土体固化剂在道路基层中的应用

薛东奎

摘要：通过将新型美国路邦EN—1土体固化剂掺入粘土再掺入石灰、水泥等辅助材料作为城市道路基层在中新天津生态城北部产业园东部道路工程中的实际应用，对固化土质量验收标准进行总结，着重介绍固化土基层施工工艺，对其在城市道路中的施工，养护工艺探索、总结出了一定的操作程序。

关键词：固化土；路邦EN—1固化剂；施工工艺；验收标准

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.094

1工程概况

1.1工程简介

本工程地处中新天津生态城，中新天津生态城是中国、新加坡两国政府战略性合作项目，是继苏州工业园之后两国合作的新亮点。工程包括运河北路（YHBK0+740.873～YHBKl+432.571）、运河中路（YHZK1+556.691～YHZKl+975.416）两部分。道路等级为：市政支路。双向4车道，道路规划红线宽34m。

1.2地质条件

场地内地质条件复杂，有天然地基承载力不均、地面沉降、土壤盐渍化、污染土以及沙土液化现象，土层承载力低，一般不能作为永久性建筑物天然地基采用。表层土以盐渍土及污染土为主。

2固化剂简介

美国路邦EN—1固化剂是应用于现代公路基层和底基层固化的新型化学材料，适用于不同土质。常温状态下为黑色、不燃、有气味的液体，具有极强的氧化性和溶解力。可把土壤颗粒溶解结合在一起，形成矿物混合物，经碾压密实形成岩石般坚硬的整体板块，在具有较大承载力的同时，也能防止水的侵蚀，该型固化剂在20多年前已被西方国家广泛应用并获得良好的经济效益和实用效果。

3固化土施工技术

3.1原材料

（1）固化剂：溶液的固体含量不得大于3%，不得有沉淀或絮状现象，其主要性能指标如表1所示。

（2）石灰：石灰应采用生石灰粉，石灰等级应为三级以上，石灰剂量采用质量比，生石灰块使用前应充分消解，生石灰中有效钙加氧化镁含量大于70%。

（3）水泥：水泥采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，终凝时间应大于6h小于10h，不得使用早强水泥。

（4）土：选用天津地区比较常见的塑性指数12～26的土，最大粒径不得大于15mm。

（5）水：采用饮用水或pH值大于或等于6的水。

3.2配合比设计要求

（1）20cm水泥石灰固化土配比为固化剂参入量为干土质量的0.014，水泥参入量为干土质量的2%，石灰为干土质量的3%。

（2）考虑到天津地区地下水位高，施工用土含水量普遍偏高，施工现场采用的石灰用量或土壤固化剂用量应高于以上确定的剂量，石灰应增加干土质量的1%～2%，固化剂水溶液应增加干土质量的0.1～0.2%。

3.3掺加水泥、固化剂及拌合

（1）掺加水泥：根据固化剂固化水泥石灰土的宽度、厚度及预定的干密度、水泥剂量，计算出每袋水泥的纵横间距，按照计算好的纵横间距，用灰线画出方格，在水泥卸到相应方格内，并应检查是否多余或遗漏。用刮板将水泥均匀摊开，应注意使，每袋水泥的摊铺面积相等，完成后使用宝马拌和机初拌，使水泥与摊铺的灰土拌合均匀。

（2）初拌：宝马拌合机初拌，使水泥与摊铺的灰土拌合均匀。

（3）掺加土壤固化剂。

以本工程为例，土壤固化剂稀释比计算实例如下：

土壤固化剂浓缩液每桶重32.5kg，每桶浓缩液的体积为20升，土的干密度为1.8×103kg/m³，混合料的最佳含水量为17%，现场检测混合料天然含水量15%，若固化土施工段落长100m，宽20m，厚度0.2m，土壤固化剂浓缩液占干土重量采用比例为0.014%。则计算如下：

若稀释比大于1：150，则需加强固化用土的翻拌晾晒以降低加入固化剂前土壤的含水量，再实测晾晒后的土壤含水量、重新计算，以保证稀释比小于1：150。

用水罐将固化土浓缩液按比例稀释。采用压力式洒水车或喷管式均匀喷洒灰土中，待掺入固化剂40分钟后继续拌合，应不少于3遍，直到均匀。喷洒土壤固化剂水溶液时，喷洒应均匀、不遗漏，中途不得停车，应防止喷洒过量。

