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生石灰处理含水量大

工程考试 时间:2020-08-14

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石灰土最佳含水率
篇一:生石灰处理含水量大

实验:18-19 12%灰土击实是用熟石灰按3:7比例拌合,一般最优含水率在:16-23% 最大干密度常在:15-19%

生石灰粉处理过湿土的掺量计算和强度特性
篇二:生石灰处理含水量大

生石灰粉处理过湿土的掺量计算和强度特性

[文] 李 俊

上海市市政工程研究院

[摘 要]

本文通过理论和试验分析,对生石灰粉处理后,过湿土的含水量变化进行了分析,得到了含水量变化与石灰剂量、有效钙含量和原状土含水量等之间的相关关系,并据此对过湿土处理的生石灰粉掺量计算进行了分析研究。通过实测,对处理后的土路基强度特性进行了研究分析,建立了上路床处理后的土路基顶面回弹模量与弯沉之间的相互关系,可供设计和施工参考使用。

[关键词]

过湿土 生石灰粉 含水量

回弹模量

一、 概述

随着高等级公路的迅速发展及对土路基强度和稳定性认识的提高,采用石灰处理土路基已十分普遍。石灰处理土是通过在土中掺入石灰(熟石灰或生石灰)来获得土基强度的提高。根据处理的目的不同和石灰掺入量的不同,石灰处理土可分为石灰稳定土和石灰改善土。石灰稳定土是通过掺入足够剂量的石灰,经过土中火山灰物质的凝硬性反应,得到足够的强度,一般用于道路结构的底基层或基层的处理中。

石灰改善土是通过较低的石灰掺量,经过离子交换,引起土的絮凝作用或结构重组,提高土的工作性能和抗剪强度,使土基能在较经济的情况下达到充分压实的目的,并能够承受其上层摊铺时的施工机械作用。对于江南潮湿地区,因其一般地下水位较高,雨水较多,土壤一般呈过湿状态,往往难以达到土基规定的压实要求,对道路路面结构的承载能力和整体稳定性带来不良后果,且不利于垫层或基层的规范施工,采用低剂量的磨细生石灰粉处理能够比较经济而有效地改变这种状况,生石灰粉的掺量一般不取决于土基强度的提高,而取决于施工用土的天然含水量。

二、 生石灰粉对过湿土含水量的影响

掺入磨细生石灰粉对过湿土含水量的影响,从以下几个方面反映出来:

1、磨细生石灰粉掺入土中后,直接使土中的干料增加,从而使土中的含水量降低δw1。土中干料的增加量即为掺入土中的生石灰粉的重量pc:

△p1=pc=αp0

α--------生石灰粉掺量,α=pc/ p0 ,%;

p0 --------掺入生石灰粉的过湿土中的干土重,g。

2、生石灰粉掺入过湿土中,其有效氧化钙cao与土中的水分发生化学反应,生成氢氧化钙ca(oh)2,反应式如下:

cao + h2o ----→ca(oh)2+62.80千焦/mol

上述化学反应为放热反应。在反应过程中,生石灰中有效的氧化钙cao将吸收土中的水分为: △w2=0.32θpc = 0.32θαp0

式中: △w2 ------- 被生石灰吸收的过湿土水分,g;

θ -------- 生石灰中有效钙含量,%;

pc -------- 过湿土中掺入的磨细生石灰粉重,g。

3、 生石灰粉中的游离氧化钙cao与水发生化学反应,生成氢氧化钙ca(oh)2,使固体成分增加,从而使含水量降低。固体成分的增加量即为土中水分的减少量,即△p2=△w2=0.32θpc=0.32θαp0。

4、石灰土在拌和、闷料过程中水分蒸发引起含水量变化。这种水分蒸发产生于二方面的作用:一是拌和、闷料过程中水分的自然蒸发,就如晾土一样;二是石灰土在化学反应过程中产生大量热量,加速水分蒸发,这种蒸发对过湿土含水量的影响更为重要。

