淺談煤矸石處理軟土地基的施工應(yīng)用

于 瀟，王鵬飛

(黑龍江省龍建路橋第六工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

1 煤矸石處理軟土地基的施工應(yīng)用特點(diǎn)和原理

1.1 本施工應(yīng)用特點(diǎn)

(1)應(yīng)用綠色環(huán)保理念提高社會(huì)效益

利用過火煤矸石作為軟土地基處理材料可以解決礦渣的堆放造成的污染，減少固體廢棄物堆放及揚(yáng)塵造成的危害。

充分利用過火煤矸石透水性好等物理特性，將廢物轉(zhuǎn)化為可利用資源。

本應(yīng)用利用過火煤矸石替代砂礫，能大幅度減少砂礫的用量，減少河道采砂對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。

(2)本應(yīng)用降低工程成本

比傳統(tǒng)技術(shù)減少使用砂礫量，該地區(qū)過火煤矸石材料豐富，過火煤矸石取得及運(yùn)輸費(fèi)用均低于砂礫，因此降低了工程成本。

1.2 本施工應(yīng)用原理

(1)過火煤矸石代替砂礫

本施工應(yīng)用采用過火煤矸石和砂礫交替回填，利用過火煤矸石大部分代替砂礫處理軟土地基，利用過火煤矸石透水性和水穩(wěn)定性好的特性，使處理后的地基成為路基填筑堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)設(shè)置填筑隔離層

采用砂礫隔離層、排水砂礫墊層及淤泥反壓護(hù)坡道，隔離過火煤矸石與空氣接觸，防止其氧化，使處理后的地基成為路基填筑穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)砂礫處理軟土地基的施工

2.1 傳統(tǒng)砂礫處理軟土地基的施工缺點(diǎn)

(1)砂礫開采破壞環(huán)境

傳統(tǒng)的軟基處理材料采用透水性較好的砂礫，砂礫一般采取含泥量較少的河灘砂礫，開采對(duì)自然產(chǎn)生一定的破壞。

(2)砂礫處理軟土地基成本較高

為保證壓實(shí)質(zhì)量，傳統(tǒng)施工工藝下砂礫每層填筑厚度不超過20 cm，填筑效率不高，造成處理軟土地基成本較高。

3 煤矸石處理軟土地基的施工工藝及注意事項(xiàng)

3.1 施工原材料質(zhì)量控制

(1)施工用砂礫的質(zhì)量控制

砂礫的含泥量不大于5%，控制砂礫級(jí)配，嚴(yán)格控制按1次/1 000 m3檢測(cè)砂礫的各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目。

(2)施工用過火煤矸石的質(zhì)量控制

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，過火煤矸石的塑性指數(shù)小于等于10，主要成本SiO2、Al2O3、Fe2O3的總含量之和大于等于70%，燒矢量小于等于20%，粒徑大于37.5 mm且含量大于總質(zhì)量30%的煤矸石材料，嚴(yán)格控制按1次/5 000 m3或1次/天(當(dāng)每天小于等于5 000 m3時(shí))檢測(cè)過火煤矸石的各項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目。

3.2 施工工藝

(1)施工前期工作

試驗(yàn)室采用水中重法確定不同粒級(jí)煤矸石的最大容重，分別制作37.5 mm以上不相同的摻配比例樣品，測(cè)量其表觀密度。繪制密度曲線確定其線性關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)檢查煤矸石孔隙率提供不同含石量的標(biāo)準(zhǔn)密度。

取煤矸石樣品篩分，分別做粗細(xì)集料的凍融循環(huán)試驗(yàn)和燒矢量試驗(yàn)，證明煤矸石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是否良好，替代砂礫的可行性。

