上快速碾壓一遍，以暴露潛在的不平整；

（3）對于局部低洼處，用齒耙將其表層5cm以上耙松并用新拌的混合料進行找平；

（4）在整形過程中嚴禁任何車輛通行，并保持固化土拌合均勻。

2.3.7 碾 壓

（1）根據(jù)路寬、壓路機的輪寬和輪距的不同，制定碾壓方案，應使各部分碾壓到的次數(shù)盡量相同，路面的兩側(cè)控制多壓三遍。

（2）在整形后，等到混合料為最佳含水率時，立即用14t壓路機進行碾壓。碾壓時應注意重疊1/2輪寬，后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路面的全寬時即為一遍。施工時控制碾壓6遍。壓路機的碾壓速度，頭兩遍碾壓速度控制在1.5km/h左右，后四遍碾壓速度控制在（2.0～2.5）km/h。

（3）嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，以保證穩(wěn)定土表面不受破壞。

2.3.8 灑水養(yǎng)護

在碾壓完成以后，采用灑水車灑水進行養(yǎng)護，灑水車灑水不得將水流直接沖擊固化土路面，均勻灑在固化土路面。每天灑水車灑水次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場路面潮濕狀態(tài)和天氣情況，始終保持固化土路面潮濕。灑水的養(yǎng)護期在7天以上，在養(yǎng)護期間除灑水車外禁止任何車輛通行。

2.4 試驗路現(xiàn)場檢測

試驗路施工過程中通過用核子密度儀對壓實度進行跟蹤檢測，并現(xiàn)場成型抗壓強度試件，以評價道路施工性能。檢驗結(jié)果見表3、表4。

表3 馬廠堿河右堤試驗路壓實度測定結(jié)果

表4 馬廠堿河右堤試驗路7天無側(cè)限抗壓強度測定結(jié)果無側(cè)限抗壓強度 MPa

由表3、表4可以看出：用14t振動壓路機碾壓六遍后，各段壓實度均能達到95%以上。強度試驗結(jié)果中各配比7天無側(cè)限最低浸水強度為1.99MPa，遠遠大于《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ034-2000）規(guī)定的要求。各試驗段固化土的現(xiàn)場檢測結(jié)果與室內(nèi)配比結(jié)果有一定的差異，現(xiàn)場基本達到室內(nèi)試驗的60%左右，這主要是由于現(xiàn)場施工時機械攪拌不均勻、土壤固化劑輕微受潮等原因引起的。

3 結(jié)語

土壤固化劑是一種性能較好的土壤固化穩(wěn)定材料，固化土強度較高、耐久性較好，其初步的技術(shù)經(jīng)濟指標基本令人滿意，它是堤防道路和路面基層施工的優(yōu)質(zhì)材料，具有廣闊的應用前景。

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