假设自生石灰粉掺入过湿土中拌和至碾压这段时间,水分蒸发量为△w3,引入蒸发系数η,其定义为因掺入生石灰引起的水分蒸发量与生石灰消解水化反应对水分的吸收量之比。则掺入量为α,有效cao含量为θ的生石灰造成土中含水量减少为:

△w3=η·△w2 (2-1)

△w3=0.32·η·α·θ·p0 (2-2)

汇总以上四个因素,设湿土中的水分为w0,湿土中的干土重为p0,湿土的原始含水量为w0=w0/ p0,则按掺量α掺入土中的磨细生石灰粉,引起过湿土的含水量下降,可按下式计算式中:

dw1=a . w0 (2-4)

可看作由于生石灰粉加入土中使干料增加引起土的含水量降低;

dw2=0.32 . q . a . (1+w0)=dw2+dw2 (2-5)

可看作由于生石灰粉吸水和ca(oh)2增加引起的土含水量降低;

dw3=0.32 . h . q . a (2-6)

可看作因生石灰粉消解发热导致土中分蒸发使之含水量降低。

三、 蒸发系数的实验室测定分析

从以上含水量变化公式可以看到,生石灰粉掺入土中,因水化放热引起土中水分蒸发,对土的含水量影响是比较大的。为此我们对水分蒸发进行了实验室试验。试验是在气温22±2℃、湿度60~70%的条件下进行的。试验过程采用了三种生石灰粉掺量(4%、7%、10%),所用生石灰粉的有效钙含量经测定为74%,试验结果如表3-1。

实测结果显示,因为石灰土中水分蒸发,主要与水化放热有关,故石灰土的水分蒸发损失量随石灰掺量的增大而增大,且原状土的含水量大,则蒸发也大,如图3-1所示。 对上述结果进行拟合回归,可得石灰土水分蒸发量δw3的计算模型如下:

dw3=(71a+7) w0-4.36a-0.6 (%) (3-1)

利用公式(2-6),可得蒸发系数

以上两式中,a、q、w0均以小数计

通过计算,我们看到,蒸发系数随原状土的增大而增大,但因蒸发系数是生石灰粉与土发生化学反应引起水分蒸发量与吸水量之比,故蒸发系数反随石灰掺量的增大而减小,尽管蒸发掉的水分是增大的。

以4%石灰(有效钙70%)掺量为例,当原状土含水量为26%左右时,蒸发系数可取η=2。

此外,水分蒸发需要一个时间过程。试验表明,过湿土中掺加生石灰粉后,其水分蒸发

在最初2~3个小时内最大,约占所测20个小时蒸发量的50%以上,如图3-2。

应该看到,在施工现场,水分蒸发要受到空气、温度、阳光、风力、湿度以及施工现场所处的地理位置等的影响,这些影响又是随时变化的,要准确估计水分蒸发或测算蒸发系数是非常困难或不现实的。通过实验室控制的单一的试验条件,得到的水分蒸发和蒸发系数,可能与施工现场的实际情况有所不同,但它对于我们估算实际的蒸发情况,从而确定所需的石灰掺量,还是具有一定的参考和帮助作用的。

四、 含水量变化的计算与实验室验证

上节对因生石灰水化放热反应引起过湿土内水分蒸发进行了实测分析,由此我们可以利用式(2-3)计算含水量的变化,如表4-1,并将计算结果与实验室结果进行了验证,如图4-1~4-5所示。

通过比较可以看到,采用式(2-3)对含水量的变化进行计算与实测结果吻合良好,仅个别不正常点两者所得含水量变化的误差超出1%。由此可见,采用(2-3)计算公式,可有效的计算生石灰粉对过湿土含水量的影响。

五、 石灰土的压实特性

众所周知,土的压实特性可以通过葡氏击实曲线来了解,实际施工时,应在最佳含水量附近进行,这样才能使土获得最大的干密度,从而保证土基的强度稳定性。掺加了生石灰的石灰土,其击实曲线与原状土是不一样的。击实曲线在道路工程中分轻型和重型二种,根据本文研究的目的,我们主要对重型击实下的土与石灰土的最佳含水量、最大干密度进行分析比较。图5-1,图5-2代表了实验室对二种较具代表性土壤在不同石灰掺量下的击实曲线。 实验结果证明,土中掺入石灰后,最大干密度降低,而最佳含水量提高;石灰剂量增大,最大干密度降低,最佳含水量提高。

