劉宇飛

（湖南省水利水電第一工程有限公司 長(zhǎng)沙市 410007）

1 固化劑簡(jiǎn)介

土壤固化劑簡(jiǎn)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(yīng)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(yīng)，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(diǎn)：

（1）利用天然土壤進(jìn)行固化，就地取材，節(jié)省工程造價(jià)；

（2）防滲效果良好，滲透系數(shù)可達(dá)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(jiǎn)便快捷，環(huán)境污染小。

由于土壤固化劑具有以上優(yōu)點(diǎn)，在日本、美國(guó)等國(guó)的土木工程界受到極大重視，并被廣泛應(yīng)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(yàn)段工程

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

2.1 試驗(yàn)段所用材料

（1）土。在試驗(yàn)段路附近取土，土質(zhì)為粘性土，實(shí)驗(yàn)室重型擊實(shí)試驗(yàn)得出該土的擊實(shí)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(xué)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(jí)，最大粒徑20mm。

2.2 配比設(shè)計(jì)及室內(nèi)試驗(yàn)

首先進(jìn)行土壤固化劑室內(nèi)適應(yīng)性試驗(yàn)，取試驗(yàn)段土進(jìn)行室內(nèi)顆分試驗(yàn)，結(jié)果表明該土與室內(nèi)系統(tǒng)試驗(yàn)所用土基本相似。結(jié)合HAS固化劑改良土室內(nèi)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，我們選擇三種固化土配比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，具體配比方案見(jiàn)表1，擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)選定的配比按95%壓實(shí)度進(jìn)行成型及標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，然后測(cè)試其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、凍融循環(huán)和干濕循環(huán)試驗(yàn)。

表1 右堤試驗(yàn)工程采用配比方案

表2 HAS固化土擊實(shí)試驗(yàn)

試驗(yàn)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(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到6.56MPa，28天浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度5.56MPa，干濕循環(huán)強(qiáng)度4.78MPa，凍融循環(huán)強(qiáng)度4.73MPa。

2.3 試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)施工

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

HAS土壤固化劑道路的施工工藝流程見(jiàn)附圖。

2.3.1 準(zhǔn)備下承層

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

2.3.2 備 料

（1）采集土之前，先將樹(shù)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(jì)配比一、二、三計(jì)算材料用量，路面5m寬，厚度20cm。

按照設(shè)計(jì)配比計(jì)算出每車土和石子的堆放距離。在運(yùn)輸車將土和石子運(yùn)到指定地點(diǎn)之前，用灑水車預(yù)先灑水，使其表面濕潤(rùn)，但注意不能過(guò)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?cái)備佋陬A(yù)定的路面上，表面力求平整，并有規(guī)定的路拱；

（2）攤料過(guò)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(jì)算出的結(jié)果放置土壤固化劑，方案一：500 m試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)段總共需要932袋土壤固化劑，每10延米放18袋。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定每袋固化劑的縱橫間距，在土層上做安放標(biāo)記。將固化劑直接卸在做標(biāo)記的地點(diǎn)，并檢查有無(wú)遺漏和多余。

2.3.5 拌 和

對(duì)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(jī)進(jìn)行拌和，并設(shè)專人跟隨拌和機(jī)，隨時(shí)檢查拌和深度并配合拌和機(jī)操作人員調(diào)整拌和深度。拌和深度需要達(dá)到原有路基（5～10）mm，以利上下層粘結(jié)。施工中嚴(yán)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(guò)程結(jié)束時(shí)，檢驗(yàn)混合料的含水率，經(jīng)檢驗(yàn)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(jī)初步整形；

（2）用推土機(jī)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(duì)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(jìn)行找平；

（4）在整形過(guò)程中嚴(yán)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(jī)的輪寬和輪距的不同，制定碾壓方案，應(yīng)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(shí)，立即用14t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)應(yīng)注意重疊1/2輪寬，后輪必須超過(guò)兩段的接縫處，后輪壓完路面的全寬時(shí)即為一遍。施工時(shí)控制碾壓6遍。壓路機(jī)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(yán)禁壓路機(jī)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(hù)

在碾壓完成以后，采用灑水車灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，灑水車灑水不得將水流直接沖擊固化土路面，均勻?yàn)⒃诠袒谅访妗Ｃ刻鞛⑺嚍⑺螖?shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(hù)期在7天以上，在養(yǎng)護(hù)期間除灑水車外禁止任何車輛通行。

2.4 試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

試驗(yàn)路施工過(guò)程中通過(guò)用核子密度儀對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并現(xiàn)場(chǎng)成型抗壓強(qiáng)度試件，以評(píng)價(jià)道路施工性能。檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 馬廠堿河右堤試驗(yàn)路壓實(shí)度測(cè)定結(jié)果

表4 馬廠堿河右堤試驗(yàn)路7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 MPa

由表3、表4可以看出：用14t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓六遍后，各段壓實(shí)度均能達(dá)到95%以上。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果中各配比7天無(wú)側(cè)限最低浸水強(qiáng)度為1.99MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yàn)段固化土的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果與室內(nèi)配比結(jié)果有一定的差異，現(xiàn)場(chǎng)基本達(dá)到室內(nèi)試驗(yàn)的60%左右，這主要是由于現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)機(jī)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(yǔ)

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(qiáng)度較高、耐久性較好，其初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(yīng)用前景。

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