摘要:水泥石灰土是一种常见的建筑材料,现阶段已经实现在建筑行业中的广泛应用。然而在道路施工中的水泥石灰土工艺控制和搅拌均匀性以及性状等都会对它的一些性质产生较大的影响。施工技术对于质量的控制影响较大,而且外界影响因素也较多,需要采取一系列有效的措施对其进行控制,确保市政道路工程中基层施工质量。基于此,文章就道路工程中水泥石灰土基层施工工艺及质量控制进行简要分析。
关键词:道路工程;水泥石灰土基层;施工工艺;质量控制
1.施工准备
1.1技术准备
①原材料试验。在正式开始施工前,应选取所定料场中典型的土样进行以下试验:击实试验、液限和塑性指数、颗粒分析、碎石或砾石的压碎值、有机质含量(必要时做)、磷酸盐含量(必要时做)。另外,还应该检验石灰的有效钙和氧化镁含量,若遇到级配不好的材料应先采取有效措施改善其级配,之后再进行下一步骤。
②参考土壤种类及石灰质量,确定配合比和最佳含水量、最大干密度。
③为检验机械组合效果、压实虚铺系数和施工方法是否能够满足需求,在正式施工前应先进行100m~200m试验段施工。
1.2材料选用,符合技术标准
土:必须参照相关的标准,在符合标准的深度内进行土资源的采集,且无需进行分层采集,若特殊情况,必须实行分层采集,则必须先土置于场地上,且必须分层堆放,之后可以由上层至下层或者由前层至后层的装上运输车,送回公路施工现场。若黏土得塑性指数超过12,则采集时,可以利用机械进行充分的拌和,是否进行过筛择由黏土质量及相关的机械性能决定。若选择人工拌和,则超过15mm的土块都应进行筛除。
石灰:施工过程中,若石灰存放过久,则容易出现方式变化,因此若不及时应将其封存好;在使用生石灰的7~10d前,应对其进行充分地消解,若石灰完全消解后,应保持其必要的湿度,尽可能减少或者避免出现扬尘,同时,也无需过湿成团。消解石灰时,所使用的筛,其孔径宜在10mm左右。对于消解好的石灰,应及时应用于施工中。
水泥:若施工过程选择路拌法,择可以选择袋装水泥;若施工过程选择场拌法,则可以选择散装水泥,宜采用缓凝型水泥。
1.3机械准备
①水泥石灰土主要选用机械:装载机、轮胎压路机、振动压路机、平地机、推土机、水车。厂拌时选用强制式拌合机、路拌时选用圆盘耙、路拌机、铧犁等。
②小型机具及检测设备:双轮手推车、四齿耙、蛙夯或冲击夯、铁锨;平整度仪、3m直尺、全站仪、水准仪、灌砂筒等。
1.4作业条件
①下承层已通过各项指标验收,其表面平整、坚实,且每一项指标都满足相关规范标准。
②相关地下管线的预埋及回填等已完成并经验收合格。
③恢复施工段的中线,平曲线每10m设一中桩,直线每20m设一中桩。
④施工前清扫下承层,并适当洒水湿润。
2.道路石灰土基层施工工艺
2.1施工材料
首先,土以塑性指数10~20的黏性土为宜,有机质含量不超过10%,在用石灰稳定无塑性指数的级配砂砾、级配碎石,以及未筛分碎石时,应添加15%左右的黏性土,并且在试验塑性指数偏大的黏性土时应进行粉碎,粉碎后土块的最大尺寸不应大于15mm,硫酸盐含量超过0.8%时不宜掺入石灰进行稳定;石灰宜用1~3级的新灰,对储存较久或经过雨期的消解石灰需进行试验,且要根据活性氧化物的含量决定使用方法,必要时还要对熟石灰进行筛分处理(10mm方孔)。最后在水泥石灰土基层施工前,应取所定料场中有代表性的土样进行试验,包括颗粒分析、液限和塑性指数、击实试验等。
2.2水泥石灰土的拌合
拌合需采用专用的稳定土拌和机进行粉碎施工,粉碎后的土粒不应大于15mm,铧犁作为附助设备配合翻拌,犁头必须犁穿层底,以避免出现夹层现象。同时考虑到拌和过程中的水份损失,因此含水量可适当加大,如土的含水量过大,可用铧犁进行翻拌晾晒,待水份合适后用稳定土拌和机拌和第一遍。另外拌和时要指派专人跟机进行挖验,每间隔5-10米挖验一处,检查拌和是否到底,对于拌和不到底的工作段,要及时提醒拌和机司机返回重新拌和。
2.3整型与稳压
在整型过程中,先用推土机粗平1~2遍,粗平后宜用推土机在路基全宽范围内进行排压1~2遍,以找出潜在的不平整部位,同时对局部高程超出设计高程±50mm时,需用推土机整平,高程相差在±30mm以内时则用平地机整平。其次在稳压过程中,施工人员要先用平地机初平一次,并及时检测其含水量,必要时可通过洒水和晾晒来调整含水量,待含水量合适后还需用轮胎压路机快速全宽静压一遍。最后在进行精平整型过程中,施工人员要标出高程点,并使用平地机精平1~2次,然后检测高程、平整度和横坡度,对局部细集料集中现象进行人工处理,对局部高程稍低的灰土面,则要严禁直接采取薄层找补,并应先人工或机械松耕100m左右再进行找补。