表5-1列举了实验室测得的部分素土和石灰土的最大干密度、最佳含水量。

实测数据显示,与素土相比,对于4%掺量的石灰土,最佳含水量增加约1~2%;对于10%掺量的石灰土,最佳含水量增加约2~3%。

此外,从图5-1和图5-2可以看出,石灰土的击实曲线比素土平坦,即压实含水量的范围比素土更宽。以施工要求95%的压实度作为控制,石灰土的压实含水量上限约可比素土增加1%左右。

综合上述分析,由于最佳含水量及击实曲线宽度的增加,石灰土的施工压实含水量比素土可增加约为:

4%石灰土: 约2~3%生石灰处理含水量大。

10%石灰土: 约3~4%

六、 生石灰粉处理过湿土的掺量计算

生石灰粉掺入过湿土中后,能降低土的含水量,改变土的压实特性,综合此两方面的作用,可以获得为满足施工压实要求的生石灰粉合理掺量。

首先,将素土的压实含水量提高2~4%(视石灰掺量而定,石灰掺量低取低值,石灰掺量高取高值),作为石灰土的施工压实含水量。然后通过式(2-3)利用下式(6-1),计算所需的生石灰粉掺量。

式中: w0---原过湿土含水量(以小数计)

w1---石灰土的施工压实含水量(以小数计)

θ---生石灰粉中的活性cao含量(以小数计)

η---蒸发系数,可按式3-2计算或从表3-2查取

前表4-1已计算了各种含水量的素土在不同的石灰掺量和有效钙含量情况下的含水量减少值。实际应用中,可根据所购石灰的有效钙含量、原状土含水量及所需含水量减少量反

查需掺加的石灰掺量。

表6-1即为根据上述方法反查计算生石灰粉掺量的一个实例。该表中所取土最佳含水量16%,压实含水量上限可取18%,生石灰粉掺量4%时取压实临界含水量21%。

七、 石灰处理土的强度特性

1、 石灰处理土的cbr值提高

经过生石灰粉处理的土,其cbr强度将得到很大的改善,这在上海地区尤其重要。上海地区的土壤浸水cbr值一般在8% 以下,较难达到部颁规范对高等级道路的要求,经过生石灰粉处理后,浸水cbr值可提高到30%以上(表7-1、表7-2)。

在饱水过程中同时的膨胀试验显示,石灰土的浸水膨胀量约为素土的1/30~1/50,这也从一个侧面反映了石灰土的水稳定性比素土好得多。

2、 石灰处理土路基的回弹模量

在上海地区,未经处理的土路基,回弹模量是很低的,一般在25mpa以下。经过生石灰粉处理的土路基,回弹模量可以得到很大的提高,这对于提高路面结构的强度、减薄面层结构厚度有一定的实用和经济价值。

表7-3是素土和上路床处理后的石灰土路基现场回弹模量的实测值。表中数值是在晴朗天气条件下测定,石灰土龄期在30天左右。

从实测结果看,石灰土上路床的回弹模量变化范围较大,高石灰粉掺量(7%)的回弹模量比低石灰粉掺量(4%)要好。另一方面,因上路床只有30cm,其顶面的回弹模量很大程度上还要受到下路床压实状态、模量大小的影响,这也是造成其模量变化较大的原因。 经过生石灰粉处理的石灰土上路床顶面的回弹模量变化在33.9mpa~177.8mpa,剔除特别好的和特别差的数值,实测回弹模量在40 mpa ~140 mpa,平均86mpa,标准偏差36 mpa,按85%的概率考虑实测值的波动界限,回弹模量可取值50mpa。该值既未考虑模量随龄期的继续增长,也未考虑不利季节模量的降低。

