張鵬
(中鐵二十一局集團第二工程有限公司,甘肅 蘭州 730000)
由于二灰土原材料來源豐富、成本較低,并且具有良好的力學性能、板體性、水穩(wěn)性和一定的抗凍性,在公路建設中被廣泛應用。作為處理公路路基的常用方法,二灰土具有施工簡單、處理費用低和速度快等優(yōu)點,同時也應注意到二灰土強度、密度的影響因素比較多,也比較復雜,本文結合自身施工經驗論述了合理的施工工藝,分析了二灰土施工中容易出現(xiàn)的質量問題及控制方法。
二灰土成型后,雖然早期強度偏低,在春天及秋天7天無側限抗壓強度能達到0.5Mpa左右,在氣溫較高的季節(jié),如夏天7天無側限抗壓強度能達到0.6~0.8Mpa,但二灰土后期強度高,一個月在夏季能達到1.7~2.0Mpa,二個月可以達到3.0Mpa,以后強度還會不斷慢慢增長,因此,二灰土是具有較高強度的一種路面結構層。
在二灰土成型后,經過一段時間的養(yǎng)護其強度逐漸增高,最后形成一個有機的整體,形成整體的原因有兩種,首先是由于石灰、粉煤灰含有許多化學活性物,其中氧化鈣、二氧化硅物質所形成的離子與粘土顆粒的離子發(fā)生化學、物理反應,從而形成大團粒結晶體,具有很高的強度;其次是由于機械的物理力學作用,二灰土攤平后,經過重型壓實機具將其密實,使二灰土形成緊密的結合體。第一種情況是二灰土形成強度、板結的主要原理;第二種情況則是二灰土中強度形成的必要條件,因此,二灰土經過密實后具有良好的整體性。
由于二灰土內部的物理化學反應,從而形成致密的整體,雨水不容易滲透,同時因為二灰土的化學反應有放熱現(xiàn)象,致使在低溫季度施工二灰土的強度仍不斷增高,具有較好的水穩(wěn)定性和抵抗低溫的能力。
因為二灰土物理化學反應也較之緩慢,所以其強度上來較慢,因此從拌合到攤鋪、碾壓均有較長的操作時間,便于掌握,不象水泥穩(wěn)定材料從拌合到碾壓只能在初凝時間內完成,操作時間控制在4~5小時之內。而二灰土從拌合到碾壓成型,可以延長1~2天,而對其強度沒有太大的影響,所以施工時受雨水、機械設備、人為因素的影響相對要小得多,對于二灰土施工和保證強度相對比較容易和方便。
要達到同樣強度指標的二灰土與水泥穩(wěn)定土造價比較,以15cm厚度為例,其二灰土材料成本較水泥穩(wěn)定土成本低0.4~0.8元/m2(衡水106線和天津疏港公路報價綜合中價)。同時,有效地利用了工業(yè)廢料,減少了環(huán)境污染,對環(huán)保起著助進作用。
由于二灰土具有以上諸多優(yōu)點,因此,在北方的許多地區(qū),比較廣泛的采用該種材料作為道路底基層或基層,收到了良好的經濟與社會效益。
二灰土施工并沒有很大的技術難題,但是如果施工組織不當很容易出現(xiàn)起皮、裂縫、強度不合格等質量問題,甚至因此返工而影響工程工期,造成不必要的損失,下面結合施工經驗探討一下各個施工步驟中應加以防范的細節(jié)問題。
二灰土施工前,應對路槽進行嚴格驗收,驗收內容包括壓實度、彎沉、寬度、標高、橫坡度、平整度等項目。路基必須達到表面平整、堅實,沒有松散和軟弱點,邊沿順直,路肩平整、整齊。按要求設置路面施工控制樁。一般要求標高誤差在-3~+3cm以內,道路中線高程必須全部合格,兩側合格率在90%以上,并且不能出現(xiàn)反坡,否則易造成壓實厚度不均,這個過程中最難以控制的是高程,測量員必須仔細校對測量數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)準確無誤,另外,打好樁后應當進行復測,測點可以較第一次隔一個測量,以減小工作量。
配合比的確定根據(jù)路面結構層位要求的強度,經過室內幾種配合比試驗結果比較,綜合多方面的因素,由配合比實驗得出一般配合比為石灰:粉煤灰:土=10:30:60。具體工程應根據(jù)工地土質實驗確定。如果過程中粉煤灰的用量多則二灰土的最大干密度偏小,粉煤灰的用量少則二灰土的最大干密度偏大。
