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摘要:土方路基的填料宜尽量选择强度高、水稳定性好的土进行填筑。文章结合湿陷性黄土地区高速公路为进一步提高路基尤其是路床结构的强度和稳定性,采用对路基路床80cm进行4%水泥处治施工。结合施工实践,浅谈水泥改良土施工工艺,并对水泥改良土施工过程遇到的问题及处理措施进行介绍。
关键词:水泥改良土;施工;工艺
中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)14-0141-03
1工程概况
1.1工程简介
文章以郑州至洛阳高速公路改建工程K64+900～K72+246段施工为背景,全长7.346 km,平原微丘区,线路位于华北平原与黄土高原的交界处,属黄土分布地区的东南边缘地带,全区多以老黄土为主。项目采用设计速度平原微丘区120km/h的双向八车道高速公路标准进行改建,单侧整体式加宽。
1.2设计情况
土方路基的填料宜尽量选择强度高、水稳定性好的土进行填筑。本项目在建设时,线路附近土质多为低液限粘土,经室内试验,CBR值为8.8%,满足现行规范要求,但从已建高速公路(1995年建成)路基土的含水量来看,经过干湿循环后路基土的含水量比竣工时高出2%～5%,反映出随着时间的延长,路基强度比起竣工验收时有所下降。为进一步提高路基尤其是路床的强度和稳定性,设计中对路基路床80 cm采用了4%水泥处治,设计宽度20 m整幅施工,共11.66万m2。
2水泥改良土原理及作用
水泥改良土通过在素土中拌入一定比例的水泥,使水泥和土充分拌合后进行碾压整平,使得水泥和土中的水分充分反应,碾压成形后水泥开始凝结产生强度,从而达到提高土基强度,消除土基失陷性的目的。这种方法适应于要求下承层具备较高的强度及整体性的工程,达到通过下承层提供给上部结构以足够支持,防止产生较大的变形。
3水泥改良土的施工工艺
3.1施工前期准备
①了解设计指标。水泥改良土水泥掺量4%,设计宽度20 m,力学指标要求上路床40 cm达到0.4 MPa,下路床40cm/0.3～0.4 MPa。
②技术性能准备。原材检测数据:在施工前,我们对原材料土场土样机水泥样品进行了详细的检测分析,并确定了水泥和土的拌合料击实标准,各项指标如表1、表2所示。在施工前,我们根据水泥土拌合料在试验室的检测结果,对其在不同延时条件下的力学指标和含水量进行了统计分析,得出以下结论,水泥改良土的抗压强度随时间的延长呈衰减趋势,含水量亦同,如图1,不同延时条件下各项技术指标曲线如图2。
③施工机械准备:水泥改良土施工受水泥最早凝结时间限制,施工过程是一个连续紧凑的过程,对施工组织要求较高,施工中不允许出现机械故障或由于工序不衔接等因素拖延或终止水泥改良土的施工,造成水泥改良土中的水泥凝结,从而导致水泥改良土施工的失败。用于水泥土施工的主要设备如表3:
3.2 施工步骤
①准备下承层:下承层检测合格后,进行水泥土施工,首先进行素土摊铺;采用框格法控制素土摊铺数量:框格取7×8 m,松铺厚度16 cm,并现场实测含水量,含水量控制在最佳含水量+2~3%,含水量大时,翻开晾晒,含水量不足时,及时进行洒水。
②初压整平:对摊铺好的素土进行初平碾压,使其表面平整,厚度均匀。该工序有利于水泥的均匀摊铺及拌合。
③摊铺水泥素土摊铺完成后,根据层厚计算水泥用量,采用框格法控制水泥摊铺的均匀性。框格取2×2.3 m方格,每格内摊铺水泥100 kg(两袋),人工进行小面积摊铺平整,使水泥均匀撒布在素土表面。
④拌合:水泥摊铺完成后,路拌机及时开始拌合,拌合机应匀速、平稳行走,现场取5 m/min行走速度,确保拌合均匀、深度一致,现场拌合最多两遍。路拌机每道拌合有效宽度为2.2 m,水泥土拌合时,应注意每道搭接宽度不少于30 cm,确保工作区内无漏拌。路拌机根据层厚调整拌合深度,确保本层拌合彻底,无夹层现象。