3、 石灰土路基的弯沉测定

石灰土路基上路床施工完毕,进行弯沉测定是相当重要的。弯沉值能够反映路基结构的整体强度、施工质量。弯沉测定比模量测定更快速简便。通过弯沉测定可以反算路基上路床顶面的回弹模量值,以决定是否维持或更改原路面结构的设计,或根据原设计模量值,检查和控制施工水平和施工质量。

为利用弯沉值评价石灰土路基的强度状况,建立弯沉与回弹模量之间的关系是必要的。

对于未经处理的土路基,按照现行规范,其弯沉和模量的关系有三种计算公式可作参考:

1) 理论公式:

e0=1000×2pd/l0×(1-m02)a0 (7-1)

《公路沥青路面设计规范jtj014-97》

2) 根据全国各地经验关系式汇总:

e0=2430l0-0.7 (7-2)

《公路沥青路面设计规范jtj014-97》

3) 根据某几段竣工土基上的实测数据回归分析后的关系式:

l0=9308 e0-0.938 (7-3)

《公路路面基层施工技术规范jtj034-93》

以上各式中:e0代表土基回弹模量(mpa),l0代表土基标准车弯沉(0.01mm),p为标准车单轮轮胎接地压强(mpa),(为当量圆半径(cm),(0代表土的泊松比(取0.35),(0为均匀体弯沉系数(取0.712)。

利用以上三个关系式计算时,在e0=40~60mpa时,l0比较接近;或在l0=1.5~3mm时,e0比较接近。

当路基上路床采用生石灰粉处理以后,其弯沉与模量之间是否还能套用土路基的关系式,即使能套用,上述三个关系式哪一个更合适,或者我们可以找到更好的关系式,来反映这种情况下的路基顶面弯沉与模量的关系。

为此,我们在作石灰土路基上路床顶面回弹模量测定时,同时测定了模量测定点的回弹弯沉值。

实测结果显示,石灰土上路床顶面的回弹模量与相应的回弹弯沉具有良好的相关关系(见图7-1),相关系数达到0.95(n=15)。相关关系式为:

l0=28803 e0-1.1382 (7-4)

利用这一关系式,可以对生石灰粉处理的上路床顶面进行弯沉检验时的弯沉指标计算。 图7-2是关系式(7-4)与规范参考关系式(7-2)、(7-3)的对照。

从对照图(7-2)我们发现,在模量较低时与规范关系式(7-2)较接近;在模量较大时,与规范关系式(7-3)较接近。

利用实测关系式(7-4),在相同模量时,计算得到的弯沉值比规范参考公式计算所得大得多;或在弯沉相同时,实测公式计算得到的模量比规范计算公式所得大得多。

4、 石灰处理土的无侧限抗压强度

石灰处理土在碾压以后,一般三天在湿润条件下的强度即可达0.15~0.30mpa。石灰本身并没有强度,石灰土获得强度的原因是其中的石灰逐渐与土的组份起作用而形成新的凝胶化合物结构。土同石灰起作用的两种主要成分是氧化铝和二氧化硅。这一作用是缓慢而长期的,其化学反应式如下:

sio2+x ca(oh)2+n h2o→x cao·sio2·m h2o

al2o3+ca(oh)2+n h2o→cao·al2o3·m h2o

从以上反应式可见,石灰与土在长期化学作用而形成强度过程中,需要许多水分,这是石灰土碾压成型后需要湿润养生的原因。

表7-4是室内不同掺量的石灰土7天、35天、180天饱水抗压强度。试验采用φ7×7试件成型,按最大干密度计算石灰土用料。试件在无侧限抗压前饱水1天。

石灰土随龄期的增长显示于图7-3。

石灰土强度试验结果显示:(1)就无侧限强度而言,并非石灰剂量越高越好,当石灰剂量达到一定程度时,强度反而下降;(2)石灰土后期强度增长较大,6个月时强度仍呈继续增长趋势。

