HAS 土壤固化剂在工程应用中的定额拟定

孙 霄

（陕西省水利电力勘测设计研究院,陕西 西安 710001）

1 HAS 土壤固化技术

“HAS 土壤固化剂”（HAS 固化剂）,是由工业废渣为主要原材料,具有潜在矿物活性的无机材料与核心母料按比例混合磨细而成的一种粉末状新型无机硅铝基固化材料。土壤固化剂的技术先进,能缩短工期,降低资金成本投入,还可以有效保护周围生态环境。土壤固化剂的应用可以代替石灰等传统的、对环境污染严重的材料,从而达到了保护植被、降低CO2 排放量的效果,这也使得此项技术的经济性、环保性得到了突出体现[1]。土壤固化技术的基本原理是化学固化技术,即是向土壤中添加固化材料,将土中大量的自由水以结晶形式固定下来,使土中含水量迅速降低,同时水化反应生成的复杂结晶体导致土体固化体积增加,改变了固化土中孔径分布并有效降低填充土壤颗粒间空隙,使土壤颗粒表面产生不可逆转的凝结硬化,固化后的土壤具有很高的水稳性和强度稳定性。

传统的石灰可以固结土壤,但强度不高,且耐水性差。水泥土有相当高的强度和耐水性能力,但水泥土收缩性很大极易开裂,土壤的膨胀、收缩造成道路的翻浆、凹凸下陷,缩短道路的使用寿命。而HAS 土壤固化剂是解决上述问题的环保新型材料,它不但能使土壤固结,而且强度高,耐水性好,能使土壤由亲水性变成憎水性,增加道路或基础的使用寿命,减少后期的维护资金,节约了大量的工程成本。土壤固化剂还有缩短工期、节约资金成本、节能环保、施工流程简单、冷冻稳定性好等优点[2]。

HAS 土壤固化剂系列产品,可处理处置垃圾土、过湿土、粉煤灰、沙漠砂、粉砂土、含泥石屑、工程泥浆、污染土壤、工业废渣、淤污泥、海泥及尾矿砂等。自1995年投产以来,虽然已广泛应用于市政工程、道路工程、生态治理工程、水利工程、矿山工程等,但一直未出现相关定额以供概预算使用,因此本文依据实际施工资料,对HAS 土壤固化的定额拟定进行探究。

2 HAS 土壤固化的定额拟定

2.1 HAS 土壤固化工程施工工艺及掺量确定

HAS 土壤固化处理工程和夯填灰土工程类似,但其不用筛土。前期主要工作包括现场的勘察和取样分析,确定现场施工条件和土壤性质。施工时具体固化剂掺量根据各个料场的土源、土料性质,通过配合比试验结果确定,同时施工时保障固化材料的布料均匀。其主要工艺流程图见图1。

图1 土壤固化处理工艺流程图

（1）基地清理

施工前应将基地上的泥土杂物和松散集料等清理干净,以便于后续工程施工。

（2）投料

在通过实验确定好土壤固化剂的掺量后,可在施工现场进行投料。大型土壤固化工程一般采用挖掘机投料,小型土壤固化工程一般采用人工投料。

（3）拌合

在投料工序完成之后,应进行拌合。大型土壤固化工程一般在挖掘机投料之后,由挖掘机直接拌合；小型土壤固化工程在人工投料之后,一般采用人工拌合的方式来使淤泥和土壤固化剂充分融合。

（4）闷料

闷料是土壤固化剂施工过程中最为重要的环节之一。在进行到闷料这一环节时,应该先保证搅拌均匀。闷料能使土壤固化剂水溶液均匀吸附在土壤颗粒表面,显著提高使用效果。闷料时间可根据土质确定,细粒土应经一夜闷料,其他土可缩短闷料时间[3]。

（5）整平

闷料环节完成后,一般需要用平地机在土壤固化工程的工作面进行一个基本的平整,一般用自行式平地机来处理整平。

（6）压实

在整平完成后,将进入最后一个环节——压实。压实通常采用光轮压路机来压实。在压实过程中,应注意施工缝处的搭接,以及施工时碾压的力度均匀,不能出现局部过轻或过重的情况。

