高塑性土在高速公路路基填筑中的應(yīng)用
來(lái)源:來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時(shí)間:2010-02-24 15:29:04
一、概述
津汕(威烏)高速公路是國(guó)家規(guī)劃的重點(diǎn)公路“縱四”(天津—汕尾)和“橫四”(威海—烏海)國(guó)道主干線之一,冀津界至冀魯界段是河北省公路網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃確定的“四縱四橫十條線”主骨架的重要組成部分,也是華北地區(qū)與華東及華南地區(qū)聯(lián)系的重要通道。沿線多處路段土質(zhì)均為粘性土,天然含水量很高(達(dá)35—40%),下挖半米就出水,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)最佳含水量,屬于過(guò)濕土的范圍,其塑性指數(shù)在25左右,有的甚至高達(dá)32.按規(guī)范要求,塑性指數(shù)大于26的土不能直接作為路堤填料,塑性指數(shù)大于20的土須經(jīng)過(guò)處治。塑性指數(shù)大于20的土,必須摻粉煤灰處理;塑性指數(shù)小于等于20的土,可采用晾曬等方法使含水量接近最佳含水量,直接填筑路堤,若含水量仍然較大,可適當(dāng)摻灰處理。對(duì)于過(guò)濕的高塑指土摻加石灰和粉煤灰,以降低土的含水量和塑性指數(shù)。
二、關(guān)于石灰粉煤灰的劑量取值
通過(guò)大量的施工實(shí)踐認(rèn)為石灰宜選用生石灰,不宜選用消石灰,若土的含水量不大,可利用部分消解石灰。粉煤灰的含水量不宜超過(guò)15%,以利于降低土的含水量。摻加石灰粉煤灰劑量取值的原則如下:
(1) 取土坑土的塑性指數(shù)
塑性指數(shù)較小的,摻二灰劑量可小些,塑性指數(shù)較大的,摻二灰劑量可大些,特別是粉煤灰,對(duì)降低土的塑性指數(shù)特別有效,通過(guò)試驗(yàn)得知摻加20%的粉煤灰能降低土的塑指30%以上。
(2) 土的天然含水量和最佳含水量的差值
土的含水量主要靠石灰降低。設(shè)土的天然含水量為W0,最佳含水量為W,石灰充分消解的吸水率為A(完全未消解生石灰為32%),則摻灰劑量可用下列公式估算:
摻灰劑量=W0—W—(W1+W2)/AX100%
其中:W1——碾壓時(shí)土的含水量可超過(guò)最佳含水量的高限值,一般為3%;W2——悶灰、運(yùn)輸和攤鋪、粉碎等操作中的水分損失量,大約在2%左右。
(3) 路基填料CBR值的要求
通過(guò)試驗(yàn)比較,施工過(guò)程中石灰劑量控制在5%,粉煤灰控制在20%.這樣既改良了土壤,保證了工程質(zhì)量,又降低了土的含水量,加快了工程進(jìn)度,同時(shí)還有效地控制了工程的投資。
三、施工要點(diǎn)
1. 排水
取土坑取土?xí)r,首先在取土坑四周、中間分塊(約20畝左右)開(kāi)挖排水溝(深3.0m以上),降低取土區(qū)的地下水位,排除取土區(qū)內(nèi)的自由水,使水溝與自然溝渠相連,排入溝渠中,或用水泵把排水溝中的水排出。
2. 挖土
根據(jù)取土區(qū)的形狀、大小,選擇堆土位置,并安排挖掘機(jī)進(jìn)行挖土。
3. 摻灰
根據(jù)上述摻灰量的原則,計(jì)算石灰粉煤灰用量,備足生石灰和粉煤灰在土堆位置附近,以便機(jī)械摻灰。摻灰劑量采用體積控制,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定各種材料不同含水量時(shí)的密度,以確定各中材料的體積比,各種材料的摻加比例必須做到準(zhǔn)確無(wú)誤。
4. 悶灰
為使摻加的生石灰在土中能充分消解,降低土的含水量,可將挖掘機(jī)挖土和裝載機(jī)摻灰穿插進(jìn)行,把土堆成錐體或帶狀,再用裝載機(jī)翻拌、打堆,效果甚佳。悶灰時(shí)間不宜過(guò)短,否則生石灰不能充分消解,成型路基會(huì)出現(xiàn)“筍泡”現(xiàn)象。但也不能過(guò)長(zhǎng),防止Ca2+、Mg2+流失過(guò)多,影響石灰活性,CBR值得不到提高。悶灰時(shí)間一般控制在3~4天左右。
5. 攤鋪
根據(jù)汽車(chē)的噸位,設(shè)計(jì)攤鋪厚度、寬度,規(guī)定每種車(chē)型的卸土位置、縱橫間距等,并在路基表面劃線排布,目的是為了嚴(yán)格控制攤鋪厚度,盡量做到分層、等厚、薄層攤鋪碾壓,保證壓實(shí)度的均勻性。推土機(jī)推平土堆后,用輕型壓路機(jī)快速碾壓一遍,并用平地機(jī)整平,保證碾壓后成型路基的表面平整度和橫向坡度。
6. 拌合粉碎
盡管高塑指土經(jīng)過(guò)石灰粉煤灰處理后產(chǎn)生砂化現(xiàn)象,但使用旋耕犁往往不能將土塊粉碎,使之符合粒徑小于50mm的要求。而且旋耕犁耙齒過(guò)短,不能有效地翻拌到規(guī)定的層厚,拌合不勻,效率不高。使用穩(wěn)定土拌合機(jī)拌合,既能使土塊充分粉碎,又能使土和石灰粉煤灰充分均勻拌和,不留夾層,效率比旋耕犁高3~4倍。
7. 碾壓
要求碾壓前作石灰劑量和含水量檢查,即粉碎拌合初平后,測(cè)定石灰劑量,目的是對(duì)灰劑量離散性太大的部位再適當(dāng)摻灰,并測(cè)定最大干密度,以保證路基壓實(shí)度。冬季或雨季碾壓前的含水量,要控制在最佳含水量的+1~—1之間。夏季和久晴無(wú)雨、空氣濕度較低季節(jié),碾壓前含水量控制在最佳含水量的+3~—1之間。初平后先用光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓,然后用平地機(jī)整平,再用大噸位的壓路機(jī)碾壓,目的是保證平整度和壓實(shí)度。
四、結(jié)束語(yǔ)
從津汕高速公路河北段過(guò)濕高塑土路基填筑施工情況看,過(guò)濕高塑土采用加石灰粉煤灰工藝后,土體易于粉碎,含水量接近最佳含水量,塑性指數(shù)大幅降低,利于碾壓密實(shí),利于加快施工進(jìn)度,施工效果良好。