八、 石灰处理过湿土的经济意义

对过湿土采用生石灰粉处理,表面上看,由于掺加了生石灰粉,提高了工程造价,但实际上,过湿土由于采用了磨细生石灰粉处理,可以带来很多经济利益。

1、 生石灰粉处理过湿土可以有效地缩短工期

过去,对于过湿土的处理只能采用换料或翻拌晾晒。更换填料一方面因不能就地取材、就近用料而增加工程费用,另一方面,上海地区周边的土源天然含水量均很高,实际上都是过湿土,无料可换,一般只能对不良土(如淤泥土等)进行更换。翻拌晾晒需要时间,影响工期,尤其是上海雨水较多的情况下,翻拌晾晒难度更大,对工程影响更甚。有时候,为了获得符合规定要求的含水量,常常需要等待几个月,甚至半年,这也是过去上海一直采用轻型压实标准的缘故。

随着重型压实标准的提出,翻拌晾晒难度更大。采用生石灰粉处理以后,对土的含水量要求不再苛刻,一般只要有3~5天的下雨间隙,石灰土施工即可正常进行,从而大大地缩短了施工工期。生石灰处理含水量大。

在上海城市外环线道路工程一期路基施工时,正值上海几十年未遇的雨水高峰。从1997年10月下旬至次年5月,正值路基准备施工时,下雨过程一直不断,且多为大雨和暴雨,

石灰土
篇三:生石灰处理含水量大

摘 要:通过室内试验,分析石灰稳定土最大干密度与龄期的关系,提出了不同龄期石灰稳定土的最大干密度标准,为石灰稳定土的TRANBBS施工、检测、质量评定提供指导。 关键词:石灰土 干密度 龄期 试验

1 前言

石灰土施工目前已基本形成了一套较为成熟的施工工艺,通常的程序为“取土坑闷生石灰→降低含水量→改善土性→运至路基→二次加灰→粉碎晾晒、碾压成型”,但石灰土的最大干密度、灰剂量随着闷灰时间的长短而发生变化,给质量检测带来了一定的难度,即如何合理地确定各种闷灰龄期石灰土的最大干密度、灰剂量标准。我们根据目前石灰土施工的通常情况,通过试验,得到了部分石灰土的最大干密度以及灰剂量随时间变化的关系。 2 工程实况

苏嘉杭高速公路(江苏段)先导试验段位于吴江市,全长5公里,沿线取土坑土的部分TRANBBS技术参数见表1。

3 石灰土施工工艺简介

石灰土施工,首先在取土坑挖方、掺3%~5%的生石灰、打堆闷料,时间一般在7~20天左右,过湿土和石灰发生反应,使土体颗粒松散,土的性质改变,土的含水量、塑性指数降低,土体易于粉碎,然后闷灰土运至路基,根据灰剂量检测,确定是否满足TRANBBS设计灰剂量,若石灰衰减前的灰剂量小于设计剂量,则需进行第二次加灰,加灰时必须均匀地播撒,然后及时完成路基处理及成型。

4 石灰土成型机理

石灰稳定土中的火山灰反应是土中活性硅、铝物质与石灰提供的游离钙之间的化学反应。石灰与土的离子交换作用、絮凝团聚作用,加上石灰本身的剥离、结晶和碳化作用,使稳定土在结构上发生了明显的变化,土颗粒“丛生”在一起,成为颗粒较大的“聚集体”,稳定土的密度也随之发生了变化。

5 室内试验及结果分析

通常规范表述的室内石灰土最大干密度试验是将称量好的石灰与土在室内拌和并闷料处理24小时后即进行击实试验,而实际施工中,石灰土从掺灰、成型至质量检测的时间通常是不相同的,一般有以下几种影响因素:

