梁鴻甲

（中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075）

1 工程概況

邢衡13標(biāo)位于河北邢臺(tái)市的東端，地勢平坦，為泄洪區(qū)，地質(zhì)成因一般為水流緩慢時(shí)沖洪積，土層較為松散，粉砂粒含量在95%以上，屬典型的粉砂性土，其最大干密度為1.67～1.70g/cm3（按不同土層取樣試驗(yàn)結(jié) 果 為 1.69g/cm3、1.68g/cm3、1.67g/cm3、1.70g/cm3、1.69g/cm3）；塑性指數(shù)為6～8，CBR值為3.9%～4.5%（試驗(yàn)結(jié)果CBR分別為4.5%、4.1%、3.9%、4.0%）。取200g土進(jìn)行顆粒分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示,設(shè)計(jì)路床承載比要求如表2所示。

表1 200g土顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果

表2 路床填料最小承載比與路床填料壓實(shí)度要求

由表2可知，路床填料（CBR）值下路床不小于5%，上路床不小于8%，根據(jù)土試驗(yàn)情況，現(xiàn)有土CBR最大為4.5%，不滿足路床填料要求。

2 方案比選

2.1 原設(shè)計(jì)方案

原設(shè)計(jì)上路床為5%石灰土改良；下路床部分為3%石灰土、部分素土，各占50%。由于素土CBR不滿足要求，需要進(jìn)行改良。首先，在K89+316～K89+563左幅和K93+400～K93+500右幅完成兩段3%石灰土試驗(yàn)段，壓實(shí)度滿足96%要求，但板結(jié)效果差、整體強(qiáng)度低、表面易松散，主要該標(biāo)段土質(zhì)為典型的粉砂土，不適宜摻白灰改良。其次，根據(jù)上路床的設(shè)計(jì)思路在K89+460～K89+510右幅進(jìn)行5%石灰土試驗(yàn)，壓實(shí)度滿足要求，整體強(qiáng)度較3%有所提高，但仍存在板結(jié)效果差、表面易松散現(xiàn)象。并且摻白灰改良方案由于受邢臺(tái)市政府“還邢臺(tái)青山綠水，走生態(tài)發(fā)展之路”政策的影響，邢臺(tái)地區(qū)已不生產(chǎn)白灰，其他地方的白灰，由于Ca0、MgO含量偏低，質(zhì)量不穩(wěn)定，因此不容易達(dá)到三級灰標(biāo)準(zhǔn)，且產(chǎn)量低，不滿足目前路床的大面積施工需求。

2.2 更換CBR合格土方案

邢衡13標(biāo)段沿線施工區(qū)域附近均為粉砂性土，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，要在15km以外才能找到CBR值滿足路床填料要求的土，從成本和施工時(shí)間上考慮不合適，并且要跨鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至跨縣域取土，受運(yùn)輸?shù)缆?、占地、作物補(bǔ)償、取土等地方干擾的影響，協(xié)調(diào)難度大。目前相鄰標(biāo)段也因取土難度等因素，找不到合格取土場。

2.3 水泥石灰土方案

日前在K89+410～K89+460右幅，進(jìn)行了同時(shí)摻加3%石灰和3%水泥的二灰試驗(yàn)，效果較好，壓實(shí)度、強(qiáng)度均滿足要求。但是，由于受水泥凝結(jié)時(shí)間的影響，灑水、拌和或補(bǔ)水再拌和、排壓、整平、碾壓整個(gè)過程與水泥施工相比，其延遲時(shí)間較長；如果趕上雨天來不及碾壓成型，水泥就失去了作用。另外，該方案的成本也較高。

2.4 只摻加水泥改良

只摻加水泥改良方案與水泥石灰土方案相同，費(fèi)用更高。

2.5 摻粉煤灰石灰方案

摻粉煤灰和石灰的二灰土方案，根據(jù)河北廊滄高速施工經(jīng)驗(yàn)，改良效果很好，但一般用在底基層，用于路床時(shí)成本較高。

2.6 摻加電石灰方案

結(jié)合河北滄州黃驊港高速電石灰土施工的成熟經(jīng)驗(yàn)，且該項(xiàng)目部在K93+400～K93+600左幅完成200m電石灰土試驗(yàn)段，試驗(yàn)段壓實(shí)度、強(qiáng)度、外觀質(zhì)量均滿足規(guī)范要求，整體板結(jié)好、后期強(qiáng)度高、效果理想、相比成本不高、可操作性強(qiáng)。另外，目前很多標(biāo)段均進(jìn)入路床施工，白灰需求很大，若該標(biāo)段采用電石灰改良，可以緩解其他標(biāo)段白灰的需求壓力。

