石灰粉煤灰在地基处理中的应用

郝竟宇

摘要：介绍了石灰粉煤灰在汉沽东扩软基处理中的应用， 石灰粉煤灰材料的选用及施工要点。

关键词：石灰粉煤灰、软土路基、施工要点

中图分类号： TF734.62+2 文献标识码： A

近年来，在天津市滨海新区道路中经常遇到软基处理的工程，其土质具有含盐量较大，天然含水量高，压缩性高、强度低等特点。当天然地基较为软弱，不能满足地基强度、变形和稳定性时，必须经过人工处理再造基础或填筑路基。石灰粉煤灰基层是目前我国修筑高等级公路的主要结构层,具有水硬性、缓凝性、强度高,稳定性好,板体性强,强度随龄期不断增加抗裂收缩性小,能适应各种气候环境和水文地质条件且资源较为丰富等特点。本文针对石灰粉煤灰（下述简称二灰）在工程中的应用进行了大量的研究，研究过程简述如下。

一、工程概况：

汉沽东扩区地处天津市东部沿海，长期以来，一直是我国重要的海洋化工工业和盐业基地。本项目现状用地以盐池、盐水为主。地下水位以潜水为主，地下水位较高，下水位标高为1.5m，地表水属CL-Na.Mg及CL-Na.型水，化学类型属CL-Na.Mg型水，含盐类型为氯盐及硫酸盐，平均含盐量氯盐1.51%，硫酸盐1.02%。腐蚀性为强腐蚀。该地区土质属于亚硫酸盐渍土，天然含水量w为30%，天然孔隙比e为1%，具有一定的软塑性，含水量较高，压缩性强。由于本工程地下水位较高，原状土含水量过高，土基承载力较低，容易变形，施工时压实容易产生弹簧现象。为减少工后沉降，采用石灰粉煤灰轻质路堤作为软基处理措施，以确提高路基强度保证路基密实、均匀、稳定。

二、石灰粉煤灰的特性：

1、粉煤灰特性：粉煤灰是一种灰白到黑色的粉状工业废渣，主要氧化物组成为：SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO等。其质量轻、强度较高、压实后沉降量小的有点。但它本身略有或没有水硬胶凝性能，质量轻，干燥时容易扬尘，压实过程中表面容易起皮，而且含水量不易控制。

2、石灰土特性：石灰土材料不但具有较高的抗压强度，而且也具有一定的抗弯强度，但收缩系数较大、抗弯拉强度较低、水稳定性较差。其它公路的使用经验也表明，其裂缝较严重，表层较二灰更容易受水的侵入而软化，以致在裂缝处出现冲刷唧泥。规范规定当硫酸盐含量大于或等于0.8%的土不宜用石灰土。

3、石灰粉煤灰特性：

当在粉煤灰中掺入10~12%的石灰，混合拌和后，生成石灰粉煤灰。其具有水硬性、缓凝性、强度高,稳定性好,板体性强,强度随龄期不断增加抗裂收缩性小,能适应各种气候环境和水文地质条件，成为一种增加强度和耐久性的材料。由于重量轻是软土地基回填的优良填料,能充分利用石灰粉煤灰质量轻的特点,减小软土地基的附加应力,有利于路基的稳定，减少路基的不均匀沉降。因此结合天津市软基处理以及汉沽盐碱区软基处理的成功经验，路基处理采用石灰粉煤灰。

三、路基处理方案

1、路基处理：

因本项目区内绝大范围为盐田水域，道路路线也多位于水域范围，水面高程较高，路基处于过湿状态的下限，因此为提高路基强度，全线除做一般路基处理外，大范围路基还需做特殊路基处理。

2、一般路基处理

60cm石灰粉煤灰处理+60cm混渣处理，混渣用土工格栅反包，分层碾压后再铺设防水土工布。

3、特殊路基处理

采用打坝清淤方案，施工顺序为打坝、抽水、清淤再分层填筑。本次设计为清淤见底后，在沟底铺设一层土工隔栅，再反包一定厚度的拆房土后，进行一般路基的处理。

四、石灰粉煤灰材料的选用：

1、石灰：石灰等级为III级以上，含水量不超过4%。石灰应在用灰前5～7天消解完毕，严禁随消解随使用。消解石灰要掌握用水量，使石灰能充分消解，并保持湿度（一般在20%～35%），以免过干飞扬或过湿成团（参考用水量：消解每吨生石灰用水一般在600～800kg）。

