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软基处理施工技术分析

358 2020-09-02 13:19:31


 高液限黏土软基处理施工技术分析

摘要:道路路基施工质量的好坏将直接关系到道路的整体质量和使用寿命。高液限黏土对水较敏感,碾压易水分上移及表层剪裂,造成土体弹软,承载力不足。采用二次掺灰拌合工艺对高液限黏土软基处理效果明显。首次掺灰可大幅降低土体中的含水量,提高素土的可施工性。第二次掺灰对石灰土的整体性能再做提升,后续形成更强的板体。

关键词:软基处理;高液限黏土;二次掺灰拌合





一、工程概况




该工程位于周口市川汇区,道路全长14.5km。路基土方处理工程量635782m3,在勘察设计阶段发现较多数量的高液限黏土,该土具有高液限、高塑性指数、高天然含水率的“三高”特性,经统计高液限黏土数量为138884m3。原设计采用掺拌熟石灰进行高液限粘土的改良处理,后经沟通变更为10%生石灰就地搅拌改良处理。

现场调查高液限黏土天然含水率在20.9%-48.7%之间,该土对水较敏感,碾压易水分上移及表层剪裂,造成土体弹软,承载力不足。施工中部分路基出现“弹簧”现象,对路基施工质量带来了挑战。若不能有效处理“弹簧”现象,将会造成质量和工期上的较大损失。




二、施工机械配备




本工程由于软基处理工作量大且工期紧迫,项目部安排6个施工班组同时进行施工作业。每班组机械配置考虑施工效率、机械特点和经济性综合确定,现场核实该机械配置满足施工质量、进度等方面要求。

表1 每班组机械设备配置表

设备名称

规格型号

数量

技术状况

备注

挖掘机

PC225

4

良好

开挖及布灰

平地机

PY190

1

良好

灰土整平

自卸汽车

20T

8

良好

土方倒运

振动压路机

山推SR22M

2

良好

灰土压实

胶轮压路机

GLG626R

1

良好

灰土复压收面

推土机

T160

1

良好

土方摊平

灰土拌和机

XL250

2

良好

灰土拌和

装载机

50

1

良好

石灰布运

洒水车

12T

1

良好

灰土养护




三、软基处理施工工艺流程




本工程软基处理采用二次掺灰拌合工艺,该工艺可大限度发挥生石灰对高液限黏土的改良效果。

(1)施工工艺流程图

图1 二次掺灰施工工艺流程图

(2)路基开槽

软土路基开槽应足宽、足深,切忌开挖深度不足,软基开挖不彻底。若仅按设计处理深度开挖至设计处理标高,可能会存在软基漏处理。虽然上层高液限黏土经改良处理后满足施工要求,由于下层隐藏高液限黏土存在仍会造成压实过程中出现“弹软”现象。若存在需处理软基深度超出设计处理深度,应开挖探坑报请监理单位进行现场确认。

图2 超设计软基处理深度确认

(3)施工放样

在施工段落的断面上,放样出各个断面中桩和左右幅设计路基边桩,并在边桩和中桩上用记号笔标出素土的虚铺厚度控制线。机动车道每个断面取5个点,记录每个高程点在本断面的具体位置和下承层的标高。

(4)备土

根据现场土资源情况安排备土方式,土资源充足段落则挖机直接布土,土资源匮乏段落则自卸汽车倒运备土。备土应遵循经济合理、宁多勿少的原则。土方到位后使用推土机进行摊平。摊平过程中注意不合格土及杂物的清除,摊平后进行排压以便后续布灰施工。

(5)初次掺灰拌合

初次布灰按设计石灰量的60%进行布灰,拌合后放置两天,让生石灰充分吸水并反应,使高液限黏土“砂化”,降低塑性指数。布灰采用装载机根据计算布灰量进行端运。石灰端运完成后使用挖掘机进行摊平并进行初步拌合。

图3 挖掘机摊平石灰及初步拌合

拌合采用专用稳定土拌和机,并安排专人跟随检查拌和深度,及时和操作手沟通,调整拌和深度。要求灰土拌合3遍,两次拌合应重叠10-20cm。拌合完成后及时进行灰剂量的检测,检查石灰拌合的均匀性及作为确定改良预期的参考灰剂量。灰剂量检测结果也作为第二次布灰的依据。灰剂量检测完毕后,放置两天让石灰与土充分反应。期间定时检测石灰土的含水率、承载比等指标,确定石灰土的改良效果。