HAS 土壤固化剂的掺量一般和土壤的承载力有很大的关系,通过多次实验,确定的土壤固化剂掺比数据表掺量见表1。

表1 HAS 土壤固化剂湿陷性黄土试验掺比数据表

2.2 实际施工资料

本文将根据以上数据和3 个施工现场实际测定的定额数据进行定额编制。

（1）某小型土壤固化工程施工资料

在某小型土壤固化工程施工时进行现场定额测定,施工前经过HAS 土壤固化剂湿陷性黄土试验确定HAS 土壤固化剂掺量为3%。经现场测定,该工程施工时间1 天半；完成土壤固化360 m3；用到普工3 个工日；土壤固化剂19.44 t；2.8 kW 蛙式打夯机1.5 个台班。施工时,先是人工投料、拌合,之后用蛙式打夯机压实。定额单位100 m3,则折算系数为360/100=3.6,以上人材机资料数据转为定额数据为：普工0.83工日,HAS 土壤固化剂5.4 t,2.8 kW 蛙式打夯机0.42 台班。

（2）某道路土壤固化工程施工资料

在某道路工程土壤固化施工时进行现场定额测定,施工前经过HAS 土壤固化剂湿陷性黄土试验确定HAS 土壤固化剂掺量为3%。经现场测定,该工程施工时间1 天半；完成土壤固化1000 m3；用到技工3 个工日,普工2 个工日；土壤固化剂51.4 t；1 m3液压反铲挖掘机2 个台班,6 t~8 t 压路机3个台班,44 kW 自行式平地机3 个台班。施工时,先是挖掘机投料、拌合,之后用平地机整平,最后用压路机压实。定额单位100 m3,则折算系数为1000/100=10,以上人材机资料数据转为定额数据为：技工0.3 工日,普工0.2 工日；HAS 土壤固化剂5.14 t,1 m3液压反铲挖掘机0.2 个台班,6 t~8 t 压路机0.3 个台班,44 kW 自行式平地机0.3 个台班。差异调整系数取1.05,调整后定额数据为：技工0.32 工日,普工0.21 工日；HAS 土壤固化剂5.4 t,1m3液压反铲挖掘机0.21 个台班,6 t~8 t 压路机0.32 个台班,44 kW 自行式平地机0.32 个台班。

（3）某水利土壤固化工程施工资料

在某水利工程土壤固化施工时进行现场定额测定,施工前经过HAS 土壤固化剂湿陷性黄土试验确定HAS 土壤固化剂掺量为4.85%。经现场测定,该工程施工时间17 天；完成土壤固化9500 m3；用到技工30.5 个工日,普工20 个工日；土壤固化剂768 t；1 m3液压反铲挖掘机20 个台班,6 t~8 t 压路机29 个台班,44 kW 自行式平地机30 个台班。施工时,先是挖掘机投料、拌合,之后用平地机整平,最后用压路机压实。定额单位100 m3,则折算系数为9500/100=95,以上人材机资料数据转为定额数据为：技工0.32 工日,普工0.21 工日；HAS 土壤固化剂8.08 t,1 m3液压反铲挖掘机0.21 个台班,6 t~8 t压路机0.31 个台班,44 kW 自行式平地机0.32 个台班。差异调整系数取1.08,调整后定额数据为：技工0.35 工日,普工0.23工日；HAS 土壤固化剂8.73 t,1 m3液压反铲挖掘机0.23 个台班,6 t~8 t 压路机0.33 个台班,44 kW 自行式平地机0.35 个台班。

2.3 定额编制

根据以上施工资料成果分析,将不同工程的定额测定消耗量取平均值,可拟定定额见表2。

表2 HAS 土方固化

在实验确定HAS 土壤固化剂的掺量后,可使用内插法进行计算。

3 结语

HAS 土壤固化剂,作为一种新型使用材料,其有一定的优异性,也已经被广泛应用在各类工程中,但一直没有相关定额补充。本文根据一些实际施工资料,编制了HAS 土壤固化工程的相关定额,希望能弥补这项空白,为HAS 土壤固化定额的拟定提供一些思路。