煤基固废胶凝材料固化土应用技术规程

1煤基固废胶凝材料固化土应用技术规程本文件规定了煤基固废胶凝材料固化土的原材料、配合比设计、施工、检验与验收、长期性能及环境影响监测。本文件适用于使用煤基固废胶凝材料固化土的新建、改建和扩建公路工程、地基处理等基础工程，市政道路可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1345—2005GB/T1346—2024水泥细度检验方法水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB8076混凝土外加剂GB/T17671—2021水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB36600土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）GB/T50123—2019土工试验方法标准GB/T50145—2007土的工程分类标准JTG/TF20—2015公路路面基层施工技术细则JTGD30—2015公路路基设计规范JTG/TD31-02公路软土地基路堤设计与施工技术细则JGJ79建筑地基处理技术规范JTGF80/1—2017公路工程质量检验评定标准JGJ106—2014建筑基桩检测技术规范JGJ/T233水泥土配合比设计规程CJJ/T286土壤固化剂应用技术标准HJ1091固体废物再生利用污染防治技术导则JTG3441公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG3430—2020公路土工试验规程JTG3450—2019公路路基路面现场测试规程JTG/T3610公路路基施工技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1基土originalsoil尚未掺入煤基固废胶凝材料的建设工程用土。3.2煤基固废胶凝材料coal-basedsolidwastecementitiousmaterial2以煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏/灰、水渣等一般工业固体废弃物为主要原料，经磨细或均化后，按一定比例配制成的具有水硬性的胶凝材料。3.3煤基固废胶凝材料固化土混合料coal-basedsolidwastestabilizedsoilmixture由煤基固废胶凝材料与基土按比例均匀拌合而成的混合料。3.4煤基固废胶凝材料固化土coal-basedsolidwastecementitiousmaterialstabilizedsoi煤基固废胶凝材料固化土混合料（以下简称“固化土混合料”）在压实和养生后，性能达到工程应用要求的土料。3.5固化土路基subgradeofstabilizedsoil采用煤基固废胶凝材料固化土（以下简称“固化土”）铺筑的公路路基。3.6加固土桩stabilizedsoilcolumn采用煤基固废胶凝材料与基土在地下通过搅拌或喷射等方式成型制成的桩体。4原材料4.1基土4.1.1使用前，应按下述规定开展基土性质检测试验：a)依据JTG3430规定的方法检测基土的含水率、有机质含量、颗粒级配、液塑限。b)用于制备固化土的基土应依据JTG3430检测最大干密度与最佳含水率。c)根据GB/T50145对基土进行分类。4.1.2基土的有机质含量不应超过10%，最大粒径不应超过40mm。4.1.3无机和重金属污染物含量应符合表1的限定，污染物的检测方法应符合GB36600的要求；不符合表1要求时，应进行浸出毒性试验论证。表1基土中的无机和重金属污染物限值砷镉铜铅汞镍4.1.4含有无机氟化物、氰化物、氯盐等其他污染物时，应进行满足工程设计和环保要求的试验。