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1、高液限粘土路基施工工藝初探高液限粘土路基施工工藝初探摘要本文就高速公路高液限粘土( 摻灰土) 路基施工工藝控制進行了初步探索, 此控制方法, 對保證路基施工的質(zhì)量、 進度起到了比較明顯的作用。關(guān)鍵詞路基粘土膨脹土摻灰土路基施工工藝連云港市某高速公路某標段( 下文稱標) 合同工期個月, 路基土方萬方, 路基填方為摻灰土。土方施工時間短、 任務(wù)重, 路基施工隊伍無施工高液限粘土的施工經(jīng)驗。在月份施工單位進場, 至月底僅完成萬方的摻灰土工程量, 施工進度遠未達到業(yè)主的節(jié)點工期要求。因此, 為保證路基土方施工的進度、 質(zhì)量, 指揮部及監(jiān)理組根據(jù)以往的施工經(jīng)驗, 編制了”路基施工操作要點及要求”下發(fā)給施2、工單位, 要求按此進行路基土方施工。在次年月、 月、 月的土方施工黃金季節(jié)里, 標每月完成的摻灰土土方工程量均在萬方以上, 且工程質(zhì)量明顯提高。現(xiàn)將有關(guān)經(jīng)驗、 教訓(xùn)總結(jié)如下。標路基填方用土的有關(guān)特性地形、 地貌標所經(jīng)區(qū)域?qū)贈_海積沖湖積濱海低平原, 地勢平坦, 地面高程為, 該區(qū)表層為第四系全新統(tǒng)沖海積相粘性土及淤泥質(zhì)土層。土源的物理性質(zhì)標全長, 沿線共布設(shè)了個取土坑, 取土深度在之間, 施工用土均為高液限灰黃色粘土, 其基本物理性質(zhì)為: 天然含水量; 濕密度; 干密度; 土粒比重; 天然孔隙比; 飽和度。其塑性實驗指標為: 液限含水量( ) ; 塑限含水量( ) ; 塑性指數(shù)( ) ; 液性指3、數(shù)( ) 。自由膨脹率( ) , 粘粒含量( ) 。屬中弱性膨脹土。土源的部分物理性質(zhì)詳見表。上述土源作為高速公路路基的填筑材料, 是很難達到設(shè)計要求的強度、 剛度和穩(wěn)定性的, 故必須進行摻灰處理, 以達到改良土性、 提高路基承載能力的目的。因此設(shè)計文件要求, 針對路基的不同部位, 分別摻入、 、 、 的石灰。根據(jù)設(shè)計要求, 當路基填筑高度高于, 上路床( 路槽下) 采用摻灰量為的摻灰土填筑, 下路床( 路槽下) 采用摻灰量為的摻灰土填筑, 以下至原地面均采用摻量為的摻灰土填筑; 當路基填筑高度低于, 上路床采用摻量為的摻灰土填筑, 下路床采用摻量為的摻灰土填筑, 以下至原地面均采用摻量為的摻4、灰土填筑。各取土坑在不同摻灰量情況下?lián)魧嵲囼灲Y(jié)果詳見表。改性機理膨脹土是指粘粒成分主要是由強親水礦物組成、 具有顯著濕脹干縮和重復(fù)濕脹干縮性質(zhì)的特殊粘性土。從化學(xué)成分來看, 膨脹土以含、 和為主, 一般可用硅鋁分子比來反映, 比值越小, 則膨脹變形越小, 另外土的膨脹性還與含水量、 粘粒的含量和土的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。經(jīng)過對膨脹土的摻灰處理, 能夠有效地改良土性, 從礦物組成上, 摻入主要含鈣鎂成分的石灰, 在總體上使得蒙脫石、 伊利石八面體表面吸附的陽離子的離子價有所提高, 可降低其膨脹性。另外摻入石灰后, 石灰與土中的礦物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 使土體表面砂化, 從而使土的粘粒含量有所下降, 而且經(jīng)5、過摻灰, 使得面面疊聚體片狀密集排列的粘膠基質(zhì)結(jié)構(gòu)變成疏松排列的粘粉基質(zhì)結(jié)構(gòu), 可降低其膨脹, 提高可壓實性。摻灰的第二個作用可提高土體的強度。