試驗(yàn)室對(duì)煤矸石樣品做顆粒分析試驗(yàn)和塑性指數(shù)試驗(yàn)，證明其透水性以及水穩(wěn)定性是否良好，替代砂礫的可行性。

試驗(yàn)室對(duì)煤矸石樣品做CBR材料強(qiáng)度試驗(yàn)，證明其材料強(qiáng)度是否良好，替代砂礫的可行性。

測(cè)量人員按施工圖紙要求放樣基槽寬度和深度。在路基外側(cè)坡腳及占地界內(nèi)，利用機(jī)械修建汽車便道及臨時(shí)排水溝。

(2)基槽開挖

采用挖掘機(jī)對(duì)基槽開挖，機(jī)械挖槽結(jié)束后，人工清理基槽基底，檢測(cè)基底含水率。

(3)軟基處理材料回填施工

基底檢測(cè)合格后，分層填筑過火煤矸石，每層填筑厚度根據(jù)試驗(yàn)段確定，階段分層總填筑厚度不大于60 cm。

對(duì)每一層填筑的過火煤矸石進(jìn)行分層填筑、分層壓實(shí)，遵循碾壓原則，并且避免漏壓現(xiàn)象發(fā)生，機(jī)具組合及壓實(shí)遍數(shù)根據(jù)試驗(yàn)段確定。

過火煤矸石填筑時(shí)，每填筑層采取檢測(cè)沉降差的方法控制壓實(shí)，過火煤矸石每層填筑檢測(cè)沉降差的取值范圍，在試驗(yàn)段施工階段確定，檢測(cè)沉降差的同時(shí)采取灌水法檢測(cè)填筑層，以壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定設(shè)計(jì)數(shù)值確定沉降差的取值范圍。

當(dāng)軟土地基換填厚度小于等于60 cm時(shí)，過火煤矸石填至原地面標(biāo)高，上層設(shè)置排水砂礫墊層；當(dāng)軟土地基換填厚度大于等于60 cm時(shí)，過火煤矸石每個(gè)填筑階段厚度不大于60 cm，相鄰過火煤矸石填筑階段之間設(shè)置砂礫隔離層，厚度為20 cm。

(4)排水砂礫及反壓護(hù)坡道施工

直至過火煤矸石填至原地面標(biāo)高，上層設(shè)置排水砂礫墊層，砂礫隔離層及排水砂礫墊層分層填筑、分層壓實(shí)，分層厚度宜為10～20 cm。

砂礫隔離層及排水砂礫墊層，每填筑層進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，通常采取灌砂法檢測(cè)。

排水砂礫墊層鋪筑完成后，在排水砂礫墊層兩側(cè)進(jìn)行淤泥反壓護(hù)坡道施工，反壓護(hù)坡道施工寬度不小于1.5 m，厚度不小于2 m，位置與路基坡腳緊密結(jié)合。

3.3 施工注意事項(xiàng)

(1)采用過火煤矸石和砂礫回填基槽時(shí)，分段進(jìn)行，要掛線虛鋪，掌握虛鋪厚度不大于試驗(yàn)段確定值。

(2)過火煤矸石及砂礫隔離層厚度要符合要求，過火煤矸石每個(gè)填筑階段厚度不大于60 cm，砂礫隔離層厚度為20 cm，厚度偏差應(yīng)得到有效控制，使過火煤矸石之間起到有效的隔離作用。

(3)排水砂礫墊層及淤泥反壓護(hù)坡道的幾何尺寸及是施工質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行，使過火煤矸石與外界起到有效的隔離作用。

(4)有效控制軟基處理回填材料的碾壓質(zhì)量，壓實(shí)及壓實(shí)度檢測(cè)不合格時(shí)，及時(shí)重新補(bǔ)充碾壓，不留質(zhì)量隱患。

(5)準(zhǔn)備防雨器具，如果遇到下雨，立即停止施工，對(duì)于未施工而被雨淋的基槽，應(yīng)該等其內(nèi)部干燥后方可進(jìn)行施工。對(duì)于每個(gè)路段的排水溝渠，增設(shè)排水工具，防止雨水倒入基槽及路基中。

4 結(jié) 論

通過采用此煤矸石處理軟土地基施工工藝，縮短了施工工期，節(jié)約了施工成本，減少了大型機(jī)械租賃的租金及燃油的消耗，并減少了人工使用數(shù)量，同時(shí)減少了砂礫的使用量，并減少了材料使用費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)此工藝工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求不高，利用過火煤矸石作為軟土地基處理材料可以解決廢渣堆放處理和污染，減少固體廢棄物堆放及揚(yáng)塵造成的危害，利用過火煤矸石替代砂礫，能大幅度減少砂礫的用量，減少河道采砂對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞，將過火煤矸石轉(zhuǎn)廢為寶，展示了節(jié)材、節(jié)地、節(jié)能及環(huán)保的綠色施工理念。