（4）宝马拌合机应紧跟洒水车后进行拌合，根据固化剂固化水泥石灰土层厚度的要求，应确定拌合深度，由两侧拌向中心，并略破坏下层表面，其深度宜为Icm。两层之间不得留有未掺拌的“素土”夹层。每次拌合应有重叠和翻透，并不得有漏拌，且固化类混合料拌合颜色应一致，拌合应不少于三遍或粒径达到要求为止。

（5）整形：用平地机整形一次，应将高出料直接管处路外，应形成薄层填补现象。整形应达到规定的坡度和路拱。

4工程质量控制

4.1固化土质量要求与检查验收标准

固化剂固化土施工的施工质量验收目前尚未有统一的国家验收规范，具体验收按照设计要求及各地区相关技术要求为准，在本工程施工过程中，本人组织项目技术人员，在设计单位的指导及监理单位帮助下，制定了相应的施工验收标准，具体要求如下。

4.1.1一般规定

（1）施工中，应建立健全工地试验、质量检查以及工序间的交接验收等规章制度。试验、检测、验收，应做到原始记录齐全、数据准确和资料完整。（2）每道工序完成后，均应进行检查验收，合格后方可进行下道工序。检验不合格的，应进行翻修，达到合格要求。（3）在施工过程中，要严格控制施工质量，切实做到所有施工工序都严格进行质量检测，在上道施工工序未经检测或经检测后其质量不符合要求时，不得进入下道工序的施工。

4.1.2材料试验

（1）固化处理层使用的原材料，其试验项目和方法应符合表2的规定。（2）对固化土层应按表3所列项目进行实验。

4.1.3质量要求

（1）施工过程中的质量要求应包括外形尺寸的控制和检查以及质量的控制和检查。（2）外形尺寸的测量频率和质量标准应符合设计要求。（3）施工过程中应进行质量控制、质量控制的项目、频率和标准符合表

3的规定。

4.2工程质量检验

无侧限抗压强度和道路弯沉实验是验证固化土施工质量的两个主要指标，两项实验结果如下。

（1）无侧限抗压强度：根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJ 057—94，对按上述配方拌合而成的土样制备无侧限抗压强度实践，并对其7天与14天的强度进行测试，实验结果如表4所示。

从实验结果可看出强度试验满足设计要求。

（2）道路弯沉实验：根据《公路路基路面现场测试规程》JTJ 059—95，采用后轴100kN的BZZ—100标准车，弯沉实验结果如表5所示。

从实验结果可看出完成实验满足设计要求。

通过上述实验结果表明，固化土施工远超设计的各项要求，体现出了固化土垫层的巨大优势。同时也验证了本项施工工艺的正确性。

5建议及结论

5.1施工建议

（1）现场拌合灰土时一定要保证灰土粒径不大于15mm，且要把灰土中的杂质、未消解的灰块、石块、大粒径灰块剔除干净。

（2）不要直接在土壤中加入固化剂浓缩液，要按（150～220）：1或更高的体积比用水稀释固化剂浓缩液，稀释浓缩液时，应把固化剂浓缩液加入水中，不要把水加到固化剂浓缩液中。

（3）土的含水量控制是难点问题，含水量决定路邦EN—1固化剂稀释用水量、路邦EN—1固化剂能否均匀混合在土体中、能否碾实等，对固化效率起直接影响作用。工程施工中如遇大雨无法施工时，应采取相应措施，如加石灰粉、重新翻土、晒干，甚至进行重复固化施工。

（4）路邦EN—1固化剂固化土施工工艺虽简单，但施工技术含量高，每一道工序质量影响都很大。目前，国内对固化技术掌握程度还不高，实际工程应由技术人员和设计、业主、监理单位共同监控整个施工过程，及时处理施工中遇到的实际问题。

（5）雨天不能进行拌合，为避免固化剂稀释液随雨水流失，一般不要采用人工拌合。

5.2结论

路邦EN—1土体固化剂固化土材料费用比二灰土和二灰碎石降低。施工和后期的养护成本比传统基层有所降低。路邦EN—1土体固化剂稳定基层对于减少施工环境污染和缩短工期具有重要意义，具有良好的经济效益和社会效益。