粉煤灰在软土地基路堤填筑中的应用

2019-10-08曾怀宇吴后付

城市建筑空间 2019年8期

曾怀宇，吴后付

（湖南省怀化公路桥梁建设总公司，湖南怀化 418000）

1 工程概况

武荆高速公路第四合同段里程为K16+928—K27+000，项目所在地为典型的冲积、湖积平原亚区，受软土地基影响，对路堤填筑施工提出更高的要求。项目周边的汉川电厂为工程提供了大量的粉煤灰资源，其中S2O3、AL2O3及Fe2O3的总含量达82.63%，远远超过行业所认定的70%标准；烧失量为0.86%，能良好地控制在12%范围内，因此完全满足规范要求，可以将其用于路堤填筑施工中。

2 粉煤灰作为路堤填料的特点

1）自重轻大量研究表明，粉煤灰所具备的最大干密度普遍在0.9～1.2g/cm3范围内，相比于细颗粒土其性能更好，是软土地基填筑施工中不可缺少的材料。受质地较轻的影响，粉煤灰能有效避免路堤沉降现象，由此削弱对路基的破坏力度，在同等条件下可显著增强路堤的极限高度。经工程后期检验可知，如果路基越软弱，对应的路堤沉降控制效果则越优。

2）强度高粉煤灰工程性质与压实性能有着密切关联，其内部颗粒与细粒土具有高度相似性，因此诸如含水量等都可以用于评价粉煤灰的强度。分别对饱水和不饱水两种情况进行分析可知，其内摩擦角分别控制在18°～33°及30°～42°，二者明显优于土质填料，因此能增强路堤的强度与稳定性。

3）压缩性小粉煤灰所对应的压缩系数较小，能使路堤建设过程中的沉降量得到明显控制。就相同密度条件而言，使用粉煤灰材料进行施工，路堤抗压缩性能尤为良好，具有传统土质路堤无法比拟的优点。

4）固结快相比于黏性土，粉煤灰所对应的渗透系数是黏土的百倍甚至更多，所以渗透固结效果良好，有利于自由水的顺利排出，可以在短时间内达到固结效果。此外，粉煤灰渗透性明显优于黏性土，即便是在雨季也不会受到明显影响。

3 粉煤灰路堤施工方案

通过试验分析粉煤灰的基本性能，对其质量效果进行评价，无论是土质护坡还是封顶层，都需要在JTG E40—2007《公路土工试验规程》的指导下进行土工试验。此外，关于隔离层和排水盲沟这两部分结构，应确保砂料粒径控制在8mm范围内，5mm范围内的细砂占比不大于50%。

对粉煤灰进行室内试验，结果如表1所示。

表1 粉煤灰室内试验项目

4 粉煤灰路堤施工及其步骤

将路堤施工区域内的杂草、树根等杂物清理干净，如果路堤施工区域处于低洼积水地段，首先应使用设备将积水排除，在此基础上进行清淤处理，而后回填并进行分层碾压，使其达到基底标高。此外，应找到流向路堤作业区内的水源，将其流向截断，在边沟处设计临时排水沟，从而确保施工的排水效果。

4.1 施工工艺

粉煤灰路堤施工工艺流程如图1所示。

图1 粉煤灰路堤的施工工艺流程

4.2 储运

应对粉煤灰含水量进行调节，此项工作需在堆灰场或灰池中展开，如果粉煤灰湿度较大，则需增加粉煤灰的堆高，起到沥干水分的效果；对于过干的粉煤灰，应在正式摊铺作业的前2～3d将其进行堆放洒水闷料处理。

引入大吨位自卸车完成对粉煤灰的运输作业。在运输过程中做好防止扬尘污染的措施。注重粉煤灰润湿用水的选择，以居民饮用水为宜；如果遇到可疑水源，须进行试验分析其质量。

4.3 摊铺

精准放样是后续粉煤灰摊铺顺利进行的基本前提。此操作后可画出路堤边线，需注意的是：边线应足够顺直，弯道则以圆顺形为宜，以实际摊铺能力为基准，在此基础上确定摊铺长度，确保完成碾压作业。为提升碾压质量，以水平分层的方式为宜，要求压实层之间搭接部分的长度不少于150cm，这是接头段压实度的基本保障。

在进行粉煤灰填筑施工时，应同时进行土质护坡施工。需以削坡后的净宽为基准，由此确定合理的土质摊铺宽度，及时完成排水盲沟施工。有必要设置松铺厚度控制桩，具体位置以路基中心和路堤边缘为宜，在其辅助下可将粉煤灰摊铺厚度控制在合理范围内。

4.4 碾压

一旦进行粉煤灰摊铺施工后，需随即进行碾压作业，当天完成摊铺的材料应在当天完成碾压作业，从而避免水分蒸发，确保最终的压实效果。不同的设备对应的压实度不同，20～30t振动压路机操作对象的单层厚度应控制在20cm以内；如果选用40～50t的大型振动压路机，要求单层厚度控制在30cm以内。碾压施工应严格遵循先轻后重的原则，从低向高处逐渐延展，首先使用大型碾压设备，经过3～4遍处理后，再转换为静压的方式，此环节以1～2遍为宜。