HAS 土壤固化劑在工程應用中的定額擬定

孫 霄

（陜西省水利電力勘測設計研究院,陜西 西安 710001）

1 HAS 土壤固化技術

“HAS 土壤固化劑”（HAS 固化劑）,是由工業廢渣為主要原材料,具有潛在礦物活性的無機材料與核心母料按比例混合磨細而成的一種粉末狀新型無機硅鋁基固化材料。土壤固化劑的技術先進,能縮短工期,降低資金成本投入,還可以有效保護周圍生態環境。土壤固化劑的應用可以代替石灰等傳統的、對環境污染嚴重的材料,從而達到了保護植被、降低CO2 排放量的效果,這也使得此項技術的經濟性、環保性得到了突出體現[1]。土壤固化技術的基本原理是化學固化技術,即是向土壤中添加固化材料,將土中大量的自由水以結晶形式固定下來,使土中含水量迅速降低,同時水化反應生成的復雜結晶體導致土體固化體積增加,改變了固化土中孔徑分布并有效降低填充土壤顆粒間空隙,使土壤顆粒表面產生不可逆轉的凝結硬化,固化后的土壤具有很高的水穩性和強度穩定性。

傳統的石灰可以固結土壤,但強度不高,且耐水性差。水泥土有相當高的強度和耐水性能力,但水泥土收縮性很大極易開裂,土壤的膨脹、收縮造成道路的翻漿、凹凸下陷,縮短道路的使用壽命。而HAS 土壤固化劑是解決上述問題的環保新型材料,它不但能使土壤固結,而且強度高,耐水性好,能使土壤由親水性變成憎水性,增加道路或基礎的使用壽命,減少后期的維護資金,節約了大量的工程成本。土壤固化劑還有縮短工期、節約資金成本、節能環保、施工流程簡單、冷凍穩定性好等優點[2]。

HAS 土壤固化劑系列產品,可處理處置垃圾土、過濕土、粉煤灰、沙漠砂、粉砂土、含泥石屑、工程泥漿、污染土壤、工業廢渣、淤污泥、海泥及尾礦砂等。自1995年投產以來,雖然已廣泛應用于市政工程、道路工程、生態治理工程、水利工程、礦山工程等,但一直未出現相關定額以供概預算使用,因此本文依據實際施工資料,對HAS 土壤固化的定額擬定進行探究。

2 HAS 土壤固化的定額擬定

2.1 HAS 土壤固化工程施工工藝及摻量確定

HAS 土壤固化處理工程和夯填灰土工程類似,但其不用篩土。前期主要工作包括現場的勘察和取樣分析,確定現場施工條件和土壤性質。施工時具體固化劑摻量根據各個料場的土源、土料性質,通過配合比試驗結果確定,同時施工時保障固化材料的布料均勻。其主要工藝流程圖見圖1。

圖1 土壤固化處理工藝流程圖

（1）基地清理

施工前應將基地上的泥土雜物和松散集料等清理干凈,以便于后續工程施工。

（2）投料

在通過實驗確定好土壤固化劑的摻量后,可在施工現場進行投料。大型土壤固化工程一般采用挖掘機投料,小型土壤固化工程一般采用人工投料。

（3）拌合

在投料工序完成之后,應進行拌合。大型土壤固化工程一般在挖掘機投料之后,由挖掘機直接拌合；小型土壤固化工程在人工投料之后,一般采用人工拌合的方式來使淤泥和土壤固化劑充分融合。

（4）悶料

悶料是土壤固化劑施工過程中最為重要的環節之一。在進行到悶料這一環節時,應該先保證攪拌均勻。悶料能使土壤固化劑水溶液均勻吸附在土壤顆粒表面,顯著提高使用效果。悶料時間可根據土質確定,細粒土應經一夜悶料,其他土可縮短悶料時間[3]。

（5）整平

悶料環節完成后,一般需要用平地機在土壤固化工程的工作面進行一個基本的平整,一般用自行式平地機來處理整平。

（6）壓實

在整平完成后,將進入最后一個環節——壓實。壓實通常采用光輪壓路機來壓實。在壓實過程中,應注意施工縫處的搭接,以及施工時碾壓的力度均勻,不能出現局部過輕或過重的情況。