2、粉煤灰：应采用二级以上的粉煤灰，粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3中的含量应不大于70%，烧失量不超过20%；粉煤灰的比表面积宜大于2500cm2/g或通过0.075mm筛孔总量不少于70%，通过0.3mm筛孔总量不少于90%；使用湿粉煤灰时含水量不宜超过35%。湿的粉煤灰要在用前几天运到，以便沥水，并要防止雨淋或灰粉飞扬。干粉煤灰最好在装运前加适量水运送或用封闭车运输，以免扬灰。

五、配合比及强度要求：

1、石灰粉煤灰其配合比为:石灰15%：粉煤灰85%。

2、强度要求：其７天浸水抗压强度≥0.5MPa(底基层)。

六、石灰粉煤灰施工要点：

1、配合比及强度要求：

（1）石灰粉煤灰其配合比为:石灰15%：粉煤灰85%。

（2）强度要求：其７天浸水抗压强度≥0.5MPa(底基层)。

2、备料：

（1）石灰：高等级公路宜采用磨细生石灰粉，其它等级公路采用生石灰。应在使用前10天充分消解,消石灰应过10mm筛。

（2）粉煤灰：露天堆放的粉煤灰必须含有足够的水分(含水量15%～20%)以防飞扬，在存放过程中粉煤灰凝结成块,使用时应将灰块打碎。

3、施工：

（1）石灰粉煤灰底基层其压实厚度以18cm为宜。

（2）材料拌合采用拌合机拌合，严格掌握材料配比，拌合均匀后方可进行摊铺。

（3）摊铺后，进行整型，整型一定严格按照设计的坡度和路拱进行，特别注意接缝处的整平。

（4）在整型过程中，禁止任何车辆通行。

（5）初步整型后，检查混合料的松铺厚度，必要时应进行补料或减料。

（6）压实厚度在18～20cm(超过20cm的压实厚度应分层碾压，但最小的压实厚度为10cm)时，必须用18t～20t的三轮压路机碾压或用重型轮胎压路机,振动压路机进行碾压，如表面水分不足，应适当洒水。路面的两侧应多压2遍。

（7）密实度(重型击实标准)低基层Ｋ≥93%。

（8）底基层宽度等于路面宽度加上2×0.3m。

（9）接缝和“调头”处的处理：两工作段的搭接部分，应采用对接形式，前一段拌合后，留有5～8m不进行碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分一起再进行拌和和碾压。

（10）如在已压成的二灰底基层上施工机械“调头”，应覆盖10cm砂或炉灰保护“调头”部分。

（11）碾压成型合格的二灰层，应进行洒水养生，一般不少于7天，并封闭交通。

（12）不能中断交通情况下，可采用半幅施工方法，接缝处应对接，必须保持平整密合。

4、特殊季节施工措施

（1）冬季施工：基层应在第一次重冰冻（-3℃～-5℃）到来之前的一个月停止施工，以保证其在达到设计强度之前不受冻。（2）必要可采取提高早期强度的措施，防止基层受冻。如：在混合料中参加2%～5%的水泥代替石灰；在混合料结构组成规定范围内加大集料用量；采用碾压成型的最低含水量的情况下压实，最低含水量宜小于最佳含水量1%～2%。

（2）雨季施工：根据天气预报合理安排施工，做到雨天不施工。雨期施工时应将石灰、粉煤灰等进行覆盖，材料场地做好排水，使原材料避免雨淋浸泡。合理安排施工段长度，各项工序紧密连接，集中力量分段铺筑，在雨前做到碾压密实。

结语：石灰粉煤灰作为路基铺筑材料在汉沽东扩属首次。至2011年5月，道路建成后运行2年多，其效果良好。它的成功将的市政施工生产中广泛应用，对新技术的应用作了有益的尝试，闯出了一条新路。

参考书目：

[1]JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范

[2]JTG D30-2004,公路路基设计规范

[3]地基处理手册编委会，地基处理手册[M]，(第二版)，北京：中国建筑工业出版社

[4]蒋应军 李明杰 陈忠达. 石灰粉煤灰在台背回填中的应用研究[J]. 公路交通科技,第22卷第四册