淺析流態粉煤灰在路基薄弱區的應用

陳均順

中鐵電氣化局西鐵建設公司，陜西 咸陽 712000

隨著科技的日新月異，對公路路基工程的質量要求越來越高，路基薄弱區是控制路基病害的關鍵部位，如何處理好路基薄弱區的回填顯的尤為重要，為解決以上問題本文通過現場采用流態粉煤灰進行回填的應用，闡述采用流態粉煤灰回填路基薄弱區的優越性。

1 工程概況

石環公路為石家莊市外環線路，主線采用雙向六車道高速公路標準，設計車速為80Km/h，荷載為標準公路一級。石環公路第八合同段起止于K57+900～K65+408.419, 主線全長7508.219m，地處石家莊東南環欒城縣范圍。該標段于2006年1月20日開工建設，于2008年5月31日完工。標段內共有大橋及立交橋八座，上部結構均采用先簡后支連續裝配式預應力混凝土箱梁，共有預應力箱梁390片；小橋全長54.1m，為現澆鋼筋混凝土蓋板結構；涵洞共計66m，為現澆鋼筋混凝土蓋板結構；土方路基44萬方，其中包含率先應用在高填方路基中的粉煤灰17萬方。石環公路第八合同段共有臺背16處，均采用液態粉煤灰進行回填，共有29590方。利用液態粉煤灰進行回填于2007年3月～6月間進行施工，環城公路開通運營后，該16處臺背回填部位，運營三年后路面平坦，無任何無類似的路基病害，分析原因認為流態粉煤灰在路基薄弱區的應用從根本上預防了路基病害。結合石家莊環城公路這個項目就流態粉煤灰在公路及鐵路、市政等路基施工中的應用做一淺析。

2 各項指標分析

流態粉煤灰是由水泥、粉煤灰、高效緩凝減水劑、水四種材料按設計配合比進行澆拌而成的液態混合物在一定時間內通過一系列化學反應達到強度要求的半剛性新型建筑材料。下面就流態粉煤灰的原材料料源、施工工藝、技術指標、成本核算及在其它領域的擴展利用談談自身的見解。

2.1 流態粉煤灰原材分析

粉煤灰是當前排量較大的工業廢渣之一，年排量大約在2億t～3億t，在全國范圍內分布也是很廣。粉煤灰由電廠煤粉爐排出的煙氣中收集到的灰白色顆粒粉末，常用的是靜電除塵的粉煤灰，具有細度較細、燒失量小、質量較好的特點，是一種火山質混合材料。其主要化學成分：氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、三氧化硫等。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排量逐年增加，大量的粉煤灰如處理不當，就會產生揚塵，污染大氣，粉煤灰的推廣利用成為變廢為寶、變害為利的一項重要措施，也是電力生產面臨解決的重要任務之一。因此，無論從生產量的保障，還是從利國利民方面，粉煤灰這種原材在推廣應用方面具有廣泛的前景。另外，做為流態粉煤灰的其它材料為建筑行業很普通的材料均能夠及時保證供給。

2.2 施工工藝

施工工藝：原材料供應到澆拌站（水泥、粉煤灰、外加劑、水）→按施工配合比進行配料進行攪拌約90s→用混凝土運輸車運至工地基坑（槽）留置所必須的試件→將流態粉煤灰倒至基坑（槽）→重復以上工作到澆筑完工作基坑。

流態粉煤灰施工特點：

1）攪拌站用普通混凝土拌和站即可，操作簡單；

2）對需要處理的基坑（槽）按規范要求按路基施工規范要求按臺階放坡，臺階必須設置于原處理過的路基硬茬上；

3）流態粉煤灰具有較好液態流動性，不用像混凝土那樣進行搗固，也不用分層可以進行連續澆筑；

4）相對于普通的基坑（槽）不受天氣影響；初凝時間約90min、終凝時間約180min，澆筑完的基坑在流態粉煤灰沒有達到終凝前不能撓動；

5）液態粉煤灰凝固后相當于混凝土，將路基工程按結構工程施工克服了采用一般回填材料的質量隱患。

2.3 技術指標

技術指標分析：流態粉煤灰(以石家莊環城公路已實施項目)按水泥：粉煤灰：外加劑：水=1:8.67:0.03:10.67設計配合比進行拌和；取試件（7.5cm×7.5cm×7.5cm）分別在7d與28d進行試件試壓，在7d試件平均強度達到約480kPa～530kPa，28d平均強度達到約570kPa～650kPa；而普通地基承載力約180kPa左右，而路基設計地基承載力一般約為240kPa～320kPa。綜上所述，流態粉煤灰的承載力是設計地基承載力的1.5倍～2倍。

2.4 經濟技術分析

從經濟技術上比較：在路橋過渡段為預防橋頭跳車保證工程質量,相對普通路基段回填材料要求高、工藝流程先進，目前可采用三七灰土級配碎石及流態粉煤灰等方法。但流態粉煤灰（水泥：粉煤灰：外加劑：水=1:8.67:0.03:10.67）每立方成本約75元左右，而三七灰土所有費用將在86元/立方左右，級配碎石約在148元/立方左右。當然不同的地域可能材料方面存在一定的料差，但相對比較來說流態粉煤灰的成本還是較低。更重要的是三七灰土、級配碎石在緊靠臺背與涵背回填施工時，重型機械不能碾壓到位，人工配合小型機械又不能保證壓實達到要求，本身就會留下質量隱患，流態粉煤灰澆筑一步到位，徹底克服了以上存在的問題。

簡例：一座30延米長的涵洞，涵身高5m，回填基坑按1:1.2放坡，開挖上口寬約8m，約需750m3填料。如采用灰土或級碎石分層回填重型機械碾壓，每層30cm，大約需8d時間，成本三七灰土約在6.6萬元，級配碎石成本約在11萬；而采用流態粉煤灰選用普通混凝土小型拌和站（0.75立方）就可在3d內施工完成，成本約在5.3萬左右。從檢測指標來說3種工藝均能滿足設計指標要求。

3 結論

流態粉煤灰在高速公路施工中現階段已有了廣泛的應用，在已開通的福銀高速、石家莊環城公路都取得了良好的郊果，施工工藝趨于成熟，基本克服了在路基薄弱段常出現的路基病害，減少了質量隱患。在高速鐵路迅速發展的今天，各方面的設計指標增加的同時工程質量將是永遠追求的目標。在開通的石太高速鐵路、鄭西高鐵很多路基病害就是出在結構物與路基的過渡段，按高鐵的理念將路基工程依據結構工程的要求施工，運用流態粉煤灰在高鐵或普通鐵路施工的深基坑、路橋過渡段、涵背等的回填，在能保證工程質量的同時趕工期、節約成本、變廢為寶，節約社會資源方面均發揮重要作用。同時，流態粉煤灰還可用在路基病害處理時的壓漿材料，市政工程地下井周邊的回填等，相信流態粉煤灰會在更多領域得到進一步的廣泛運用。