歐海湖，譚樹成，楊仕波，付文濤，秦 華，樊明松

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610000)

1 概述

在當(dāng)前道路基層方面，對(duì)鉆前工程的設(shè)計(jì)中，場(chǎng)坪和道路基層均采用20 cm連砂石基層，但是連砂石作為不可再生的自然資源，其材料價(jià)格較高，且很多地區(qū)不易購(gòu)買。用于地基處理的片石、塊石等資源較為短缺，在很多地區(qū)同樣價(jià)格較高且不易購(gòu)買[1]。采用石化技術(shù)對(duì)土體進(jìn)行石化處理，可顯著提高土體的水穩(wěn)性和壓實(shí)性，處治并壓實(shí)后的土體含水率低、承載力高、水穩(wěn)性好，可直接作為道路及場(chǎng)坪基層使用，其上可直接澆筑混凝土面層或者鋪設(shè)裝配式混凝土面層[2-3]。

2 現(xiàn)場(chǎng)土體含水率調(diào)查

近年來(lái)，對(duì)典型的鉆前工程現(xiàn)場(chǎng)土體進(jìn)行了取樣，測(cè)定了其含水率，為黏土石化技術(shù)在鉆前工程中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)，在開展黏土石化技術(shù)工程應(yīng)用之前，要先測(cè)定和掌握現(xiàn)場(chǎng)土體的含水率，根據(jù)含水率的高低狀況，采用不同的材料配比及處治方式[4]，見表1。

表1 代表性的井場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)土體含水率統(tǒng)計(jì)

由表1可知，根據(jù)含水率檢測(cè)，用得出的數(shù)據(jù)來(lái)確定減水粉劑和液劑的用量。

3 固化土基層現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

3.1 工程概況

威204H79平臺(tái)鉆前工程項(xiàng)目位于四川省威遠(yuǎn)縣高石鎮(zhèn)小灣村7組；井場(chǎng)平面尺寸為125 m(長(zhǎng))×80 m(寬)，井場(chǎng)區(qū)域地貌為丘陵地帶，井場(chǎng)縱向軸線沿西北東南方向布置；維修公路4.0 km、改建公路0.18 km、新建公路0.442 km，道路總長(zhǎng)4.622 km，見圖1。

3.2 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方法，研究石化土基層的施工工藝[5]。

2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證石化技術(shù)材料的配比以及石化土基層和混凝土面層的厚度的準(zhǔn)確性。

3.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)場(chǎng)地分為三個(gè)區(qū)域，分別是：A區(qū)：試驗(yàn)進(jìn)場(chǎng)新建道路區(qū)域；B區(qū)：井場(chǎng)前場(chǎng)填土區(qū)域；C區(qū)：傳統(tǒng)換填法區(qū)域，其中A，B兩區(qū)域均使用黏土石化技術(shù)分別處理道路及場(chǎng)坪，而C區(qū)作為對(duì)照組利用傳統(tǒng)換填法對(duì)場(chǎng)坪進(jìn)行處理，最終通過(guò)檢測(cè)路基和基層的承載力及穩(wěn)定性等性質(zhì)，研究石化技術(shù)實(shí)際工程應(yīng)用效果。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程與內(nèi)容

根據(jù)《黏土石化技術(shù)路面基層技術(shù)規(guī)范》，對(duì)進(jìn)場(chǎng)道路路基填料擬采用土壤減水粉劑和土壤穩(wěn)定液劑進(jìn)行處治，新建進(jìn)場(chǎng)道路為239 m，處治路基寬度為4.5 m，處理厚度為0.5 m。

3.4.1 進(jìn)場(chǎng)道路底基層施工

1)用挖機(jī)翻挖進(jìn)場(chǎng)道路底基層，深度約為0.6 m(包含10 cm與土壤穩(wěn)定液劑拌合形成的基層)。

2)將計(jì)量好的土壤減水粉劑均勻攤鋪于現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)處理區(qū)域土料上，將土壤減水粉劑與土進(jìn)行拌合。

3)采用18 t～22 t壓路機(jī)碾壓，進(jìn)行靜壓2次和動(dòng)壓3次，壓實(shí)后的底基層處治層厚度為0.6 m，壓實(shí)度要求：不小于90。

3.4.2 進(jìn)場(chǎng)道路基層施工

1)用土壤減水粉劑拌合場(chǎng)內(nèi)棄方土壤。

2)挖掘機(jī)對(duì)已處理的道路地基刨松10 cm，將土壤穩(wěn)定液劑噴灑在刨松的路基上。

3)轉(zhuǎn)運(yùn)用減水增實(shí)粉劑處理好的土壤進(jìn)行攤鋪25 cm、與刨松的地基充分拌合，作業(yè)深度為50 cm。

4)轉(zhuǎn)運(yùn)用土壤減水粉劑處理好的土壤進(jìn)行攤鋪20 cm、與刨松的地基充分拌合，與刨松的10 cm地基形成30 cm拌合了土壤穩(wěn)定液劑的基層。

3.4.3 進(jìn)場(chǎng)道路路面施工

采用碎石路面，在最后一次碾壓完路面基層后，將3 cm～5 cm粒徑的碎石鋪撒在路面基層上，再用壓路機(jī)將其碾壓嵌入路面基層，形成碎石路面，起到保護(hù)路面基層和防滑的作用。

4 飽和土石化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程

4.1 回彈彎沉試驗(yàn)