2.4碾压
碾压采用振动压路机先静压一遍,再进行振动压实,振动过程中,先弱振再强振,且轨迹重叠为50cm,每碾压一遍,均需检测压实度和高程,并做好详细的记录.当压实度满度要求后,用压路机进行静压收面.碾压过程中,如有弹簧、松散、起皮、剪切推移等现象,应及时翻开重新拌和(加适量的石灰)处理碾压.碾压时要有专人负责指挥看管,避免出现过压及漏压路段。
稳定土的碾压机械配置以振动压路机,振动压路机静压(稳压)1遍—振动压路机稳压1遍、振动压路机碾压4~6遍—振动压路机静压1遍。碾压时,必须严格控制碾压速度,振动压路机静压速度为1.5Km/h~1.7Km/h,振动碾压速度为1.8Km/h~2.3Km/h,底基层的两侧应多碾压2遍。碾压过程中派专人用3m直尺进行跟踪测量,对平整度较差的点,采用补料或挂料后在碾压进行处理。振动碾压二遍后,采用灌砂法进行压实度检测,同时按《试验段施工平面布置图》的布点测量高程,并做好详细的记录.然后振动碾压第3、4、5、6、7遍,都要进行压实度检测及测量高程。根据现场测量数据绘制压实遍数和压实度的曲线关系图、计算每碾压1遍后的压实厚度、机械碾压方式及行驶速度、工作时间等,来确定合适的碾压遍数、合适的松铺系数、压实机械的组合、压实顺序等。
在直线和不设超高的平曲线段,由两侧向中心碾压;设有超高的平曲线段,先外侧后内侧碾压。碾压时,慢起步缓刹车,先稳压后振动,由低处向高处重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处。严禁压路机在已完成或正在碾压的水泥石灰稳定土上急刹车或“调头”,避免混合料产生推移。
3.水泥石灰土施工质量控制
要想真正的确保水泥石灰土质量,做好质量控制工作,是非常困难的,因为很多因素都会直接影响到水泥石灰土的压实效果,比如压实层厚度、碾前含水量、压实机具、压实工艺、标准密度等。
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3.1准确标准密度的确定
要求最大干密度准确与测点实际干密度相对应标准密度是用来衡量现场压实度的尺度,这也是压实度可靠的一个重要前提,通过它才能测试出路基的优劣等级,因此在做确定标准密度的击实试验时,为了保证标准密度有足够的精度,以达到控制工程质量的目标,我们必须严格遵循相关要求去做。除此之外,在施工过程中一旦发现变化的土质时,应当及时重新做一次击实试验工作。
3.2标准密度试验段的施工
试验段施工是水泥石灰土正式施工前必不可少的重要工序。它将为正式施工提供有效的参考数据,也是正式施工的前提,并且为正式施工打下坚实的根基,因此,我们要十分重视。
3.3碾压前含水量的控制
压实是否成功的关键取决于含水量控制的效果。含水量是一个极其敏感的指标,它不是一成不变的,含水量会因天气、气温、季节的变化而发生改变。在接近最佳含水量时进行碾压不失为一种最好办法,规范要求含水量在最佳含水量的±1%变化范围内碾压时效果最佳。
3.4水泥延迟时间
在施工过程中,水泥用量越高,其延迟时间的影响越大,因而充分考虑水泥延迟时间的影响。规范规定水泥石灰土的强度和ρdmax以重型击实试验为依据和标准,但现场强度和室内试验不一致,现场实测压实度也难以达到规范和设计要求,所以在实际施工过程中,其一,取1.5~3.5小时的水泥石灰土试样,现场测定最大干密度,作为压实度的控制标准,并进行试件制作,测定试件的7天无侧限抗压强度,以保证达到应有的强度。其二,应该使用高效率的拌和设备,并使拌和、摊铺、碾压等各道工序紧密衔接,缩短时间间隔。
3.5无侧限抗压强度与压实度间
矛盾理论上,水泥石灰综合稳定土工程实体,压实效果越好,强度越高,但实际施工中因混合料的配比往往精确度不高,相同的压实工艺下,压实度的波动大多情况下反映了混合料实际配比的波动。在压实过高的地方取样制作的试件,无侧限强度反而偏低,相反,在压实度偏低的地方取样制作的试件,无侧限强度反而偏高。为了解决这种矛盾,应保持施工均匀性,确保配合比的精确度,加强控制布料与拌和。无侧限试件应多点取样,以减小无侧限强度和压实度的统计偏差系数。
