電石渣在黏性土改良中的應(yīng)用研究

宋衛(wèi)清

（核工業(yè)華南建設(shè)工程集團(tuán)公司，廣州510800）

1 工程概況

某公路項(xiàng)目地處平原地區(qū)，項(xiàng)目里程樁號(hào)K34+100～K47+200。所在地土質(zhì)以黏性土為主，在路床填筑時(shí)，難以滿(mǎn)足要求，需進(jìn)行改良處理。

2 現(xiàn)場(chǎng)施工情況及存在的問(wèn)題

路床施工前，項(xiàng)目部對(duì)挖方路段及附近可用的取土場(chǎng)進(jìn)行了取土試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加州承載比試驗(yàn)（California Bearing Ratio test，CBR）均小于8%，含水率普遍大于25%，含水率偏高，承載力低，回填后路基穩(wěn)定性差，容易變形，壓實(shí)度和彎沉值都無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，達(dá)不到路床填筑用土的要求。可用的取土場(chǎng)運(yùn)距大于40 km，外借土方運(yùn)費(fèi)較高，且原有挖方段的黏性土需全部作為棄方處理，既不環(huán)保，又不經(jīng)濟(jì)。考慮到工程附近化工廠存有大量廢棄電石渣，參建各方初步提出用電石渣改良黏性土的方案[1，2]。

3 電石渣改良方案研究

3.1 電石渣成分研究

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣，送化工試驗(yàn)室分析后，電石渣成分主要有氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化硅。

根據(jù)試驗(yàn)室給出的分析數(shù)據(jù)可知，電石渣主要成分為氧化鈣，因此，具備生石灰的改良作用，初步判斷可替代生石灰對(duì)黏性土進(jìn)行改良。

3.2 電石渣改良可行性研究

3.2.1 技術(shù)可行性研究

根據(jù)石灰改良土的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以及電石渣中有效成分氧化鈣，初定在黏性土中按8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）和12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）2種摻量摻加電石渣進(jìn)行試驗(yàn)，7 d后驗(yàn)證電石渣對(duì)黏性土的改良效果，見(jiàn)表1。

表1 電石渣對(duì)黏性土的改良效果

從試驗(yàn)結(jié)果可知，用電石渣摻拌改良后，復(fù)合土干密度有所下降，CBR顯著提高，確定電石渣摻拌黏性土改良的方案具有技術(shù)可行性。

3.2.2 經(jīng)濟(jì)可行性研究

采用電石渣改良需增加電石渣的采購(gòu)成本、取料成本、運(yùn)輸成本及拌和成本。因電石渣為化工廠的廢棄物，采購(gòu)成本較低，按20元/t計(jì)算，平均運(yùn)距8 km，每噸運(yùn)輸成本約增加7元，取料成本2元/t，拌和成本5元/m3，拌和土約增加綜合成本9元/m3，與遠(yuǎn)距離借土相比，該方案具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值[3]。

4 電石渣改良現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

根據(jù)試驗(yàn)室土工試驗(yàn)結(jié)果，確定如下改良方案：路基下路床摻拌8%電石渣，上路床摻拌12%電石渣，采用挖掘機(jī)在取土場(chǎng)拌和3次，并在K39+650～K39+850進(jìn)行試驗(yàn)段分層攤鋪碾壓，下路床松鋪厚度25 cm，上路床松鋪厚度18 cm，采用26 t振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，弱振1遍，強(qiáng)振3遍，靜壓1遍收光，攤鋪碾壓后封閉交通，7 d后測(cè)試壓實(shí)度和彎沉值，驗(yàn)證改良效果[4-6]。

5 電石渣改良效果現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證總結(jié)

下路床第1層攤鋪碾壓后7 d，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試壓實(shí)度和完成值，8%電石渣改良下路床試驗(yàn)段壓實(shí)度實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 8%電石渣試驗(yàn)段壓實(shí)度實(shí)測(cè)值

結(jié)合表2，并根據(jù)K39+650～K39+850下路床第1層改良土壓實(shí)度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，壓實(shí)度滿(mǎn)足要求。彎沉設(shè)計(jì)值≤223（0.01 mm），8%電石渣改良下路床試驗(yàn)段車(chē)道1、車(chē)道2彎沉實(shí)測(cè)值見(jiàn)表3。

表3 8%電石渣試驗(yàn)段彎沉實(shí)測(cè)值

由表3可知，彎沉實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)小于彎沉設(shè)計(jì)值，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

在上述試驗(yàn)段測(cè)試完后，按12%的摻和量，進(jìn)行上路床電石渣改良土試驗(yàn)，攤鋪碾壓后7%d，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試壓實(shí)度和完成值，12%電石渣改良上路床試驗(yàn)段壓實(shí)度實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 12%電石渣試驗(yàn)段壓實(shí)度實(shí)測(cè)值

根據(jù)表4可知，壓實(shí)度滿(mǎn)足要求。此外，12%電石渣改良上路床試驗(yàn)段彎沉實(shí)測(cè)值見(jiàn)表5。

表5 12%電石渣試驗(yàn)段彎沉實(shí)測(cè)值

由表5可知，彎沉實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)小于實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)值，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用8%電石渣改良能有效提高填土指標(biāo)，成型后的路基滿(mǎn)足路基下路床填筑要求；采用12%電石渣改良能有效提高填土指標(biāo)，成型后的路基滿(mǎn)足路基上路床的填筑要求。綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等因素，采用電石渣改良達(dá)到了預(yù)期效果，作為可行性方案在該項(xiàng)目推廣執(zhí)行。該方案確保了路基質(zhì)量，造價(jià)較低，且消耗了化工廠的廢渣，達(dá)到了變廢為寶的效果，為其他類(lèi)似地區(qū)的路基施工提供了經(jīng)驗(yàn)。