4.2煤基固废胶凝材料4.2.1分类煤基固废胶凝材料按使用状态及用途，可分为：——S类：可与水拌合成浆体或以粉体状态使用，应用于深层地基加固；——P类：只能以粉体状态使用，主要应用于道路底基层、浅层软基、滩涂固化。4.2.2物理性能煤基固废胶凝材料的物理指标应符合表2的要求。表2煤基固废胶凝材料物理指标3>6，≤304.2.3稳定性4.2.3.1在低温环境条件下，或工程对材料长期稳定性有要求时，可对煤基固废胶凝材料进行稳定性试验。4.2.3.2煤基固废胶凝材料在规定贮存条件下应保持稳定，不应出现受潮结块、明显离析或其他影响使用性能的现象。4.2.3.3煤基固废胶凝材料与水拌合后，在5℃条件下应能正常凝结硬化，不应出现异常泌水、分层或其他不利于工程应用的现象。4.2.3.4S类煤基固废胶凝材料应用于深层地基加固工程时，应检测其浆体流动度。4.2.3.5P类煤基固废胶凝材料应用于道路路基固化土工程时，应具有良好的拌合均匀性，不应在土体中形成明显团聚或局部富集。4.2.4污染防控煤基固废胶凝材料再生利用过程的污染防治应符合HJ1091的规定，重金属含量、可浸出重金属含量的限制应符合GB36600的限值要求。4.2.5外加剂煤基固废胶凝材料所用外加剂应符合GB8076的相关要求。5固化土设计5.1配合比设计5.1.1应根据工程用途、土体类型、施工工艺及环境条件进行固化土配合比设计，并应满足强度、耐久性及施工适应性要求。固化土配合比设计应通过室内试验确定，必要时可结合现场试验进行验证和调整。5.1.2固化土配合比设计应按下列步骤进行：a)根据工程用途和土体类型，初步选定煤基固废胶凝材料的类别及掺量范围，并通过配合比试验确定合理掺量；b)固化土混合料配合比宜采用质量百分比表示，煤基固废胶凝材料掺量宜以干土质量为基准；当用于深层加固或其他特殊工程时，可根据工程需要以浆体质量为基准；4c)固化土拌合含水率宜结合最佳含水率确定；d)调整和确定固化土配合比。5.1.3固化土试配宜采用三个配合比，以其中一个配合比的煤基固废胶凝材料掺量为基准值，另外两个配合比的煤基固废胶凝材料宜比基准值分别增加和减小2%。5.1.4当采用P类煤基固废胶凝材料进行固化时，应通过击实试验确定三个配合比固化土混合料的最佳含水率和最大干密度，并应按JTG3441的要求进行试件制备、成型及养护。当用S类煤基固废胶凝材料固化软土时，无需进行击实试验，并应按JGJ/T233的要求进行试件制备、成型及养护。5.1.5固化土试配完成后，应对不同配合比试样进行性能检测，检测项目宜包括无侧限抗压强度，必要时可检测水稳定性等耐久性指标。5.1.6根据试配结果，宜选择符合设计要求的配合比。当试配结果不满足设计要求时，应调整配合比并重新进行试验。5.2固化土路基与底基层设计5.2.1应根据交通荷载等级和道路等级选择技术可靠、经济合理的设计方案，并应符合JTGD30的规5.2.2轻、中等及重交通等级下，固化土路床厚度不应小于0.8m；特重、极重交通等级下，固化土路床厚度不应小于1.2m。5.2.3P类煤基固废胶凝材料固化土用于公路路基与底基层时，应通过室内试验确定合理掺量。在一般工程条件下，掺量可按表3进行试配选取。最终掺量应满足表4中规定的7d无侧限抗压强度控制指标。表3P类煤基固废胶凝材料掺量参考范围表4公路固化土7d无侧限抗压强度指标->1.5>1.95.3道路软土地基加固设计5.3.1采用P类煤基固废胶凝材料加固浅层软土地基时，设计应符合JTG/TD30的规定。5.3.2采用S类煤基固废胶凝材料加固深层软土地基时，设计应符合JGJ79和JTG/TD31-02的规定。5.3.3遇到下列情况，宜参照表5的掺量范围进行配合比试验，并应进行现场试验验证：a)缺乏工程经验的地区；b)土体易溶盐含量超过0.3%；c)地下水的pH值小于6，地下水具有腐蚀性或采用海水的相关工程；5d)土体有机质含量超过10%。