由黏土石化劑處理過(guò)和未經(jīng)處理過(guò)的其結(jié)構(gòu)的路基(地基)和基層檢測(cè)項(xiàng)目，在各檢測(cè)項(xiàng)目修筑完成并養(yǎng)護(hù)后，開始對(duì)其做結(jié)構(gòu)承載力試驗(yàn)[6]。彎沉試驗(yàn)采用貝克曼梁法測(cè)定路基回彈彎沉?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程見圖2。

4.2 壓實(shí)度試驗(yàn)

路基壓實(shí)度的測(cè)定主要包括室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度(最大干密度)確定和現(xiàn)場(chǎng)密度試驗(yàn)[7]?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程見圖3。

4.3 環(huán)境影響分析

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水樣、土樣、摻黏土石化粉劑的土樣和摻粉劑加液劑的土樣四種樣品分別開展短期強(qiáng)化浸出實(shí)驗(yàn)[8-9]。進(jìn)一步評(píng)估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，試驗(yàn)過(guò)程見圖4。

5 飽和土石化技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果與分析

5.1 進(jìn)場(chǎng)道路路基試驗(yàn)結(jié)果與分析

1)回彈彎沉試驗(yàn)采用貝克曼梁測(cè)定回彈彎沉的方法，基層試驗(yàn)結(jié)果見表2，表3。經(jīng)檢測(cè)，未處理路基回彈彎沉代表值為211.6×10-2mm，已經(jīng)處理路基回彈彎沉代表值為267.3×10-2mm。小于設(shè)計(jì)彎沉290×10-2mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

表2 貝克曼梁測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基回彈彎沉試驗(yàn)結(jié)果(未處理)

表3 貝克曼梁測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基回彈彎沉試驗(yàn)結(jié)果(已處理)

2)壓實(shí)度試驗(yàn)。

采用灌砂法測(cè)定壓實(shí)度的方法，路基壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果見表4，表5，經(jīng)檢測(cè)，路基的壓實(shí)度均大于設(shè)計(jì)要求的93%，符合設(shè)計(jì)要求。

表4 灌砂法測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果(未處理)(一)

表5 灌砂法測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果(已處理)(一)

5.2 進(jìn)場(chǎng)道路基層試驗(yàn)結(jié)果與分析

1)回彈彎沉試驗(yàn)。

采用貝克曼梁測(cè)定回彈彎沉的方法，基層試驗(yàn)結(jié)果見表6，表7。經(jīng)檢測(cè)，未處理過(guò)基層回彈彎沉代表值為229.3×10-2mm，已處理過(guò)基層回彈彎沉代表值為170.0×10-2mm，小于設(shè)計(jì)彎沉290×10-2mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

表7 貝克曼梁測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路基層回彈彎沉試驗(yàn)結(jié)果(已處理)

2)壓實(shí)度試驗(yàn)。

采用灌砂法測(cè)定壓實(shí)度的方法[10]，路基壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果見表8,表9，經(jīng)檢測(cè)，基層的壓實(shí)度均大于設(shè)計(jì)要求的93%，符合設(shè)計(jì)要求。

6 環(huán)境影響試驗(yàn)結(jié)果與分析

對(duì)于黏土石化劑的相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目有很多，其中包括重金屬含量檢測(cè)，還包括氯甲烷、氯乙烯、氯仿、甲苯、氯苯、苯乙烯、二氯苯等物質(zhì)含量的檢測(cè)。以下僅列出部分重金屬檢測(cè)含量，未列出的相關(guān)物質(zhì)含量均符合規(guī)范要求。具體相關(guān)結(jié)果可參照檢測(cè)報(bào)告。

表8 灌砂法測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果(未處理)(二)

表9 灌砂法測(cè)進(jìn)場(chǎng)道路路基壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果(已處理)(二)

6.1 摻粉劑的土樣重金屬浸出分析

摻粉劑的土樣樣品經(jīng)過(guò)浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表10，經(jīng)檢測(cè)，樣品不屬于具有浸出毒性的危險(xiǎn)廢物。

表10 摻粉劑的土樣的重金屬浸出質(zhì)量濃度

6.2 摻粉劑和液劑的土樣重金屬浸出分析

摻粉劑和液劑的土樣樣品經(jīng)過(guò)浸出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表11，經(jīng)檢測(cè)，樣品不屬于具有浸出毒性的危險(xiǎn)廢物。

表11 摻粉劑和液劑的土樣的重金屬浸出質(zhì)量濃度

7 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)路用性能檢測(cè)，經(jīng)黏土石化技術(shù)處理的基層與未經(jīng)黏土石化技術(shù)處理的底基層在壓實(shí)度和承載力檢測(cè)結(jié)果上相比，已處理的基層比未處理的底基層壓實(shí)度更高，承載力更強(qiáng)，甚至承載力數(shù)據(jù)是未處理的2倍以上。

2)將這次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果與JTGT F20—2015公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則相比證明，經(jīng)過(guò)黏土石化技術(shù)處理的石化土是可以完全替代石灰土等作為基層路面結(jié)構(gòu)使用的，而且經(jīng)過(guò)處理的石化土具有石灰土等不具備的水穩(wěn)性。

3)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，結(jié)合室內(nèi)環(huán)境影響分析，使用黏土石化技術(shù)處理過(guò)的道路以及場(chǎng)坪能夠滿足路用性能要求和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。