生石灰對土壤的處理, 分為二個步驟: 其一是生石灰中氧化鈣遇水會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈣: 這樣可吸收土中的水分, 以降低土壤含水量, 同時, 由于氫氧化鈣結(jié)晶的析出可改進土體某些性質(zhì), 提高土體的可壓實性。其二氫氧化鈣是不很穩(wěn)定的物質(zhì), 與空氣中二氧化碳反應(yīng), 形成碳酸鈣或碳酸氫鈣, 形成表面致密層。由于表面致密層的存在, 阻止氫氧化鈣結(jié)晶體的進一步碳化, 從而形成由上部致密層到下部土體強度的過渡層, 將路面?zhèn)鱽淼暮奢d逐步向路基下逐步擴散傳播。施工難6、點: 該工程用土天然含水量較大, 摻灰土最佳含水量在之間, 降低含水量較困難; 同時該土在潮濕狀態(tài)時粘性較大, 石灰難以摻入; 干燥狀態(tài)下強度高, 難以破碎。施工工藝控制根據(jù)公路路基施工技術(shù)規(guī)范、 設(shè)計文件及業(yè)主有關(guān)要求, 確定施工工藝。高液限粘土的施工關(guān)鍵在于砂化( 即高液限粘土的改性) 、 降低含水量至最佳含水量。砂化過程不能盲目求快, 必須認真按照工藝要求施工, 投入足夠的人員、 設(shè)備, 為下道工序創(chuàng)造良好的條件。現(xiàn)將具體工藝介紹如下: 悶灰具體悶灰方法有如下幾種: 挖掘機將土挖出堆放, 漓水天, 一般可將平均含水量降低到左右。然后摻入設(shè)計石灰劑量的( 采用未消解石灰即塊灰, 質(zhì)量必須達7、到三級以上, 一般情況下, 土的塑性指數(shù)越大第一次摻灰比例越高) , 然后一層土一般厚度為一層石灰, 再鋪一層土, 再上一層石灰, 直至一堆土和相應(yīng)的需要摻入的石灰都用完。后用挖掘機翻拌堆高, 悶灰小時。再將剩余的生石灰撒在灰土堆上翻拌堆高, 悶灰小時( 二次摻灰過程也能夠在路基上進行, 只需翻拌) 。若施工場地允許, 能夠在清表后, 將石灰均勻地撒在地面上, 然后采用挖掘機挖出一定深度的土層或用鏵犁初步翻拌后再采用挖掘機挖出( 或推土機推出) 后堆放悶灰。此過程能夠利用生石灰消解的過程吸收天然土中的部分水分, 消解熱能夠加速高液限粘土的改性過程, 同時省卻了石灰消解的步驟, 減少了部分費用,8、 降低了環(huán)境污染。倒堆經(jīng)過二次翻拌, 土粒表面基本包裹著石灰, 可是土的粒徑在的還有左右, 必須用大噸位的推土機倒堆, 要求分層推, 邊推邊堆, 同時利用履帶碾壓較大的土塊, 使石灰進入土塊內(nèi)部。土的翻拌及破碎碾壓成型及報驗最后檢測含水量、 灰劑量、 壓實度, 測量標高、 路基中樁坐標、 路基寬度等, 合格后報驗。實際施工中的幾個問題含水量的控制的有關(guān)問題含水量控制是摻灰土施工的關(guān)鍵所在, 路堤填筑施工中的大部分工序都是圍繞著降低填筑土的含水量展開的, 而含水量控制又往往與土的性質(zhì)、 天氣因素和施工工藝有關(guān)。連云港地區(qū)地下水位比較高, 一般埋深在左右, 從取土坑挖出的土基本都屬飽和土, 天然含9、水量高達, 經(jīng)過堆高漓水, 表面含水量可下降至左右, 而土堆內(nèi)部可降至左右。因此再去除水分要經(jīng)過采取一系列措施來達到。首先是經(jīng)過摻灰。在摻灰量下, 生石灰在消解過程中吸收土中的水分在左右。經(jīng)過多次倒堆、 翻曬, 可將聚集在土堆中由消解產(chǎn)生的熱量散發(fā)出來, 帶走的水分, 余下含水量要靠上路后翻曬作業(yè)來降低。表是在相同的施工工藝下, 經(jīng)一天的機械翻曬, 灰土含水量下降情況。從中能夠看出氣溫與灰土含水量下降的關(guān)系。摻灰量控制的問題摻灰土隨摻灰時間、 石灰劑量衰減規(guī)律見表。結(jié)束語上述的經(jīng)驗僅僅是根據(jù)特定的施工條件總結(jié)出來的, 在摻灰土施工中, 實際情況十分復(fù)雜, 不能盲目搬套, 應(yīng)根據(jù)施工工藝進行調(diào)整。希望本文能夠?qū)Ω咭合拚惩? 摻灰土) 路基的施工有一定的借鑒作用。