準備工作做好后應盡快安排進料,進料時要派專人檢查質量,石灰要分批進場,做到既不影響施工進度,又不過多存放,應盡量縮短石灰的存放時間,如需存放較長時間,應采取覆蓋封存措施妥善保管。否則消石灰會碳化生成碳酸鈣,隨著時間增長,表層碳酸鈣的厚度逐漸增加,這樣就不能按照配合比配料,無法正確指導施工。另外,干濕粉煤灰都可以應用,干粉煤灰堆在空地上,要加水,防止飛塵污染,濕粉煤灰的含水量不宜超過35%,使用時,應將凝固的粉煤灰打碎或過篩,同時清除有害雜質。
在實際過程中,考慮到經濟問題,二灰土拌合一般采取路拌法,即先在路基將土方攤開,然后鋪上粉煤灰,最后鋪上石灰將三種材料采用灰土拌合機拌合均勻。施工中應注意:
1、布灰(石灰、粉煤灰)布土要均勻,厚薄一致,特別是粉煤灰、石灰應碼成標準斷面,形成長條,然后用人工均勻灑開,并有現(xiàn)場施工員或測量員隨時檢測其厚度,發(fā)現(xiàn)有不均勻情況要及時處理。
2、拌合之前要先進行灑水,拌合一遍后,抽樣檢測含水量,如果不夠再進行第二次灑水,含水量要比最佳含水量大2~3個百分點,然后再拌合1~2遍使之形成較均勻的二灰土。
3、拌合時要特別注意是否有夾層、白條帶等,從以往施工情況來看,都不同程度的存在夾層情況,如果處理不好將帶來嚴重惡果。在河南省許昌市北外環(huán)k2+603~k2+850段中,由于石灰灑水稍多,部分石灰成團狀,壓實后養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)路面有起包現(xiàn)象。
二灰土拌和符合要求后,采用履帶式推土機進行排壓,之后用平地機粗平一遍,消除拌和產生的土坎、波浪、溝槽等,使表面大致平整;利用控制樁用水平儀放樣,石灰粉作出標記,樣點分布密度可以采用10m點距,根據(jù)測量數(shù)據(jù)確定高程高低,低處不需進行填補,平地機由外側起向內側進行刮平,重復以上步驟直至高程和平整度滿足要求為止。整平時多余的二灰土不準廢棄于邊坡上。
碾壓必須遵循先輕后重、先慢后快、先靜后振、先邊后中、先下部密實后上部密實的原則,要嚴格控制各類壓路機的碾壓速度。首先用光輪壓路機壓2~3遍,再用振動壓路機由路邊沿起向路中心碾壓,有超高段落由內側起向外側碾壓,碾壓采用大擺軸法,即全輪錯位,接15~20 cm,用此法震壓2~3遍,下層壓實度滿足要求后,可以改用三輪壓路機低速12錯輪碾壓2~3遍,消除輪跡,達到表面平整、光潔、邊沿順直。路肩要同路面一起碾壓。
嚴禁壓路機在已成型或正在碾壓的路段上"調頭"和急剎車,避免穩(wěn)定土表面破壞。碾壓中表面過濕或過干則可能引起如"彈簧"、松散、起皮等現(xiàn)象,應及時翻開重新拌合,當天兩個工作段的銜接處,應搭接拌合,第一次拌合后,留5~8米不進行碾壓,第二次施工時,前段留下未壓部分,要重新拌合,并與第二段一起碾壓??拷芳绮糠侄鄩?~3遍。
養(yǎng)護不及時產生裂縫,二灰土成型后養(yǎng)護十分重要,一般最少七天。施工結束以后開始幾天,應派專人進行養(yǎng)護,每天至少用灑水車灑水2遍以上,在氣溫較高時,一天甚至要灑水5~6遍來保持底基層表面潮濕,同時禁止一切車輛通行。如果表面失水會產生表面松散,內部強度降低,以后再也無法使強度得到增長。
由于二灰土具有強度高、抵抗低溫能力強等諸多優(yōu)點,因此,在北方具備條件的地方,比較廣泛的采用二灰土這種材料作為道路底基層或基層。采用二灰土結構做底基層施工時,應注意使用合格的材料,控制好混合料的配合比和含水量,同時注意成型路段的養(yǎng)生。
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