表5煤基固废胶凝材料的掺量范围（%）60%<ω≤100%>15>155.3.4基土含水率应采用烘干法检测，按公式“含水率ω=水的质量/干的基土质量×100%”计算。5.3.5P类煤基固废胶凝材料应用于浅层软基加固时，应以7d无侧限抗压强度作为主要设计指标，S类煤基固废胶凝材料应用于深层搅拌法时，以28d无侧限抗压强度作为主要设计指标，强度不应低于表6的规定。表6软土地基固化土无侧限抗压强度指标6施工6.1一般规定固化土施工应符合下列规定：a)施工前进行现场技术交底，明确各工序的施工技术要点；b)施工过程中严格执行经确定的固化土配合比，煤基固废胶凝材料掺量、拌合用水量等关键参数不应随意调整；确需调整时，应重新进行试验验证；c)根据材料类型和施工工艺确定固化土施工时间。当采用P类煤基固废胶凝材料施工时，固化土混合料从拌合开始至碾压完毕的总时间不应超过煤基固废胶凝材料的初凝时间；当采用S类煤基固废胶凝材料时，应结合施工工艺和现场试验确定施工时间控制要求；d)在适宜的气候条件下进行。遇降雨、低温或高温等不利气候条件时，应采取相应的技术措施，确保固化土拌合、成型及早期性能不受不利影响。6.2底基层施工6.2.1一般规定6.2.1.1公路底基层施工应符合JTG/TF20的要求。6.2.1.2施工前应根据现场条件编制固化土专项施工方案，包括材料的供应、施工平面布置、配合比、每层摊铺厚度、施工顺序和检验项目及标准等。6.2.1.3一级公路、二级公路固化土底基层施工应采用厂拌法施工。6.2.1.4对重要工程，宜先开展固化土试铺试验，明确施工要点并检验设计参数及施工效果。6.2.2路拌法施工6.2.2.1路拌法施工宜按下图所示流程进行。6图1路拌法施工主要工艺流程示意图6.2.2.2路拌法施工应符合下列规定：a)施工前完成场地清理与放样，地基表层应平整、坚实，并符合设计要求；b)根据压实厚度及松铺系数确定固化土松铺厚度应，单层松铺厚度不宜大于300mm；c)煤基固废胶凝材料应按设计用量均匀布料；d)拌合深度应达到设计厚度，拌合后混合料应均匀一致，无明显离析、灰团或灰条；e)施工含水率宜控制在超出最佳含水率的1%～3%范围内；f)应按试验段确定的工艺进行碾压，达到规定压实度，表面不应出现弹簧、松散、起皮等现象；g)养生期不宜少于3d，养生期间应保持表面湿润；h)开放交通前应完成养生，并经现场原位强度检测合格。6.2.3厂拌法施工6.2.3.1厂拌法施工宜按下图所示流程进行。图2路拌法施工主要工艺流程示意图6.2.3.2场地准备、施工放样、整形、碾压、养生应按6.2.2的规定执行。6.2.3.3拌合应符合下列规定：a)在正式拌合前，根据配合比设计要求调节固化土混合料的含水率、最大粒径等指标；b)采用专用稳定土厂拌设备集中拌合固化土混合料，确保均匀；c)固化土混合料的拌合时间应充足，拌合应均匀；d)出厂混合料含水率宜高于室内试验得出的最佳含水率的1%～3%。6.2.3.4运输应符合下列规定：a)拌合完成的固化土混合料应及时运输至工程现场，应根据工程量的大小和运距的长短，配备足够数量的运输车辆，确保固化土运输时效；b)装料前应清理车厢，装料后应覆盖篷布，运至现场后应及时摊铺。6.3路基施工6.3.1一般规定6.3.1.1施工前应进行现场调查与核对，根据设计要求、合同及现场条件编制施工组织设计，并应符合JTG/T3610的要求。76.3.1.2路基施工中应做好排水、基底处理、边坡防护和压实工作。6.3.1.3挖方、不填不挖及填方高度小于80cm的路段应分层压实；挖方、不填不挖路段，其压实宽度每侧宜超出设计宽度20cm。6.3.1.4应清除树根，并对路基范围内的墓穴、井洞等按设计要求分层回填压实。