HAS 土壤固化劑的摻量一般和土壤的承載力有很大的關系,通過多次實驗,確定的土壤固化劑摻比數據表摻量見表1。

表1 HAS 土壤固化劑濕陷性黃土試驗摻比數據表

2.2 實際施工資料

本文將根據以上數據和3 個施工現場實際測定的定額數據進行定額編制。

（1）某小型土壤固化工程施工資料

在某小型土壤固化工程施工時進行現場定額測定,施工前經過HAS 土壤固化劑濕陷性黃土試驗確定HAS 土壤固化劑摻量為3%。經現場測定,該工程施工時間1 天半；完成土壤固化360 m3；用到普工3 個工日；土壤固化劑19.44 t；2.8 kW 蛙式打夯機1.5 個臺班。施工時,先是人工投料、拌合,之后用蛙式打夯機壓實。定額單位100 m3,則折算系數為360/100=3.6,以上人材機資料數據轉為定額數據為：普工0.83工日,HAS 土壤固化劑5.4 t,2.8 kW 蛙式打夯機0.42 臺班。

（2）某道路土壤固化工程施工資料

在某道路工程土壤固化施工時進行現場定額測定,施工前經過HAS 土壤固化劑濕陷性黃土試驗確定HAS 土壤固化劑摻量為3%。經現場測定,該工程施工時間1 天半；完成土壤固化1000 m3；用到技工3 個工日,普工2 個工日；土壤固化劑51.4 t；1 m3液壓反鏟挖掘機2 個臺班,6 t~8 t 壓路機3個臺班,44 kW 自行式平地機3 個臺班。施工時,先是挖掘機投料、拌合,之后用平地機整平,最后用壓路機壓實。定額單位100 m3,則折算系數為1000/100=10,以上人材機資料數據轉為定額數據為：技工0.3 工日,普工0.2 工日；HAS 土壤固化劑5.14 t,1 m3液壓反鏟挖掘機0.2 個臺班,6 t~8 t 壓路機0.3 個臺班,44 kW 自行式平地機0.3 個臺班。差異調整系數取1.05,調整后定額數據為：技工0.32 工日,普工0.21 工日；HAS 土壤固化劑5.4 t,1m3液壓反鏟挖掘機0.21 個臺班,6 t~8 t 壓路機0.32 個臺班,44 kW 自行式平地機0.32 個臺班。

（3）某水利土壤固化工程施工資料

在某水利工程土壤固化施工時進行現場定額測定,施工前經過HAS 土壤固化劑濕陷性黃土試驗確定HAS 土壤固化劑摻量為4.85%。經現場測定,該工程施工時間17 天；完成土壤固化9500 m3；用到技工30.5 個工日,普工20 個工日；土壤固化劑768 t；1 m3液壓反鏟挖掘機20 個臺班,6 t~8 t 壓路機29 個臺班,44 kW 自行式平地機30 個臺班。施工時,先是挖掘機投料、拌合,之后用平地機整平,最后用壓路機壓實。定額單位100 m3,則折算系數為9500/100=95,以上人材機資料數據轉為定額數據為：技工0.32 工日,普工0.21 工日；HAS 土壤固化劑8.08 t,1 m3液壓反鏟挖掘機0.21 個臺班,6 t~8 t壓路機0.31 個臺班,44 kW 自行式平地機0.32 個臺班。差異調整系數取1.08,調整后定額數據為：技工0.35 工日,普工0.23工日；HAS 土壤固化劑8.73 t,1 m3液壓反鏟挖掘機0.23 個臺班,6 t~8 t 壓路機0.33 個臺班,44 kW 自行式平地機0.35 個臺班。

2.3 定額編制

根據以上施工資料成果分析,將不同工程的定額測定消耗量取平均值,可擬定定額見表2。

表2 HAS 土方固化

在實驗確定HAS 土壤固化劑的摻量后,可使用內插法進行計算。

3 結語

HAS 土壤固化劑,作為一種新型使用材料,其有一定的優異性,也已經被廣泛應用在各類工程中,但一直沒有相關定額補充。本文根據一些實際施工資料,編制了HAS 土壤固化工程的相關定額,希望能彌補這項空白,為HAS 土壤固化定額的擬定提供一些思路。