羅 平 (中交水利水電建設(shè)有限公司,浙江 寧波 315200)
目前市政橋梁工程普遍存在兩方面問題,一方面是道路路基需要大量的塘渣填筑,而塘渣的市場供應(yīng)極其緊缺,且材料價格一直處于上漲趨勢。另一方面是現(xiàn)場鉆孔灌注樁施工階段,將產(chǎn)生大量泥漿,泥漿的外運(yùn)既產(chǎn)生大量費(fèi)用,又對海洋環(huán)境造成極大的破壞。此外在承臺施工階段,大量開挖的土方也存在高額外運(yùn)費(fèi)用的情況。因此采用新型技術(shù)工藝將施工中產(chǎn)生的客土進(jìn)行處理來作為代替塘渣的填筑材料就顯得尤為重要。
而堆場固化工藝則是將市政橋梁施工過程中產(chǎn)生的泥漿土方、承臺開挖土方作為原材料,將土方進(jìn)行堆場處理,按照配合比摻入水泥、礦粉、石灰等作為固化劑,利用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行攪拌破碎,將處理后的土體替代塘渣作為道路路基填筑材料,在保證道路使用功能的前提下,既能大大節(jié)約施工成本,又能有效減少環(huán)境污染。
圖1 保通道路試驗(yàn)段平面位置圖
目前國內(nèi)外有很多將固化土應(yīng)用到城市主干道的路基填料的成功案例,但由于寧波軟土地質(zhì)條件,暫時還沒有推廣應(yīng)用,因此為了檢驗(yàn)土方利用工藝的可行性,指導(dǎo)永久道路土方利用實(shí)施,選取西洪項(xiàng)目部保通道路作為固化土路基填筑段,該路段位于云飛路~北環(huán)快速路之間廣元大道西側(cè),工程范圍K0+000~K0+580,新建道路總長約580m。
本固化土填筑路段的現(xiàn)場地標(biāo)高1.55m~5.7m,設(shè)計(jì)標(biāo)高3.2m~4.0m。綜合考慮現(xiàn)場施工條件,主要采用三種堆場固化土工藝(代號分別為A、B、C)進(jìn)行實(shí)施,該路段及任務(wù)劃分情況如下表1所示。
本保通道路路段劃分 表1
該路段的三種堆場固化土工藝,工藝A采用了干拌一次摻灰,配合機(jī)械攪拌頭翻曬的施工方式,工藝B采用了干拌二次摻灰,不用機(jī)械攪拌頭翻曬的施工方式,工藝C采用了集土坑一次摻灰破碎處理的施工方式。該三種工藝的施工過程如下表2所示。
施工工藝介紹 表2
圖2 工藝主要設(shè)備—二灰攪拌器
圖3 固化土工藝流程圖
在此次保通道路固化土路基施工期間,不同的施工工藝在后續(xù)固化土混合料攤鋪碾壓的工藝方面各有差異,現(xiàn)對各攤鋪碾壓工藝進(jìn)行整理,具體如下表3所述。
攤鋪碾壓工藝 表3
根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 37-2012),固化土作為路基填料使用前,先檢測其最大粒徑、CBR值和含水率等指標(biāo),且填料土在壓實(shí)前其含水率不高于最佳含水率的2%。其中,路基各部位對填料最大粒徑及CBR值的要求應(yīng)符合表4規(guī)定。
填料指標(biāo)及路基壓實(shí)度要求 表4
為更好的控制固化土填料的質(zhì)量,本項(xiàng)目主要檢測項(xiàng)目為壓實(shí)度、CBR值和彎沉值。壓實(shí)度采用環(huán)刀法檢測,CBR值采用室內(nèi)試驗(yàn)測定,彎沉值采用貝克曼梁法測量。
圖4 固化土壓實(shí)度、含水率及CBR內(nèi)部檢測
對同一批處理的固化土,以100m3為一檢驗(yàn)批,不足100m3按一個檢驗(yàn)批計(jì)。對固化土填料的最大粒徑、CBR值及含水率進(jìn)行檢測,其中,每一檢驗(yàn)批的CBR值測試試塊為3塊,含水率測試點(diǎn)不少于3個,表5是現(xiàn)場檢測的檢測結(jié)果。
現(xiàn)場試驗(yàn)檢測結(jié)果 表5
由表5檢測結(jié)果可以看出,各項(xiàng)工藝施工完成的指標(biāo)都符合設(shè)計(jì)規(guī)范值,但是C工藝的集土坑一次摻灰破碎處理形成的CBR值、壓實(shí)度、彎沉值各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)于A工藝,此外B工藝的干拌二次摻灰且不用機(jī)械攪拌頭翻曬的加工方式以及后續(xù)采用的三光輪壓路機(jī)碾壓形成的CBR值、壓實(shí)度、彎沉值各項(xiàng)性能指標(biāo)都優(yōu)于其他施工工藝。
經(jīng)過施工期間三種加工工藝的比對,B工藝的干拌二次摻灰的加工方式,制拌的混合料通過強(qiáng)制攪拌破碎機(jī)出料生產(chǎn)出來的混合料顆粒較為均勻,顆粒與空氣接觸的比表面積大,能確保在短時間內(nèi)降低固化土混合料的含水率,且經(jīng)翻曬后能較快達(dá)到最佳含水率附近,且由于二次摻灰工藝成型的固化土相關(guān)指標(biāo)要高于一次摻灰的施工工藝。因此在后續(xù)施工過程中推薦干拌且二次摻灰的施工工藝用于固化土路基施工。
A、C采用的攤鋪碾壓方式為:
采用攤鋪機(jī)(挖掘機(jī))進(jìn)行攤鋪→18t壓路機(jī)靜壓2遍→振動碾壓6遍
B采用的攤鋪碾壓方式為:
采用挖掘機(jī)進(jìn)行攤鋪(含后續(xù)路拌機(jī)現(xiàn)場攪拌)→18t壓路機(jī)靜壓2遍→振動碾壓4遍→光三輪壓路機(jī)碾壓2遍→靜壓1遍,兩種攤鋪碾壓工藝成型后效果如圖5、圖6所示。
圖5 A、C攤鋪碾壓后成型效果
圖6 B攤鋪碾壓后成型效果
經(jīng)現(xiàn)場比對,在壓實(shí)度及CBR值均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的前提下,由B所攤鋪碾壓的路段在平整度方面較A、C的更好,表面收縮裂縫寬度更小,深度更淺且數(shù)量更少。因此在后續(xù)碾壓固化土料時推薦采用三光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。
想在軟土路基采用固化土堆場固化施工工藝大規(guī)模工廠化集中加工時,推薦按照表6的施工工藝方式進(jìn)行。
施工工藝總結(jié) 表6
碾壓成活后,及時在固化土路基上方覆蓋土工布進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),確保土工布持續(xù)濕潤,但固化土路基上方不得有明水積聚,養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)不小于7d。
通過對西洪項(xiàng)目保通道路的堆場固化施工工藝的應(yīng)用研究,不難發(fā)現(xiàn)堆場固化工藝采用干拌且二次摻灰的加工方式配合三光輪壓路機(jī)的攤鋪碾壓方式在軟土路基同樣是可以推廣使用的,同時相比普通的填筑路基還有一定的優(yōu)勢,主要集中在以下兩個方面,一是在現(xiàn)在宕渣市場緊缺,材料不斷上漲的局面下給市場提供了更多的選擇;二是將現(xiàn)狀施工中一些閑置的泥漿土、黏土重復(fù)利用起來,達(dá)到節(jié)約施工成本的目的。