6.3.2路基填筑施工路基填筑施工应符合6.2.3的要求。6.4软土地基加固6.4.1一般规定6.4.1.1软土地基加固施工应符合JTG/TD31-02和JGJ79的规定。6.4.1.2地基软土深度不大于3.0m的路段，及路基填筑高度小于2.0m的路段或浅挖路段，宜采用浅层加固；地基软土深度大于3.0m的路段，可采用深层加固。6.4.1.3当室外日平均气温连续5d低于5℃时，不宜施工。6.4.1.4雨季施工应采取有效防雨与排水措施，雨天不应作业；雨后应及时检查，对出现的积水或冲刷等问题应立即处理。6.4.2浅层加固浅层加固施工应符合以下要求：a)施工前应完成场地排水，施工期间应保持作业面无积水状态；b)均匀拌合固化土混合料，且宜于当日压实完毕；拌合与摊铺工艺应符合7.2.2的规定；c)固化土混合料含水率异常时，应采取晾晒或洒水等措施进行调整；d)铺填碾压应分层进行，每层虚铺厚度不应大于0.3m；e)分段施工，上下层接缝应错开，错开宽度不应小于0.5m，接缝处应夯压密实；f)碾压完成后2d内，固化土地基不应浸水；g)验收合格后，应及时覆盖或进行上层填筑。6.4.3深层加固6.4.3.1深层加固施工应采用搅拌桩工艺，可分为浆液搅拌法（以下简称“湿法”）和粉体搅拌法（以下简称“干法”）。6.4.3.2深层加固施工宜采用具备施工参数自动监测与记录功能的施工监控设备，对搅拌深度、提升速度、喷浆（粉）量及喷浆（粉）压力等关键参数进行全过程监控，并保存施工数据。6.4.3.3深层加固施工宜按下图所示流程进行。图3深层加固施工主要工艺流程示意图6.4.3.4湿法施工应符合以下要求：a)施工前应进行工艺试桩，试桩数量不宜少于3根，以确定施工参数；当地质条件变化较大时，应分区分段试桩；b)浆液应按确定的配合比拌制，应保持均匀、无离析，拌制后不应长时间放置，使用前应过筛；8c)喷浆搅拌提升时，应按0.5m/min～0.8m/min的速度提升钻头，实现边喷浆、边搅拌、边提升；当提升至距地面1m时，宜减慢速度；在喷浆口出地面前，应停止提升并进行复搅；d)设计桩身深度范围内应全程复搅，复搅时钻头下沉和提升速度宜为0.5m/min～0.8m/min；e)应实时记录喷浆压力、喷浆量、钻进与提升速度等参数。当喷浆量未达到设计要求时，应进行整桩复打；因故停浆时，搅拌头应下沉至停浆面以下不小于0.5m处，待恢复供浆后方可喷浆提升；当停机超过4h时，应彻底清洗输浆管路，防止浆液硬结堵塞；f)桩机移位前，应用清水彻底清洗管路及搅拌头，确认无余浆后方可移位；g)相邻桩施工时间间隔不宜大于24h。若间隔时间过长，搭接施工时应降低搅拌速度；若出现无法搭接或搭接不良形成施工冷缝时，应记录并上报设计单位确认后采取补救措施。6.4.3.5干法施工应符合以下要求：a)喷粉施工前，应检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）管路、接头和阀门的密封性、可靠性，送气（粉）管路的长度不宜大于60m；b)搅拌头每旋转一周，其提升高度不应超过15mm；c)应定期检查并复核搅拌头直径，其磨耗量不应大于10mm；d)当搅拌头下沉至设计桩底以上1.5m时，应开启喷粉机提前喷粉；当搅拌头提升至地面以下0.5m时，应停止喷粉；e)成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头下沉至已喷灰面以下不小于1m处；待恢复喷粉后，再喷粉搅拌提升。7检验与验收7.1一般规定7.1.1固化土工程的检验与验收包括材料质量检验以及施工质量检验两部分。7.1.2施工过程中应结合施工工序和工程特点实施动态质量控制。当发现影响工程质量的异常情况或缺陷时，应及时查明原因，采取针对性措施，并根据需要调整检验频次或暂停相关作业。。7.1.3各分项工程完成后，应按本文件规定进行相应质量检验与验收。