4.工程案例
4.1工程概况
该工程地质复杂,地段地势低洼,地下水位偏高,距地表大约1m,地基土层含水量呈饱和状态,土壤呈软塑、流塑状态,褐色、灰褐色,地基承载力较低。且该段的路基填筑高度较低,对基底的要求更高。所以处理该地基时需综合考虑多个因素。先将原地面土挖深25cm,加8%石灰剂量进行拌合压实,在此基础上再加铺4:12:84水泥石灰土路基厚20cm,碾压密实。这样增强地基的强度,便于大型施工机械行驶和路基稳定。
4.2施工方案
采用石灰土改良,先将地面土挖深25cm,加8%的石灰剂量拌和压实,然后再铺20cm石灰、水泥剂量16%的稳定土,碾压密实。采用路拌法施工,用稳定土拌合机拌和,推土机、平地机摊铺整平,YZ18型振动式压路机碾压密实。
4.3 水泥石灰土路基填筑施工质量控制
在使用水泥石灰土进行路基填筑施工中,需要加强对进入施工现场的材料的控制,保证所有的施工材料都符合施工要求,其中石灰与水泥的存放时间不宜过长,为了保证路基填筑施工中施工的填筑料配料准确,需要加强对路基摊铺土与铺灰厚度的检查,针对摊铺厚度的检查,可以采用插杆方法进行检查路基填筑摊铺的施工厚度等必须符合施工要求。
4.4安全保证措施
开工前,对全体人员进行安全生产教育,并设专职安全员进行施工安全检查;机械操作手要严格执行操作规程,确保各种设备、车辆安全运行;机械加燃料油与润滑油要熄火进行;做好劳保工作,配齐劳保用品,确保职工的人身安全;及时进行检查,消除隐患,防患于未然。
4.5环保措施
施工现场要注意文明施工,不准乱扔杂物,机械加油时,尽量避免油料污染路面;废料选择适当方式处理,不得污染环境。设备、车辆选用优质油料以减少空气污染。采取适时洒水等措施控制扬尘污染。注意废水、废油、泥浆的及时疏导与合理掩埋
4.6施工中应注意的事项
水泥石灰综合稳定土中的土质,存在着一定的特殊性,这种特殊性给土基层施工造成极大的难度,增加其成型的难度,因此在施工过程中必须参照相关的技术规范严格、谨慎地施工,注意施工中的各项环节。
(1)所选择的稳定土混合料,必须对含水量进行严格的控制。混合料受天气及气温的影响较大,因此对含水量的控制并未一定要按照严格的标准,而应参照天气及气温的变化,进行综合的分析,寻找出最合适的含水量。
(2)施工过程中应确保灌砂压实度以及一个星期无侧限抗压的弯沉与强度,若出现问题,应及时地进行处理。若出现板体性强度差、素土夹层以及结构层松散的现象,则需重新施工,确保工程的施工质量,减少或者避免安全事故的发生。
(3)施工过程中应确定科学、合理的作业时间,作业时间过长或者过短,对施工都是非常不利的,其中,水泥撒布过程中,其作业时间应保证在4h内进行整个拌和、整平以及碾压工作。而施工段落通常选择100~150m。
(4)抓好施工现场的压实工艺是保证综合稳定土压实效果的关键。压实度应采用统计法评定,允许个别点低于95%,不要过分追求高压实度,追求高压实度只会促使配合比严重偏离设计配合比,造成无侧限试件强度过低。(5)在反压成型制作无侧限试件过程中,采用的最大干密度和压实标准固定不变,而实际施工中混合料是略有变化的,压实度和无侧限强度两项指标对于这种变化的反应正好相反,当配料偏重时,压实度就会偏大,按照原最大干密度制作的无侧限试件就达不到95%的反压效果,强度偏低。
4.7施工效果
通过严格质量控制本工程顺利完工,并比计划工期提前21天完工,施工成本降低5%左右,未出现一例工程事故,根据专家鉴定工程质量完全到达技术标准。
综上所述,水泥石灰土基层依靠其自身具备的良好整体性、水稳性及板体性使其形成一定的刚度能够将路面的整体刚度得到提升。因此,可以广泛推广水泥石灰稳定土作为路面基层(非高等级公路)、底基层材料,以节约工程造价。
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论文作者:卫鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
标签:石灰论文; 水泥论文; 压实论文; 含水量论文; 压路机论文; 高程论文; 平地机论文; 《基层建设》2017年第36期论文;