图4 路拌机拌合石灰土

(6)二次掺灰拌合

以灰剂量检测结果来指导第二次掺灰量,确保两次掺灰总量达到设计灰剂量。二次掺灰拌合其他操作要求同初次掺灰拌合。

当施工上层石灰土时,拌和深度应达本层石灰土层底并侵入下承层5-10mm,以利于上下层粘结,并避免“素土”夹层。

5 二次布灰

7)整形
石灰土拌和均匀后,应立即用挖掘机或推土机等履带式施工机械快速排压一遍,平地机进行初步整形以暴露潜在的不平整。对于局部低洼处,应用齿耙将其表面5cm以上耙松,并用新拌的石灰土进行找平,将高处料直接刮出路外,不应形成薄层贴补现象。平地机应从外侧向路中心方向进行刮平。整形结束后,快速放样出各个断面高程测点的位置,并测出每个测点虚铺后的高程,做好记录。

图6 平地机整形

(8)碾压

碾压采用振动式压路机和胶轮压路机配合完成。整平完成后,先用振动压路机由路边沿起向路中心碾压,静压1遍,弱振1遍,强振2遍后检测其压实度。碾压时,重叠1/2轮宽。若压实度不符合要求,应继续碾压直至压实度符合要求。

图7 振动压路机碾压

压实度满足要求后,改用胶轮压路机低速1/2错轮碾压1-2遍,清除轮迹,达到表面平整、光洁、边沿顺直。

图8 胶轮压路机收面

碾压结束后,应放样出各个断面高程测点,测量出碾压后的高程,做好记录,并检测出灰土高程、宽度、横坡度、平整度等指标。

(9)养生

石灰土碾压完成后,应进行养生,使石灰土表面保湿养生不少于7天。养生采用洒水养生或者覆盖塑料薄膜、毡布养生。养生期间勿使石灰土过湿,整个养生期间始终保持石灰土层表面潮湿,应控制好交通,除洒水车外其他车辆禁止在石灰土上行驶。




四、质量控制要点




(1)施工中严格控制土的含水率,以最佳含水率加2-3个百分点为宜,对局部出现的弹簧土,及时清除。

(2)大块生石灰应进行打碎,避免拌合时无法粉碎,局部出现“蘑菇”。

图9 块状生石灰

(3)由于石灰的掺入以及石灰与土的反应会导致石灰土的最大干密度降低。闷料后石灰土最大干密度较新掺拌石灰土最大干密度降幅在6%-9%之间。因此将新拌制石灰土做标准击实试验,现场压实度结果偏低。

(4)石灰土拌合后闷料时间不宜过长,否则会造成石灰土中已形成的强度和结构遭到破坏。因此需做好施工组织,尽可能缩短施工周期,避免石灰的浪费。

(5)石灰土成型的初期如果含水量变化过大,极易由于干湿交替出现收缩裂缝。因此前期务必控制好石灰土含水量的控制。勤观测,出现缺水情况及时洒水,始终保持灰土湿润养生。

(6)石灰土宜在冬期开始前30-45d完成施工,施工温度较低时应采取保护措施,加强覆盖保温,防止霜冻破坏土体结构。

(7)雨季修筑路堤,应做到随挖、随运、随铺、随压实,在填方路段填筑路堤前,在填方坡脚以外挖掘排水沟,保持场地不积水。每层面应有2%~4%的横坡,并应整平。雨前和收工前将松土压实完毕,不致积水。




五、结束语




经过实践检验,二次掺灰拌合工艺在软基处理施工中效果良好,可以大限度发挥石灰的作用。对于含水率大的土质,二次掺灰拌合效果更佳,碾压更密实。首次掺灰可大幅降低土体中的水量,提高素土的可施工性。第二次掺灰对石灰土的整体性能再做提升,后续形成更强的板体。





参考文献




[1]赵若. 浅析石灰土强度形成机理及施工控制[J]. 交通标准化, 2006.

[2]邹惠.探析道路工程中石灰土路基施工工艺[J].四川水泥,2020(03):51.

[3]陆敬松.石灰改良土施工技术及质量控制[J].上海铁道科技,2018(03):123-124+108.