经检验确认满足设计及本文件要求后，方可进入后续施工工序或交付使用。7.2原材料质量检验7.2.1应根据生产厂家的年生产能力确定煤基固废胶凝材料检验批，每个检验批检验一次；贮存期超过3个月或受潮，应进行性能试验，合格后方可使用，检验批次和检验方法应符合表7的规定。表7样品检验批次和检测方法60×10～120×107.2.2所用基土应符合4.1的规定，其检测方法符合GB/T50123的相关要求；对于相同土质，每个工程项目应至少检验一组，并通过检查检测报告的方式进行验收。7.3固化土底基层与路基层检验7.3.1固化土底基层与路基施工质量要求与检查验收除符合本文件规定外，应符合JTGF80/1的有关9规定。7.3.2道路路基和底基层加固竣工后，其表面应坚实、平整，路拱适中，排水良好；外形尺寸的检查数量与允许偏差应符合JTGF80/1的规定。7.3.3施工结束后应进行评定单元的外形质量检验，检验项目、频度和技术指标应满足表8的规定。表8外形尺寸的检查项目、频度和质量允许误差7.3.4现场碾压结束后应检测压实度，以现场取样的击实结果确定的最大干密度为标准，现场压实度应符合表9的规定。表9公路固化土压实度指标--->1.5>1.97.3.5工过程中应对煤基固废胶凝材料掺量进行检测，检测频率应根据工程规模确定。掺量检测可采用化学滴定法等方法进行，试验方法应符合JTG3441的有关要求。7.3.6用于底基层、路基层的固化土，其7d无侧限抗压强度应符合设计要求，检测方法应符合JTG3441的有关要求。7.4软土地基加固检验7.4.1软土地基加固的工程，其检验与验收应根据加固形式和施工工艺分别进行，施工质量检验与验收，除符合本文件规定外，应符合JTGF80/1、JGJ79、JGJ106等有关要求。7.4.2浅层加固的检验项目、检验方法和质量要求，可按本文件7.3有关要求执行。7.4.3深层加固施工过程中，应对关键施工参数实施全过程质量控制，并符合下列要求：——深层搅拌桩施工宜采用具备施工参数自动监测与记录功能的施工监控设备，对搅拌深度、钻进与提升速度、喷浆（粉）量、喷浆（粉）压力等关键参数进行实时监测；——当监测参数出现异常或明显偏离设计及试桩确定的控制范围时，应及时分析原因，并采取调整或补救措施，必要时应对已施工桩体进行复核检验。7.4.4深层加固形成的加固土桩，其桩体质量应符合下列要求：——桩体应连续、完整，沿桩长方向拌合均匀，不应出现明显夹层、断桩或严重离析等缺陷；——桩位、桩径及桩长应符合设计要求；——当施工过程中出现异常情况或施工记录显示参数明显异常时，应将相关桩体列为重点检验对7.4.5深层加固质量检验点的布置应符合下列要求：——布置在有代表性的桩位；——布置在施工中出现异常情况的部位；——布置在地基情况复杂，可能对施工质量产生影响的部位。7.4.6加固土桩的成桩质量检验可采用钻孔取芯、标准贯入试验或载荷试验等方法，并应符合下列要——根据设计要求，进行单桩、单桩复合地基或多桩复合地基静载试验；——钻孔取芯与静载试验宜在成桩28d后进行；——钻孔取芯、标准贯入等项目的试验结果应符合设计要求，检测方法应按JGJ106进行。7.4.7用于软土地基深层加固的固化土，其7d无侧限抗压强度应符合设计要求；当7d强度不符合要求时，可复验其28d无侧限抗压强度，检测方法应按JGJ106执行。8长期性能与环境影响监测8.1一般规定8.1.1固化土用于道路路基、底基层及软土地基加固工程时，应根据工程重要性、使用环境及服役年限要求，开展长期性能与环境影响监测。8.1.2长期性能与环境影响监测应以工程实体为对象，重点关注固化土在服役期内的力学稳定性及其对周围环境介质的潜在影响。8.1.3本章规定的长期监测不作为施工质量验收的判定依据，其结果可作为工程运行管理、环境风险评估及后续工程优化的重