漢宜高速鐵路路基石灰改良土填筑施工的質(zhì)量控制_工程管理

1、漢宜高速鐵路路基石灰改良土填筑施工的質(zhì)量控制 為滿(mǎn)意列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)路基強(qiáng)度、變形以及路基工后沉降的要求，在缺乏優(yōu)質(zhì)填料的狀況下，新建武漢至宜昌高速鐵路路基回填采納石灰改良土來(lái)改善土的結(jié)構(gòu)，提高承載力，以滿(mǎn)意工程需要，并降低成本，縮短工期，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。本文就土料料源、石灰質(zhì)量、灰劑量、含水量四方面以及現(xiàn)場(chǎng)施工工藝來(lái)分析石灰改良土的施工質(zhì)量掌握要點(diǎn)。1土的指標(biāo)掌握施工中要嚴(yán)格掌握改良用土，對(duì)于腐殖土和強(qiáng)膨脹土嚴(yán)禁在施工中使用。在施工前需要對(duì)擬定料場(chǎng)做土質(zhì)物理分析，主要分析土的含水量和土的液塑限指數(shù)。漢宜高速鐵路位于江漢平原，地下水較發(fā)育，土質(zhì)經(jīng)試驗(yàn)分析液限均在40%以上，含水量較大，塑限均

2、在20%以上，兩者之間的差值均在11%以上，故對(duì)土的定義均為D類(lèi)高液限黏土。按規(guī)范要求液塑限差值超過(guò)11%均用石灰進(jìn)行改良，小于11%的用水泥進(jìn)行改良。當(dāng)土的液限超過(guò)50%時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)要降低其含水已經(jīng)顯得特別困難，嚴(yán)峻影響施工進(jìn)度和質(zhì)量，所以依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工狀況對(duì)于液限高于50%的土不允許使用。2石灰的指標(biāo)掌握在土料分析的同時(shí)，也要對(duì)石灰的質(zhì)量進(jìn)行掌握。石灰質(zhì)量的好壞不僅影響工程質(zhì)量，對(duì)工程成本也有著重大影響.石灰質(zhì)量的掌握主要是用化學(xué)分析方法確定石灰中有效鈣和有效鎂的含量，從而確定石灰的等級(jí)。石灰的等級(jí)依據(jù)表1來(lái)進(jìn)行劃分。石灰等級(jí)越高，達(dá)到規(guī)定灰劑量所摻入的石灰量就越少，摻入的石灰量的越少造成

3、混合料中土顆粒含量大，石灰顆粒含量少，真實(shí)的最大干密度大于試驗(yàn)確定的最大干密度，壓實(shí)度就更簡(jiǎn)單滿(mǎn)意要求。一般工程都要求使用級(jí)以上的石灰，我施工標(biāo)段從現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)和施工成本考慮確定采納級(jí)石灰。3最大干密度和最優(yōu)含水率的確定以及含水率的掌握3.1 最大干密度和最優(yōu)含水率最大干密度和最優(yōu)含水率的確定主要是為碾壓時(shí)的含水率供應(yīng)參考數(shù)據(jù)和為壓實(shí)度檢測(cè)供應(yīng)掌握指標(biāo)。最大干密度和最優(yōu)含水率通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)確定的。施工過(guò)程中的經(jīng)石灰拌合后的改良土其含水率等于最優(yōu)含水率才能達(dá)到最佳的碾壓效果(即相同遍數(shù)的碾壓所達(dá)到的壓實(shí)度)。所以施工過(guò)程中要嚴(yán)格掌握改良土的含水率。我標(biāo)段所用的土均為高液限黏土，不存在低于最優(yōu)含水率

4、的問(wèn)題，主要問(wèn)題就是如何降低含水率，使其達(dá)到最優(yōu)含水率。3.2 含水率的掌握生石灰對(duì)土壤的改良作用，分為兩個(gè)步驟:是生石灰中氧化鈣遇水會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈣:CaO+H2O=Ca(OH)2此反應(yīng)過(guò)程中可汲取土中部分水分，以降低土壤含水量。同時(shí)，由于氫氧化鈣結(jié)晶的析出可改善土體某些性質(zhì)，提高土體的可壓實(shí)性。依據(jù)氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)，其與空氣中二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈣或碳酸氫鈣，形成表面致密層:Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2OCaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2由于表面致密層的存在，阻擋氫氧化鈣結(jié)晶體的進(jìn)一步碳化，從而形成由上部致密層到下部土體強(qiáng)度的過(guò)渡層

