填筑粉土路基的技術(shù)處理措施研究論文
0.前言
路基是鐵路或公路的承重層，承受著車輪荷載的反復(fù)作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和低壓縮性，以及足夠的水穩(wěn)性和凍穩(wěn)勝。而路基填料的質(zhì)量對此性能有直接而決定性的影響。但在進(jìn)行鐵路或公路路基施工中經(jīng)常會(huì)遇到施工所在區(qū)域土質(zhì)不理想的情況，比如粉土。粉土為粒徑大于0. 075 mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)不大于10的土。粉土多呈散粒結(jié)構(gòu)，是一種具有特殊工程性質(zhì)的土，由于其狀態(tài)及含水量不同，表現(xiàn)出來的性質(zhì)變化較大。位于地下水位線以下的粉土一般呈稍密一中密狀態(tài)，壓縮性高，力學(xué)強(qiáng)度低，在地震等動(dòng)荷載作用下易發(fā)生液化。對粉土填筑路基改良措施的研究近幾年才見于報(bào)道，常見的有碾壓方法、換填、樁基處理以及摻加混合料等，但這些改良研究多集中于室內(nèi)試驗(yàn)研究階段;在實(shí)際工程中尚無可普遍應(yīng)用的改良手段。換言之，目前的粉土研究的現(xiàn)狀是理論與實(shí)際存在一定的脫離。
本文結(jié)合已完工的`某時(shí)速200 km電氣化鐵路復(fù)線工程的路基工程填筑施工過程，對用于路基的粉土填料采用摻入水泥改良的工程措施，并比選不同碾壓方式的實(shí)際壓實(shí)效果，將實(shí)際與理論結(jié)合并檢驗(yàn)理論，以期對粉土改良施工提供參考。
1工程概況
該工程所在區(qū)域?yàn)闆_海積平原地貌，平坦開闊。路基填土高度3. 8 m，其中基床底層1. 9 m。該4種土質(zhì)性質(zhì)不良，直接用其所填筑的路基松散，剛性差，強(qiáng)度低，遇到雨天則極易造成滑坡流失，對路基質(zhì)量將不能保障。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求，對用于路基的粉土采用摻入水泥改良的工程措施，在施工過程中，對路堤本體采用路拌法施工，基床底層以下路基采用場拌法施工，并依據(jù)《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》路基填筑壓實(shí)采用雙指標(biāo):地基系數(shù)和壓實(shí)系數(shù)對改良結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和評價(jià)。
2工程施工要點(diǎn)
1)施工前對需改良的土源進(jìn)行取樣試驗(yàn):確定其最大干密度、最佳含水量、水泥摻量的最佳配比。要求水泥的初凝時(shí)間應(yīng)大于3h、終凝時(shí)間大于6h、改良土7d飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于250 kPa。并對試驗(yàn)及測量儀器進(jìn)行校驗(yàn)標(biāo)定。
2)經(jīng)試驗(yàn)室試驗(yàn):根據(jù)已有的研究結(jié)論及工程現(xiàn)場檢驗(yàn)的結(jié)論證明:使用水泥改良粉土后的強(qiáng)度比未改良的粉土的強(qiáng)度提高約3. 28倍，且水泥改良粉土的效果要優(yōu)于同劑量同齡期其他摻料的改良效果。結(jié)果同時(shí)表明，摻合量存在一個(gè)最佳的摻合值，當(dāng)摻合量達(dá)到最佳值后繼續(xù)增加摻合料其改良料的強(qiáng)度不再明顯增加，而水泥摻料的最佳摻合值較大。
3)填筑施工:場拌土按4%水泥摻量的士1%進(jìn)行控制穩(wěn)定土的生產(chǎn)，控制場拌機(jī)械的拌和速度5 t/min，隨時(shí)拌和隨時(shí)運(yùn)往工地(運(yùn)距2 km左右)，工地以劃方格網(wǎng)的方法控制卸土量，以福田15 t自卸車為準(zhǔn)，每個(gè)方格為6 m x 6 m卸土1車，推土機(jī)及時(shí)初平，同時(shí)在現(xiàn)場取樣做EDTA水泥用量測試，并檢查拌和土的外觀質(zhì)量，由于是穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和，所以其質(zhì)量指標(biāo)是滿足要求的。