⑤快速碾压:水泥土开始拌合后,应有专人跟踪拌和机,控制拌和机的拌合宽度,行走速度,对拌合效果进行现场实测。技术人员应在现场随机抽取若干部位,对拌合厚度,均匀程度,含水量、灰剂量等指标进行检测。我部施工时,压实厚度取16 cm,含水量取最佳含水量+3%作为碾压前拌合料的控制含水量。
⑥整平收面:采用20 t重型振动压路机碾压。水泥土拌合完成后,首先进行快速静压封面,这样可以防止土中水分的过早散失和表面的初次找平。随后用平地机对表面进行平整开始弱振、强振碾压。碾压采用快速静压1遍,匀速弱振1遍,强振4~6遍,静压收面的方式进行。
⑦养生:碾压完成后,利用压路机进行静压收面。静压时,应匀速行进,不得在碾压完成的表面进行机械掉头、紧急刹车等操作。确保水泥土表面平整光洁。及时检测压实度水泥土碾压结束后,及时进行洒水养生,并根据气温条件,炎热时应及时补水。我部采用在碾压完成的表面进行洒水养生,养生2～3 d后,在表面摊铺一层素土进行覆盖配合养生。
⑧水泥稳定土检测:水泥土的检测应本着“快检”的原则,碾压结束后,迅速进行。下附本项目K71+702~K71+904段检测结果(如表4)。
3.3水泥土施工注意事项
①水泥土施工应认真做好前期准备工作,如:施工段落位置、原土性质、水泥性能、水泥土的技术条件、施工设备及其性能、技术人员及工人以及天气条件等方面进行充足准备。
②水泥土施工应注重过程控制。即在施工过程中应从严控制各项指标满足施工要求,如:素土的摊铺厚度、拌合前及拌合后的含水量、水泥剂量、拌合均匀程度、碾压顺序及组合形式等都应在施工过程中及时修正并完成。
③水泥土施工与温度有很大关系,为避免因温度差异而加剧水泥土的技术指标变化,一般宜控制在20~25℃温度条件下施工。
④水泥土的碾压应区别与素土。即水泥土在充分的准备工作下应一次成型,及时检测压实度指标,不得对成型后的水泥土进行二次补压,造成水泥土结构的破坏。
⑤水泥土施工应遵循“三快一密实”原则,即快速摊铺、快速整平、碾压密实、快速检测的方法,以保证整个施工过程在水泥初凝前结束。
⑥经过施工实践摸索,我们认为影响水泥土施工质量的原因较多,但主要表现在含水量、灰剂量、摊铺厚度、拌合及碾压方式等方面。我们就这些主要原因进行了比较分析,形象分解如表5、表6。
参考文献:
[1]王素灵.水泥改良土路基填筑施工技术[J].铁道建筑,2008, (3).
关键词:水泥改良土;施工;工艺
中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)14-0141-03
1工程概况
1.1工程简介
文章以郑州至洛阳高速公路改建工程K64+900～K72+246段施工为背景,全长7.346 km,平原微丘区,线路位于华北平原与黄土高原的交界处,属黄土分布地区的东南边缘地带,全区多以老黄土为主。项目采用设计速度平原微丘区120km/h的双向八车道高速公路标准进行改建,单侧整体式加宽。
1.2设计情况
土方路基的填料宜尽量选择强度高、水稳定性好的土进行填筑。本项目在建设时,线路附近土质多为低液限粘土,经室内试验,CBR值为8.8%,满足现行规范要求,但从已建高速公路(1995年建成)路基土的含水量来看,经过干湿循环后路基土的含水量比竣工时高出2%～5%,反映出随着时间的延长,路基强度比起竣工验收时有所下降。为进一步提高路基尤其是路床的强度和稳定性,设计中对路基路床80 cm采用了4%水泥处治,设计宽度20 m整幅施工,共11.66万m2。
2水泥改良土原理及作用
水泥改良土通过在素土中拌入一定比例的水泥,使水泥和土充分拌合后进行碾压整平,使得水泥和土中的水分充分反应,碾压成形后水泥开始凝结产生强度,从而达到提高土基强度,消除土基失陷性的目的。这种方法适应于要求下承层具备较高的强度及整体性的工程,达到通过下承层提供给上部结构以足够支持,防止产生较大的变形。
3水泥改良土的施工工艺
3.1施工前期准备
①了解设计指标。水泥改良土水泥掺量4%,设计宽度20 m,力学指标要求上路床40 cm达到0.4 MPa,下路床40cm/0.3～0.4 MPa。
