粉煤灰在軟土地基路堤填筑中的應(yīng)用

曾懷宇，吳后付

（湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司，湖南 懷化 418000）

1 工程概況

武荊高速公路第四合同段里程為K16+928—K27+000，項目所在地為典型的沖積、湖積平原亞區(qū)，受軟土地基影響，對路堤填筑施工提出更高的要求。項目周邊的漢川電廠為工程提供了大量的粉煤灰資源，其中S2O3、AL2O3及Fe2O3的總含量達82.63%，遠遠超過行業(yè)所認定的70%標(biāo)準(zhǔn)；燒失量為0.86%，能良好地控制在12%范圍內(nèi)，因此完全滿足規(guī)范要求，可以將其用于路堤填筑施工中。

2 粉煤灰作為路堤填料的特點

1）自重輕 大量研究表明，粉煤灰所具備的最大干密度普遍在0.9～1.2g/cm3范圍內(nèi)，相比于細顆粒土其性能更好，是軟土地基填筑施工中不可缺少的材料。受質(zhì)地較輕的影響，粉煤灰能有效避免路堤沉降現(xiàn)象，由此削弱對路基的破壞力度，在同等條件下可顯著增強路堤的極限高度。經(jīng)工程后期檢驗可知，如果路基越軟弱，對應(yīng)的路堤沉降控制效果則越優(yōu)。

2）強度高 粉煤灰工程性質(zhì)與壓實性能有著密切關(guān)聯(lián)，其內(nèi)部顆粒與細粒土具有高度相似性，因此諸如含水量等都可以用于評價粉煤灰的強度。分別對飽水和不飽水兩種情況進行分析可知，其內(nèi)摩擦角分別控制在18°～33°及30°～42°，二者明顯優(yōu)于土質(zhì)填料，因此能增強路堤的強度與穩(wěn)定性。

3）壓縮性小 粉煤灰所對應(yīng)的壓縮系數(shù)較小，能使路堤建設(shè)過程中的沉降量得到明顯控制。就相同密度條件而言，使用粉煤灰材料進行施工，路堤抗壓縮性能尤為良好，具有傳統(tǒng)土質(zhì)路堤無法比擬的優(yōu)點。

4）固結(jié)快 相比于黏性土，粉煤灰所對應(yīng)的滲透系數(shù)是黏土的百倍甚至更多，所以滲透固結(jié)效果良好，有利于自由水的順利排出，可以在短時間內(nèi)達到固結(jié)效果。此外，粉煤灰滲透性明顯優(yōu)于黏性土，即便是在雨季也不會受到明顯影響。

3 粉煤灰路堤施工方案

通過試驗分析粉煤灰的基本性能，對其質(zhì)量效果進行評價，無論是土質(zhì)護坡還是封頂層，都需要在JTG E40—2007《公路土工試驗規(guī)程》的指導(dǎo)下進行土工試驗。此外，關(guān)于隔離層和排水盲溝這兩部分結(jié)構(gòu)，應(yīng)確保砂料粒徑控制在8mm范圍內(nèi)，5mm范圍內(nèi)的細砂占比不大于50%。

對粉煤灰進行室內(nèi)試驗，結(jié)果如表1所示。

表1 粉煤灰室內(nèi)試驗項目

4 粉煤灰路堤施工及其步驟

將路堤施工區(qū)域內(nèi)的雜草、樹根等雜物清理干凈，如果路堤施工區(qū)域處于低洼積水地段，首先應(yīng)使用設(shè)備將積水排除，在此基礎(chǔ)上進行清淤處理，而后回填并進行分層碾壓，使其達到基底標(biāo)高。此外，應(yīng)找到流向路堤作業(yè)區(qū)內(nèi)的水源，將其流向截斷，在邊溝處設(shè)計臨時排水溝，從而確保施工的排水效果。

4.1 施工工藝

粉煤灰路堤施工工藝流程如圖1所示。

圖1 粉煤灰路堤的施工工藝流程

4.2 儲運

應(yīng)對粉煤灰含水量進行調(diào)節(jié)，此項工作需在堆灰場或灰池中展開，如果粉煤灰濕度較大，則需增加粉煤灰的堆高，起到瀝干水分的效果；對于過干的粉煤灰，應(yīng)在正式攤鋪作業(yè)的前2～3d將其進行堆放灑水悶料處理。

引入大噸位自卸車完成對粉煤灰的運輸作業(yè)。在運輸過程中做好防止揚塵污染的措施。注重粉煤灰潤濕用水的選擇，以居民飲用水為宜；如果遇到可疑水源，須進行試驗分析其質(zhì)量。

4.3 攤鋪

精準(zhǔn)放樣是后續(xù)粉煤灰攤鋪順利進行的基本前提。此操作后可畫出路堤邊線，需注意的是：邊線應(yīng)足夠順直，彎道則以圓順形為宜，以實際攤鋪能力為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上確定攤鋪長度，確保完成碾壓作業(yè)。為提升碾壓質(zhì)量，以水平分層的方式為宜，要求壓實層之間搭接部分的長度不少于150cm，這是接頭段壓實度的基本保障。

在進行粉煤灰填筑施工時，應(yīng)同時進行土質(zhì)護坡施工。需以削坡后的凈寬為基準(zhǔn)，由此確定合理的土質(zhì)攤鋪寬度，及時完成排水盲溝施工。有必要設(shè)置松鋪厚度控制樁，具體位置以路基中心和路堤邊緣為宜，在其輔助下可將粉煤灰攤鋪厚度控制在合理范圍內(nèi)。

4.4 碾壓

一旦進行粉煤灰攤鋪施工后，需隨即進行碾壓作業(yè)，當(dāng)天完成攤鋪的材料應(yīng)在當(dāng)天完成碾壓作業(yè)，從而避免水分蒸發(fā)，確保最終的壓實效果。不同的設(shè)備對應(yīng)的壓實度不同，20～30t振動壓路機操作對象的單層厚度應(yīng)控制在20cm以內(nèi)；如果選用40～50t的大型振動壓路機，要求單層厚度控制在30cm以內(nèi)。碾壓施工應(yīng)嚴格遵循先輕后重的原則，從低向高處逐漸延展，首先使用大型碾壓設(shè)備，經(jīng)過3～4遍處理后，再轉(zhuǎn)換為靜壓的方式，此環(huán)節(jié)以1～2遍為宜。

4.5 養(yǎng)護與封層

對粉煤灰壓實層進行壓實度指標(biāo)檢驗，如果無法隨即進行上層結(jié)構(gòu)的鋪筑施工，需采取灑水濕潤措施，防止表層干燥松散；此外需提升路基排水設(shè)施的完善性，加大力度做好日常維護工作。為了對新筑粉煤灰土質(zhì)護肩形成保護作用，需種植一定量的草皮，避免結(jié)構(gòu)受到雨水的沖刷影響；此外，應(yīng)設(shè)置泄水槽進一步增強排水效果。

5 結(jié)語

在粉煤灰路堤施工過程中，必須進行技術(shù)優(yōu)化，進一步提升施工質(zhì)量。文章圍繞軟土地基的路基填筑施工展開探討，提出可行建議，深化粉煤灰在軟土地基路堤填筑中的應(yīng)用水平。