黃孝慶

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

目前，灰土路基填筑基本采用外運(yùn)天然填料到現(xiàn)場，再進(jìn)行現(xiàn)場路拌灰土施工，存在料源供應(yīng)不及時(shí)，運(yùn)輸及路拌可能存在環(huán)境污染等問題。因此，需要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行料源的改良。在湖杭高速TJ01標(biāo)橋梁樁基的鉆孔灌注樁施工過程中，鉆渣直接轉(zhuǎn)化為灰土路基填料，是最適用于湖杭高速TJ01 標(biāo)灰土路基施工的一種工藝，具有提質(zhì)增效、利于環(huán)保的特點(diǎn)。本文就該工程的鉆渣改良灰土的路用性能進(jìn)行研究，并分析其廠拌施工技術(shù)。

1 工程概況

湖杭高速公路吳興至德清段工程土建第TJ01標(biāo)路線起于湖州市吳興區(qū)織里鎮(zhèn)盛家橋附近，設(shè)織里樞紐與申蘇浙皖高速公路交叉，起訖點(diǎn)里程樁號K0+000～K8+223，終點(diǎn)為跨滬蘇湖高鐵起點(diǎn)，主線全長8.223km。采用高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h，雙向六車道。該項(xiàng)目路基工程：路基摻灰土填筑（含臺(tái)階回填及沉降土方）507144m3，橋梁工程：特大橋7542.61/3.7（m/座）、互通2 處，鉆孔灌注樁預(yù)估方量302462m3。為了節(jié)省工程造價(jià)，解決灰土路基填料難題，就近將本標(biāo)段內(nèi)的鉆孔灌注樁產(chǎn)生的鉆渣、泥漿干化后進(jìn)行灰土改良利用，選擇ZLK3+510～ZLK3+740 段進(jìn)行鉆渣改良灰土廠拌施工工藝試驗(yàn)。

2 鉆渣改良灰土的路用性能分析

2.1 試驗(yàn)參數(shù)

鉆渣改良灰土填料在ZLK3+600廠拌，運(yùn)輸至現(xiàn)場堆放處取土。經(jīng)試驗(yàn)人員檢測該處原材料，其最大干密度為1.78g/cm3，最佳含水量為14.1%，液限WL為36.9%，塑性指數(shù)IP為16.5，該土的不均勻系數(shù)為12.88，曲率系數(shù)為1.00，土壤硫酸鹽含量0.37%，有機(jī)質(zhì)含量0.33%，石灰的有效鈣鎂含量為82%，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，可用做路基填料[1]。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

鉆渣摻5%石灰和摻3%石灰+1%水泥改良后，改良土壓實(shí)度如表1 所示，可知經(jīng)過摻3%石灰+1%水泥改良后，鉆渣具有較好的壓實(shí)性能[2]。兩種摻量的改良土的EDTA標(biāo)定曲線如圖1和圖2所示。從圖1、圖2可知，3%石灰+1%水泥改良土的EDTA的標(biāo)定曲線平緩，表明石灰中的含鈣量變化幅度較小，即石灰和水泥改良土對灰土路基的灰劑量影響較大，能有效地降低灰劑量的損失，有利于灰土路基填筑過程中摻灰量的控制[3]。

圖1 EDTA5%石灰土標(biāo)定曲線圖

圖2 EDTA3%石灰+1%水泥土標(biāo)定曲線圖

表1 各摻灰量對應(yīng)的固化土物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)一覽表

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

通過以上試驗(yàn)參數(shù)可知，在對鉆渣進(jìn)行灰土改良廠拌后，摻灰3%+1%水泥的灰土路基的壓實(shí)度CBR達(dá)到18.3%，且灰劑量損失較少，提升了灰土路基實(shí)體質(zhì)量。值得注意的是，由于鉆渣中含有較多的粉質(zhì)黏土，因此在廠拌過程中可以摻1%的水泥提高強(qiáng)度，減少石灰的損失，兩種材料的共同使用，滿足了路基的強(qiáng)度要求，也可以將灰土路基的效益進(jìn)一步提升。

3 鉆渣改良灰土施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工流程

施工流程：測量放樣→清表、排水溝開挖→鉆渣轉(zhuǎn)運(yùn)至灰土拌合站晾曬、燜料→灰土拌和站拌料、運(yùn)輸→灰土攤鋪→翻曬→灰土整平、檢測灰劑量→碾壓→養(yǎng)生→路基質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.2 測量放樣

按照設(shè)計(jì)圖紙放線，在路基兩側(cè)各加寬50cm，對放好樣的中樁、邊樁做好保護(hù)。

3.3 清表處理

路基填筑前先清基，挖除路幅范圍內(nèi)的草皮、植物根和耕植土，然后進(jìn)行填前壓實(shí)，并做好臨時(shí)排水設(shè)施，在密實(shí)度達(dá)到90%以上后再進(jìn)行分層填筑碾壓路基。

3.4 鉆渣改良灰土廠拌

鉆渣改良灰土施工采用廠拌法施工，拌合站需要設(shè)置晾曬棚（占拌合站面積的2/3）、悶灰棚、攪拌棚等，且拌合站的設(shè)置必須設(shè)置噴水降塵措施，符合環(huán)保要求。

