浅谈煤矸石处理软土地基的施工应用

于 潇，王鹏飞

(黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

1 煤矸石处理软土地基的施工应用特点和原理

1.1 本施工应用特点

(1)应用绿色环保理念提高社会效益

利用过火煤矸石作为软土地基处理材料可以解决矿渣的堆放造成的污染，减少固体废弃物堆放及扬尘造成的危害。

充分利用过火煤矸石透水性好等物理特性，将废物转化为可利用资源。

本应用利用过火煤矸石替代砂砾，能大幅度减少砂砾的用量，减少河道采砂对自然生态环境的破坏。

(2)本应用降低工程成本

比传统技术减少使用砂砾量，该地区过火煤矸石材料丰富，过火煤矸石取得及运输费用均低于砂砾，因此降低了工程成本。

1.2 本施工应用原理

(1)过火煤矸石代替砂砾

本施工应用采用过火煤矸石和砂砾交替回填，利用过火煤矸石大部分代替砂砾处理软土地基，利用过火煤矸石透水性和水稳定性好的特性，使处理后的地基成为路基填筑坚实的基础。

(2)设置填筑隔离层

采用砂砾隔离层、排水砂砾垫层及淤泥反压护坡道，隔离过火煤矸石与空气接触，防止其氧化，使处理后的地基成为路基填筑稳定的基础。

2 传统砂砾处理软土地基的施工

2.1 传统砂砾处理软土地基的施工缺点

(1)砂砾开采破坏环境

传统的软基处理材料采用透水性较好的砂砾，砂砾一般采取含泥量较少的河滩砂砾，开采对自然产生一定的破坏。

(2)砂砾处理软土地基成本较高

为保证压实质量，传统施工工艺下砂砾每层填筑厚度不超过20 cm，填筑效率不高，造成处理软土地基成本较高。

3 煤矸石处理软土地基的施工工艺及注意事项

3.1 施工原材料质量控制

(1)施工用砂砾的质量控制

砂砾的含泥量不大于5%，控制砂砾级配，严格控制按1次/1 000 m3检测砂砾的各项试验项目。

(2)施工用过火煤矸石的质量控制

根据设计规范要求，过火煤矸石的塑性指数小于等于10，主要成本SiO2、Al2O3、Fe2O3的总含量之和大于等于70%，烧矢量小于等于20%，粒径大于37.5 mm且含量大于总质量30%的煤矸石材料，严格控制按1次/5 000 m3或1次/天(当每天小于等于5 000 m3时)检测过火煤矸石的各项试验项目。

3.2 施工工艺

(1)施工前期工作

试验室采用水中重法确定不同粒级煤矸石的最大容重，分别制作37.5 mm以上不相同的掺配比例样品，测量其表观密度。绘制密度曲线确定其线性关系，为现场检查煤矸石孔隙率提供不同含石量的标准密度。

取煤矸石样品筛分，分别做粗细集料的冻融循环试验和烧矢量试验，证明煤矸石结构稳定性是否良好，替代砂砾的可行性。

试验室对煤矸石样品做颗粒分析试验和塑性指数试验，证明其透水性以及水稳定性是否良好，替代砂砾的可行性。

试验室对煤矸石样品做CBR材料强度试验，证明其材料强度是否良好，替代砂砾的可行性。

测量人员按施工图纸要求放样基槽宽度和深度。在路基外侧坡脚及占地界内，利用机械修建汽车便道及临时排水沟。

(2)基槽开挖

采用挖掘机对基槽开挖，机械挖槽结束后，人工清理基槽基底，检测基底含水率。

(3)软基处理材料回填施工

基底检测合格后，分层填筑过火煤矸石，每层填筑厚度根据试验段确定，阶段分层总填筑厚度不大于60 cm。

对每一层填筑的过火煤矸石进行分层填筑、分层压实，遵循碾压原则，并且避免漏压现象发生，机具组合及压实遍数根据试验段确定。

过火煤矸石填筑时，每填筑层采取检测沉降差的方法控制压实，过火煤矸石每层填筑检测沉降差的取值范围，在试验段施工阶段确定，检测沉降差的同时采取灌水法检测填筑层，以压实度达到规定设计数值确定沉降差的取值范围。

当软土地基换填厚度小于等于60 cm时，过火煤矸石填至原地面标高，上层设置排水砂砾垫层；当软土地基换填厚度大于等于60 cm时，过火煤矸石每个填筑阶段厚度不大于60 cm，相邻过火煤矸石填筑阶段之间设置砂砾隔离层，厚度为20 cm。

(4)排水砂砾及反压护坡道施工

直至过火煤矸石填至原地面标高，上层设置排水砂砾垫层，砂砾隔离层及排水砂砾垫层分层填筑、分层压实，分层厚度宜为10～20 cm。

砂砾隔离层及排水砂砾垫层，每填筑层进行压实度检测，通常采取灌砂法检测。

排水砂砾垫层铺筑完成后，在排水砂砾垫层两侧进行淤泥反压护坡道施工，反压护坡道施工宽度不小于1.5 m，厚度不小于2 m，位置与路基坡脚紧密结合。

3.3 施工注意事项

(1)采用过火煤矸石和砂砾回填基槽时，分段进行，要挂线虚铺，掌握虚铺厚度不大于试验段确定值。

(2)过火煤矸石及砂砾隔离层厚度要符合要求，过火煤矸石每个填筑阶段厚度不大于60 cm，砂砾隔离层厚度为20 cm，厚度偏差应得到有效控制，使过火煤矸石之间起到有效的隔离作用。

(3)排水砂砾垫层及淤泥反压护坡道的几何尺寸及是施工质量应严格按规范执行，使过火煤矸石与外界起到有效的隔离作用。

(4)有效控制软基处理回填材料的碾压质量，压实及压实度检测不合格时，及时重新补充碾压，不留质量隐患。

(5)准备防雨器具，如果遇到下雨，立即停止施工，对于未施工而被雨淋的基槽，应该等其内部干燥后方可进行施工。对于每个路段的排水沟渠，增设排水工具，防止雨水倒入基槽及路基中。

4 结 论

通过采用此煤矸石处理软土地基施工工艺，缩短了施工工期，节约了施工成本，减少了大型机械租赁的租金及燃油的消耗，并减少了人工使用数量，同时减少了砂砾的使用量，并减少了材料使用费用，经济效益显著。同时此工艺工艺简单，设备要求不高，利用过火煤矸石作为软土地基处理材料可以解决废渣堆放处理和污染，减少固体废弃物堆放及扬尘造成的危害，利用过火煤矸石替代砂砾，能大幅度减少砂砾的用量，减少河道采砂对自然生态环境的破坏，将过火煤矸石转废为宝，展示了节材、节地、节能及环保的绿色施工理念。