4)靜壓平整:當(dāng)推土機(jī)每初平長度在30 m-50 m，用壓路機(jī)靜壓1遍，消除不均勻沉降后，再用平地機(jī)進(jìn)行精平整，并用測量儀器檢測路基的寬度、松鋪厚度、橫坡及高程等指標(biāo)。
5)碾壓:用平地機(jī)進(jìn)行精平后，填筑土層的含水率、松鋪厚度、橫坡、寬度等指標(biāo)均符合要求，即可緊跟進(jìn)行碾壓施工。壓路機(jī)行進(jìn)速度控制在2.5 km/h碾壓嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定的操作規(guī)程進(jìn)行。而且每碾壓一遍，立即進(jìn)行壓實(shí)系數(shù)的檢測，并且進(jìn)行對比試驗(yàn)，以選擇比較合適的施工碾壓方式。依此參數(shù)來指導(dǎo)以后的路基施工。
粉土的壓實(shí)效果除了主要受最佳含水量的影響外，還主要受壓實(shí)功的影響。壓實(shí)功主要通過控制壓路機(jī)在不同碾壓時(shí)段的碾壓振幅和頻率實(shí)現(xiàn)。在本工程中，經(jīng)過多種碾壓工藝的遴選，選定三種碾壓方案進(jìn)行效果比選，即:2312(靜壓2遍，弱振3遍，強(qiáng)振1遍，靜壓2遍),1331(靜壓1遍，弱振3遍，強(qiáng)振3遍，靜壓1遍)以及242(靜壓2遍，弱振4遍，靜壓2遍)3種碾壓方式。現(xiàn)場檢驗(yàn)后的結(jié)論證明:碾壓遍數(shù)對壓實(shí)度一般呈正向相關(guān)影響，但工程實(shí)際中應(yīng)當(dāng)有一個(gè)最優(yōu)的碾壓方案;在松鋪厚度為35。，時(shí)，采用2312的碾壓方式更易實(shí)現(xiàn)最佳的壓實(shí)效果，且其壓實(shí)度要高于其他兩種，能達(dá)到事半功倍的效果。當(dāng)先采用靜壓時(shí)，使得填料間的空隙縮小，相互間接觸，并形成受力的骨架結(jié)構(gòu)，采用弱振將細(xì)顆粒逐漸敲入粗顆粒之間，采用強(qiáng)振使得各顆粒間的粘結(jié)進(jìn)一步加強(qiáng)，并使得顆�？臻g進(jìn)一步緊密，壓實(shí)度得以提高。最后的靜壓對壓實(shí)度的提高并不明顯，也說明了壓實(shí)度的提高主要在于此前的弱振和強(qiáng)振過程中。但當(dāng)采用過多的強(qiáng)振時(shí)(如1331碾壓方式)，會(huì)使得其中的骨架顆粒粉碎，破壞了已形成的密實(shí)結(jié)構(gòu)，所以出現(xiàn)了壓實(shí)度下降的現(xiàn)象。
根據(jù)以上碾壓方式的試驗(yàn)，選定第一種碾壓方案即:2311靜壓2遍，弱振3遍，強(qiáng)振1遍，靜壓1遍)碾壓方式。
6)養(yǎng)生:水泥改良土填筑路基的養(yǎng)生工作，也是保證路基質(zhì)量的重要一環(huán)，因此必須認(rèn)真抓好。特別是溫度較高季節(jié)，一定要及時(shí)灑水，保持路而的濕潤，保證強(qiáng)度的提高。待路基養(yǎng)生期達(dá)到7d以后，方可進(jìn)行下一層路基的填筑。
3現(xiàn)場成果檢驗(yàn)
地基系數(shù)是表示土體表而在平而壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小，能夠直觀地表征路基剛度和承載能力。主要采用剛勝承壓板進(jìn)行平板載荷實(shí)驗(yàn)，通過取得的應(yīng)方位移曲線，進(jìn)而讀取下沉量為1.25 mm時(shí)所對應(yīng)的荷載值。目前已在鐵路路基施工方而得到推廣應(yīng)用，并已成為現(xiàn)行新建鐵路控制基床和路堤填料壓實(shí)質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。
4結(jié)語
1)粉土的工程性質(zhì)不甚良好，但通過技術(shù)改良，也可以應(yīng)用于路基填筑，并且其填筑效果也是有保證的。粉土路基采用摻加水泥改良的方法，可以達(dá)到較好的效果，可以達(dá)到滿足工程實(shí)用的填料要求。2)粉土路基的填筑效果受碾壓遍數(shù)的影響，也受碾壓方式的影響，工程實(shí)際中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的碾壓方式，可達(dá)到事半功倍的效果。3)粉土路基的研究應(yīng)加強(qiáng)各種環(huán)境氣候、各種施工技術(shù)水平等多種復(fù)雜條件下的研究。這有待于更多的學(xué)者和工程技術(shù)人員的辛勤工作。
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