首先將現(xiàn)場鉆孔灌注樁產(chǎn)生的鉆渣轉(zhuǎn)運(yùn)至拌合站晾曬棚內(nèi)沉淀晾曬3d，然后就地采用3%的石灰進(jìn)行燜料4d，待鉆渣土含水量不大于25%時(shí)再摻入剩余劑量的石灰(生石灰粉)通過強(qiáng)制式拌和機(jī)等廠拌設(shè)備進(jìn)行拌和，悶灰每天含水量變化見表2所示。

表2 悶灰每天含水量變化（單位：%）

拌合設(shè)備采用自動(dòng)計(jì)量裝置，在拌和設(shè)備內(nèi)拌制改良土混合料時(shí)，需拌和均勻，并在拌和的時(shí)候加入3%的石灰粉和1%水泥進(jìn)行充分拌和，攪拌完成后再裝車出倉，出廠的鉆渣改良土含水量不超過21%，灰土出廠到現(xiàn)場攤鋪施工含水率損失見表3所示。

表3 灰土出廠到現(xiàn)場攤鋪施工含水率損失

3.5 運(yùn)輸

從拌合站將灰土運(yùn)輸至現(xiàn)場采用具備防塵罩的自卸車運(yùn)輸。拌和好的混合料馬上運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場，混合料在運(yùn)送過程中應(yīng)進(jìn)行覆蓋，減少水分損失和環(huán)境污染。

3.6 攤鋪

（1）整平：為保證路基的寬度和邊緣的壓實(shí)度，施工時(shí)在路基兩側(cè)增加50cm 的寬度。路基防護(hù)工程實(shí)施前，按標(biāo)準(zhǔn)寬度對邊坡進(jìn)行修補(bǔ)。在填筑現(xiàn)場，根據(jù)每車土方的數(shù)量和攤鋪厚度，用石灰布置網(wǎng)格控制卸汽車的傾倒密度，同時(shí)埋樁掛線，標(biāo)出松鋪的攤鋪厚度；攤鋪好混合料后，用整平機(jī)平整成型，如有坑洞及時(shí)利用人工進(jìn)行局部平整。拌合料應(yīng)先整平，然后再精細(xì)整平。分層填筑壓實(shí)厚度控制在24cm，松鋪厚度控制在30cm。

（2）布料：混合料采用全斷面均勻攤鋪方式進(jìn)行布料，不得出現(xiàn)縱向接縫，中途不宜中斷。當(dāng)因故中斷超過2h 時(shí)，設(shè)置橫向施工縫，橫向接縫采用放臺(tái)階2m 的方式進(jìn)行搭接施工。整型應(yīng)按規(guī)定的坡度和路拱進(jìn)行，并特別注意接縫處的整平。在整型過程中，嚴(yán)禁車輛通行。

3.7 碾壓

當(dāng)混合料接近最佳含水率時(shí)，用重型壓路機(jī)在路基全寬內(nèi)碾壓至要求的實(shí)密度。土體的碾壓順序?yàn)椋合容p型壓路機(jī)（22t）靜壓2 遍，振動(dòng)壓路機(jī)弱振3 遍，最后用光輪壓路壓靜壓3 遍，終凝前碾壓至設(shè)計(jì)壓實(shí)度，且沒有明顯輪跡線。

3.8 路基質(zhì)量檢測

鉆渣改良石灰土的路基填筑質(zhì)量的控制指標(biāo)為：壓實(shí)系數(shù)、灰劑量兩個(gè)指標(biāo)控制。該項(xiàng)目鉆渣改良灰土路基填筑檢測的具體情況為：采用灌砂法檢測，每層壓實(shí)度檢測不少于6 個(gè)點(diǎn)，其中臺(tái)背填筑范圍不少于3個(gè)點(diǎn)，實(shí)測值在6%灰劑量的灰土壓實(shí)度均大于94%，在8%灰劑量的灰土壓實(shí)度均大于96%。

4 結(jié)束語

將鉆孔灌注樁施工產(chǎn)生的鉆渣用于灰土路基填筑，解決了湖杭項(xiàng)目的30 萬m3鉆渣處理問題，滿足鉆渣改良石灰土路基填筑設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，改良后的路基整體質(zhì)量較好。一是相比于常規(guī)灰土施工，鉆渣改良灰土廠拌施工技術(shù)解決了灰土施工的土源問題；二是該施工技術(shù)的發(fā)展有效地提高了項(xiàng)目整體的質(zhì)量及效率，不僅縮短了橋梁樁基、路基的施工周期，還保障了橋梁樁基及路基的施工質(zhì)量，同時(shí)還可以消除鉆渣處理的疑難問題；三是鉆渣改良灰土廠拌施工工藝跟常規(guī)的灰土施工工藝比較，屬于灰土施工的一個(gè)綠色環(huán)保的變革，降低了運(yùn)輸過程的碳排放量，提升了路基填筑的整體質(zhì)量，符合規(guī)范規(guī)定的填料強(qiáng)度要求及設(shè)計(jì)對質(zhì)量控制指標(biāo)的要求；四是鉆渣改良灰土廠拌施工工藝，是一項(xiàng)橋梁樁基礎(chǔ)施工+灰土路基填筑施工的資源整合施工模式，施工工藝簡單、機(jī)械化和工廠化程度高，質(zhì)量控制能夠得到保證，施工過程趨近于“零”污染，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。