②技术性能准备。原材检测数据:在施工前,我们对原材料土场土样机水泥样品进行了详细的检测分析,并确定了水泥和土的拌合料击实标准,各项指标如表1、表2所示。在施工前,我们根据水泥土拌合料在试验室的检测结果,对其在不同延时条件下的力学指标和含水量进行了统计分析,得出以下结论,水泥改良土的抗压强度随时间的延长呈衰减趋势,含水量亦同,如图1,不同延时条件下各项技术指标曲线如图2。
③施工机械准备:水泥改良土施工受水泥最早凝结时间限制,施工过程是一个连续紧凑的过程,对施工组织要求较高,施工中不允许出现机械故障或由于工序不衔接等因素拖延或终止水泥改良土的施工,造成水泥改良土中的水泥凝结,从而导致水泥改良土施工的失败。用于水泥土施工的主要设备如表3:
3.2 施工步骤
①准备下承层:下承层检测合格后,进行水泥土施工,首先进行素土摊铺;采用框格法控制素土摊铺数量:框格取7×8 m,松铺厚度16 cm,并现场实测含水量,含水量控制在最佳含水量+2~3%,含水量大时,翻开晾晒,含水量不足时,及时进行洒水。
②初压整平:对摊铺好的素土进行初平碾压,使其表面平整,厚度均匀。该工序有利于水泥的均匀摊铺及拌合。
③摊铺水泥素土摊铺完成后,根据层厚计算水泥用量,采用框格法控制水泥摊铺的均匀性。框格取2×2.3 m方格,每格内摊铺水泥100 kg(两袋),人工进行小面积摊铺平整,使水泥均匀撒布在素土表面。
④拌合:水泥摊铺完成后,路拌机及时开始拌合,拌合机应匀速、平稳行走,现场取5 m/min行走速度,确保拌合均匀、深度一致,现场拌合最多两遍。路拌机每道拌合有效宽度为2.2 m,水泥土拌合时,应注意每道搭接宽度不少于30 cm,确保工作区内无漏拌。路拌机根据层厚调整拌合深度,确保本层拌合彻底,无夹层现象。
⑤快速碾压:水泥土开始拌合后,应有专人跟踪拌和机,控制拌和机的拌合宽度,行走速度,对拌合效果进行现场实测。技术人员应在现场随机抽取若干部位,对拌合厚度,均匀程度,含水量、灰剂量等指标进行检测。我部施工时,压实厚度取16 cm,含水量取最佳含水量+3%作为碾压前拌合料的控制含水量。
⑥整平收面:采用20 t重型振动压路机碾压。水泥土拌合完成后,首先进行快速静压封面,这样可以防止土中水分的过早散失和表面的初次找平。随后用平地机对表面进行平整开始弱振、强振碾压。碾压采用快速静压1遍,匀速弱振1遍,强振4~6遍,静压收面的方式进行。
⑦养生:碾压完成后,利用压路机进行静压收面。静压时,应匀速行进,不得在碾压完成的表面进行机械掉头、紧急刹车等操作。确保水泥土表面平整光洁。及时检测压实度水泥土碾压结束后,及时进行洒水养生,并根据气温条件,炎热时应及时补水。我部采用在碾压完成的表面进行洒水养生,养生2～3 d后,在表面摊铺一层素土进行覆盖配合养生。
⑧水泥稳定土检测:水泥土的检测应本着“快检”的原则,碾压结束后,迅速进行。下附本项目K71+702~K71+904段检测结果(如表4)。
3.3水泥土施工注意事项
①水泥土施工应认真做好前期准备工作,如:施工段落位置、原土性质、水泥性能、水泥土的技术条件、施工设备及其性能、技术人员及工人以及天气条件等方面进行充足准备。
②水泥土施工应注重过程控制。即在施工过程中应从严控制各项指标满足施工要求,如:素土的摊铺厚度、拌合前及拌合后的含水量、水泥剂量、拌合均匀程度、碾压顺序及组合形式等都应在施工过程中及时修正并完成。
③水泥土施工与温度有很大关系,为避免因温度差异而加剧水泥土的技术指标变化,一般宜控制在20~25℃温度条件下施工。
④水泥土的碾压应区别与素土。即水泥土在充分的准备工作下应一次成型,及时检测压实度指标,不得对成型后的水泥土进行二次补压,造成水泥土结构的破坏。
⑤水泥土施工应遵循“三快一密实”原则,即快速摊铺、快速整平、碾压密实、快速检测的方法,以保证整个施工过程在水泥初凝前结束。
⑥经过施工实践摸索,我们认为影响水泥土施工质量的原因较多,但主要表现在含水量、灰剂量、摊铺厚度、拌合及碾压方式等方面。我们就这些主要原因进行了比较分析,形象分解如表5、表6。
参考文献:
[1]王素灵.水泥改良土路基填筑施工技术[J].铁道建筑,2008, (3).