電石灰具體有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）電石灰為塑性狀態(tài)，運(yùn)輸、攤鋪、拌和均不會(huì)揚(yáng)塵，不會(huì)污染環(huán)境，比較環(huán)保，不會(huì)造成地方污染阻工問題。另外，可廢物再利用，社會(huì)效益較好。（2）通過試驗(yàn)可知，電石灰有較好的活性，對土有較好的膠結(jié)性能，電石灰土能夠達(dá)到路用強(qiáng)度要求。該標(biāo)段土樣摻電石灰6%和8%后CBR值分別提高至10.4%和12.7%，實(shí)踐證明電石灰土的后期強(qiáng)度較高，能夠較好地保證工程質(zhì)量，可實(shí)施性強(qiáng)。（3）目前市場上的白灰質(zhì)量不穩(wěn)定，而電石灰經(jīng)取樣試驗(yàn)，鈣鎂含量在56%～58%，質(zhì)量較好。（4）電石灰價(jià)格便宜，目前市場上生石灰到場價(jià)約310元/t，而電石灰約180元/t。（5）適合該標(biāo)段粉砂性土改良，目前很多標(biāo)段均進(jìn)入路床施工，白灰需求很大，若該標(biāo)段采用電石灰改良，可以緩解其他標(biāo)段白灰的需求壓力。根據(jù)運(yùn)距計(jì)算各種改良土成本，各種改良土成本比較如表3所示。

表3 各種改良土成本比較 單位：元/m2

綜上所述，對于該標(biāo)段的粉砂土的具體情況，路床用電石灰改良方案比較實(shí)際，可操作性強(qiáng)，成本相對較低。

3 擬采用方案總結(jié)

3.1 電石灰介紹

電石灰是優(yōu)質(zhì)白灰和焦炭電解后產(chǎn)生的電石，再以電石為原料生產(chǎn)乙炔排放的廢渣，是化工企業(yè)生產(chǎn)化工產(chǎn)品產(chǎn)生的副產(chǎn)品，它是加水反應(yīng)后排放的，大多呈塑性狀態(tài)，主要成分為Ca(OH)2，俗稱熟石灰。經(jīng)過工地試驗(yàn)室試驗(yàn)檢測，電石灰CaO、MgO含量在50%～58%，對土有較好的膠結(jié)性能，可形成較好的強(qiáng)度，運(yùn)用較低劑量的電石灰土即可滿足公路施工技術(shù)規(guī)范中的石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度要求，適宜做一般公路的底基層或在高速公路施工中作為路床改善土來使用。例如，河北滄黃高速公路的路床用土就是用電石灰土進(jìn)行改善的，CBR值明顯提高，改善后路床用土的強(qiáng)度得到了顯著提高，路床的彎沉值也滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 工藝

（1）準(zhǔn)備：路堤94區(qū)頂經(jīng)駐地辦、總監(jiān)辦驗(yàn)收合格后，測量放樣、撒好“三線”和土量控制方格。其中，土量控制方格如圖1所示。

（2）上土：按厚度進(jìn)行路床備土。

（3）整平：采用推土機(jī)對素土進(jìn)行粗平，平地機(jī)進(jìn)行精平。

（4）灑水、悶料工作：根據(jù)實(shí)測含水量，按比最佳含水量高2個(gè)點(diǎn)控制水量。

（5）布灰：布灰前按設(shè)計(jì)摻電石灰量計(jì)算電石灰用量，并碼成梯形灰條，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)，用量滿足要求后再進(jìn)行人工、機(jī)械輔助將灰布均勻。

（6）拌和：灰土拌和機(jī)拌和，人工挖坑量測、指導(dǎo)拌和深度，每次拌和要重疊20cm，保證拌和效果?；彝涟韬蜋C(jī)拌和如圖2所示。

圖1 土量控制方格

（7）碾壓工藝及組合：先用推土機(jī)排壓1遍，實(shí)測含水量補(bǔ)水、平地機(jī)平整后，根據(jù)碾壓振動(dòng)先慢后快、先弱后強(qiáng)、先邊緣后中間的原則，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí)，往返工作輪須重疊輪寬的1/3，前后相鄰兩區(qū)段縱向須重疊1.2～1.5m，達(dá)到碾壓無漏壓、無死角，確保碾壓均勻、密實(shí)?？捎?2T壓路機(jī)靜壓1遍，再開啟小振動(dòng)碾壓1遍，然后開啟強(qiáng)振碾壓3遍后，使壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的96%以上，最后用XP302膠輪壓路機(jī)收面。整體碾壓6遍后，開始進(jìn)行路基壓實(shí)度的檢測，如果局部路段壓實(shí)度偏低，應(yīng)增大壓實(shí)功，增加壓實(shí)遍數(shù)，直至壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

（8）封閉交通、灑水養(yǎng)護(hù)。

4 效果

碾壓6遍后壓實(shí)度均能達(dá)到97%以上，外觀平整、密實(shí)，養(yǎng)生后挖驗(yàn)有強(qiáng)度。碾壓完成效果如圖3所示。路床填筑完成后，經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理單位及業(yè)主委托檢測單位對路床平整度、寬度、標(biāo)高、橫坡、壓實(shí)度、彎沉及路基邊坡等指標(biāo)的檢測驗(yàn)收，均滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。挖檢壓實(shí)度和厚度如圖4所示。

圖3 碾壓完成效果圖

圖4 挖檢壓實(shí)度和厚度

5 結(jié)束語

邢衡13標(biāo)的路床土經(jīng)過電石灰的改善，完全可以達(dá)到路床用土CBR等技術(shù)指標(biāo)，成型后強(qiáng)度高，證明可以用作高等級公路的路床填料，而且能夠?qū)⒐I(yè)廢渣電石灰變廢為寶，社會(huì)效益良好。