5、，將路面?zhèn)鬟f的荷載逐步向路基下集中傳播，從而達(dá)到改良效果，這就是生石灰的改良原理。據(jù)此分析，采納生石灰來(lái)改良高液限黏土，可以利用生石灰在熟化過(guò)程中的吸水性來(lái)降低土的含水量，從而達(dá)到最佳含水量。假如該方法仍不能使其達(dá)到最優(yōu)含水率，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的土就要進(jìn)行攤捕晾曬，待其達(dá)到最優(yōu)含水率四周方可碾壓。我們來(lái)分析下面一組壓實(shí)度數(shù)據(jù)，濕密度不變，含水率每次增加一個(gè)百分點(diǎn)，最大干密度依據(jù)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)采納1.71，依據(jù)公式：壓實(shí)度=干密度/最大干密度干密度=濕密度/(1+含水率)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。再依據(jù)表2這組數(shù)據(jù)來(lái)分析一下含水率對(duì)壓實(shí)度結(jié)果的影響程度。繪制成曲線圖1如下。由圖1可知含水率是對(duì)壓實(shí)度結(jié)果影響近似成直線關(guān)

6、系，二者呈很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)為-0.9998)。含水每增加一個(gè)百分點(diǎn)，壓實(shí)度就可降低0.8個(gè)百分點(diǎn)左右，所以在施工過(guò)程中要嚴(yán)格掌握改良土的含水率，嚴(yán)禁在土的含水率較大的狀況下進(jìn)行碾壓。3.3 灰劑量掌握灰劑量掌握是改良土施工中一個(gè)最重要的關(guān)鍵點(diǎn)，以滿(mǎn)意改良土強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)摻灰的目的一是降低土的含水率(在前面已經(jīng)提過(guò))，二是降低土的塑性指數(shù)，有利于施工現(xiàn)場(chǎng)的粉碎，不同的灰劑量對(duì)應(yīng)不同的最大干密度，因此灰劑量對(duì)改 良土的質(zhì)量影響較大，尤其對(duì)改良土強(qiáng)度的形成起著至關(guān)重要的作用。灰劑量不滿(mǎn)意要求，改良土強(qiáng)度就達(dá)不到要求，從而影響路基的整體穩(wěn)定性，灰劑量太高反而適得其反。為了得出摻灰量對(duì)改良土強(qiáng)

7、度的影響我們分別做了摻灰量從1%始終到8%的8組改良土的擊實(shí)試驗(yàn)，并測(cè)定其形成的七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，其結(jié)果如表3。繪制成曲線圖如下圖2。從表3和圖2我們可以看出，高液限黏土摻灰量對(duì)改良土強(qiáng)度的影響近似一條拋物線，在灰劑量達(dá)到6%之前隨著灰劑量的增加，強(qiáng)度漸漸增加，當(dāng)摻灰量達(dá)到6%7%之間的某一點(diǎn)時(shí)強(qiáng)度最高，此時(shí)假如再增加灰劑量強(qiáng)度反而會(huì)下降。3.4 整平掌握整平效果是壓實(shí)效果的一個(gè)基本的保證，假如路基不平整，壓路機(jī)碾壓再多的遍數(shù)也是徒勞，總有一些地方壓實(shí)度不滿(mǎn)意要求。現(xiàn)場(chǎng)整平掌握由推土機(jī)和平地機(jī)協(xié)作施工。先由推土機(jī)進(jìn)行初平，然后平地機(jī)進(jìn)行第一次精平。平完后由壓路機(jī)靜壓一遍，平地機(jī)再進(jìn)行其次次精

8、平，然后由壓路機(jī)弱振碾壓一遍，再由平地機(jī)進(jìn)行最終一次精平。只有經(jīng)過(guò)平地機(jī)的三次精平后才能由壓路機(jī)強(qiáng)振碾壓。3.5 碾壓掌握碾壓效果的掌握主要是做好碾壓試驗(yàn)，從而確定合適的碾壓機(jī)械和碾壓變數(shù)。我們通過(guò)試驗(yàn)段施工從而確定采納20t的壓路機(jī)，先靜壓1遍，然后弱振碾壓1遍，再?gòu)?qiáng)振碾壓3遍，最終弱振碾壓1遍、靜壓1遍。壓實(shí)遍數(shù)達(dá)到要求也是壓實(shí)度達(dá)到要求的一個(gè)基本保證，現(xiàn)場(chǎng)肯定要嚴(yán)格掌握碾壓遍數(shù)。假如在改良土施工過(guò)程中對(duì)上述5個(gè)掌握點(diǎn)掌握不到位，就會(huì)消失一些改良土的質(zhì)量通病，針對(duì)這些質(zhì)量通病的緣由及應(yīng)實(shí)行怎樣的一些措施，我做了以下幾點(diǎn)匯總：運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的土超粒徑土塊較多，含水量較大，路拌機(jī)難以打碎。緣由：液限超標(biāo)，原材料不合格。措施：更換取土場(chǎng)。碾壓好的路基表面在其次天早上消失石灰團(tuán)。緣由：路拌時(shí)石灰未充分消解。措施：加強(qiáng)石灰的消解，可實(shí)行水消解法。假如取土場(chǎng)的土含水量較大，可用土掩蓋兩三天的方法來(lái)消解，即消解石灰，又可降低土的含水量。碾壓好的路基放置兩三天后消失較大的裂紋。緣由：碾壓時(shí)含水量過(guò)大或摻灰量不夠。措施：嚴(yán)格掌握碾壓時(shí)的含水量，如含水量過(guò)高應(yīng)攤