(1)取土坑过湿土进行了闷生石灰处理。

(2)路基土掺灰后,没有及时碾压成型。

(3)由于气候、土质等的原因,掺灰土降低含水量的时间较长。

(4)掺灰土返工。

(5)质量检测的时间较长。

显然,施工中石灰与土拌和超过一段时间后,其最大干密度与室内试验所标定的最大干密度存在差异,室内干密度一般高于现场灰土的最大干密度,这种现场施工与室内试验的差异导致现场压实度较难达到压实标准。在目前尚无相关规范可遵照执行的情况下,笔者围绕两方面的内容做了一些试验,以寻求石灰土灰剂量随时间衰减及最大干密度随时间降低的规律。 为了保证最大干密度随时间降低曲线的正确性,在对各层次的土取样后,对各层次的土样深度按土层厚度比例掺入,比例为1:1:2,在含水量达到14%~20%左右掺入5%、6%、10%的石灰闷料,按不同的闷灰天数,即1天、7天、10天、15天、20天、30天,在闷灰到期前1天,用EDTA滴定石灰剂量,即可得出5%灰土的灰剂量随时间衰减的曲线,为了保证曲线的准确性,还应做3%石灰土的衰减试验,试验结果见表2和图1。在闷灰到期后,分别做标准击实试验,试验结果见表3和图2。生石灰处理含水量大。

为了检验最大干密度随时间降低的正确性,笔者针对K83+153~K83+400路段(90区)

在现场准备了5%、6%、10%灰土样品进行室外露天条件下闷灰,闷灰时间为30天,30天后进行标准击实,试验结果见表4。通过对表4中两种条件下的30天闷灰龄期最大干密度的比较,可以看出施工现场闷灰30天的石灰土?熏其最大干密度发生了一定程度的降低,即比室内闷灰30天的最大干密度要小。究其原因主要是由于室外自然条件下闷灰与室内塑料簿膜闷灰相差较大,土性变化情况不尽相同。

6 质量控制与检测

目前,规范中通常的检测方法是,对施工现场成型好的石灰土,按环刀法或灌砂法随机抽查几处压实度,同时从取样中取适量灰土,用作制备溶液,进行灰剂量测定,然后将实测结果,即干密度、灰剂量与最大干密度、设计灰剂量进行比较计算,从而判定该石灰土施工段落合格与否,其中不考虑灰土成型的周期长短和灰剂量的衰减。

本次试验的目的是希望质量监督、建设、监理、施工单位统一标准。建议日常检测中,灰剂量衰减可以参考表2的结果?熏密度检测应根据该灰土闷灰起始日及检测日期来确定最大干密度标准,目前,石灰土从闷灰至成型的周期长短不一,短则10天,长则30天左右,造成了各级检测部门在质量抽查时,难以掌握灰土干密度标准。从本次试验看,一般来说,对于闷灰龄期达到10、15、20、30天的石灰土,建议其最大干密度标准应分别降低1%、2.5%、

3.7%、4.5%。对于某一闷灰龄期石灰土的灰剂量、干密度标准也可通过查图1和图2用内插法确定,这在一定程度上提供了科学、合理的检测依据。

7 小结

本次试验结果仅代表部分路基施工路段,对于诸如砂性土或其他土质是否适用,不能一概而论。笔者建议,若能将该类试验交由专门检测机构或科研院校作专题研究或试验,以更好地寻找规律,掌握科学准确的数据,为工程建设提供准确的指导意见,那无论对提高工程质量、加快工程进度,还是控制建设费用,均将产生积极的影响。

4.2.1 一般规定

1.灰土垫层应采用熟化石灰与黏土(或粉质黏土、粉土)的拌和料铺设,其厚度不应小于100mm。

2.熟化石灰可采用磨细生石灰,亦可用粉煤灰或电石渣代替。

3.灰土垫层应铺设在不受地下水浸泡的基土上,施工后应有防止水浸泡的措施。

4.灰土垫层应分层夯实,经湿润养护、晾干后方可进行下一道工序。

5.有运输车辆和机械设备的车间地面灰土垫层工程,应符合本规程地基基础施工工艺规程地基处理灰土垫层工程。

4.2.2 施工准备

1.材料要求

(1) 熟化石灰:应采用生石灰块(石灰中的块灰不应小于70%),在使用前3~4d洒水粉化,并加以过筛,其粒径不得大于5mm,并不得夹有未熟化的生石灰块,亦不得含有过多的水分。熟化石灰亦可采用磨细生石灰,并按体积比与黏土拌和洒水堆放8h后使用。

(2) 黏土:宜采用就地挖出的土料,但不得含有有机杂质。使用前应过筛,其粒径不得大于15mm。

(3) 灰土拌合料的体积比为2:8或3:7(熟化石灰:黏土)。

(4) 熟化石灰可用粉煤灰或电石渣代替作垫层,其粒径不得大于5mm,拌合料的体积比应通过试验确定。

参考资料:

回答者: hzk022 - 经理 四级 4-24 08:52

4.2.1 一般规定

1.灰土垫层应采用熟化石灰与黏土(或粉质黏土、粉土)的拌和料铺设,其厚度不应小于100mm。

2.熟化石灰可采用磨细生石灰,亦可用粉煤灰或电石渣代替。

3.灰土垫层应铺设在不受地下水浸泡的基土上,施工后应有防止水浸泡的措施。

4.灰土垫层应分层夯实,经湿润养护、晾干后方可进行下一道工序。

5.有运输车辆和机械设备的车间地面灰土垫层工程,应符合本规程地基基础施工工艺规程地基处理灰土垫层工程。

4.2.2 施工

回答者: YHNUJMIKOLPA - 试用期 一级

生石灰很危险。怎么可能去公路路基填筑呢,只能是熟石灰了。

回答者: glj2426 - 助理 二级

消石灰

回答者: 江山易改3043 - 助理 三级

当然是消石灰

回答者: 领域囹圄 - 见习魔法师 三级

这是有争议的问题

1.1争议之一:内掺与外掺

根据《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)4.1.2条款的规定:“石灰剂量以石灰质量占全部粗细土颗粒干质量的百分率表示,即石灰剂量=石灰质量/干土质量”;但在《公路工程预算定额》石灰土中对石灰用量的计算,则是以混合料重×灰剂量=生石灰质量,即灰剂量=石灰质量/干混合料重量;根据上述则可以看出,施工规范的定义明显是外掺,即10%石灰土=10g灰/100g干土,那么混合料则是110g,而根据预算定额的计算方法则为内掺:10%石灰土=10g灰/(90g土+10g灰),干土重量为90g而非100g。就外掺法的灰剂量换算为内掺的灰剂量,则为10/110=9.09%,与10%比较,则相差近1个百分点。

1.2争议之二:生石灰还是消石灰

施工技术规范中只写是石灰/干土,而对石灰是消石灰还是生石灰的界定却很模糊,而预算定额中则明确提出用量为生石灰用量,根据经验数据,1m3消石灰需要428.4kg生石灰(生石灰中50%块,50%粉末),消石灰的松方干密度为550 kg/ m3,那么可以计算,掺生石灰与掺消石灰的系数:550/428.4=1.28,所以在施工过程中,监理工程师往往会要求按式

m=v×ρ干×i%

m—掺灰质量

v—混合料压实体积

ρ干—混合料最大干密度

4-26 16:38 4-26 09:53 4-25 17:05 4-25 12:33

i%—设计灰剂量

计算的石灰数量后,再乘以1.2左右的一个系数后作为应掺加的消石灰用量,而施工单位则不能接受,这也是争议之一。

但是实验证明,生石灰有很大的膨胀性,所以一般来讲要消解的。

目前常用的石灰土主要有两种,一般把路面底基层的石灰土称之为石灰稳定土,而把路基填筑的石灰土称之为掺灰处理土。其根本区别在于石灰稳定土作为路面底基层有强度指标的要求,因此设计灰剂量一般均为12%左右,而路基掺灰土掺灰量较少,一般为4%-8%,其目的一是降低土的含水量缩短工期,二是降低土的塑性指数(砂化),以利施工粉碎,其主要的指标是压实

道路软基处理尽可能早期进行,有充分的间隔时间使软基达到沉降稳定后方可进行填土施工。下面介绍软基处理的四种方法:

1 表层处理法

表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法,提高地表强度,防止地基局部剪切变形,保证施工机械作业;同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有:表层排水法,砂垫层法,敷设材料法,添加剂法等等。

1.1 表层排水法

对土质较好因含水量过大而导致的软土地基,在填土之前,地表面开挖沟槽,排除地表水,同时降低地基表层部分的含水率,以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果,应回填透水性好的砂砾或碎石。

设计、施工注意事项

①沟槽的布置 沟槽布置要考虑利用地形自然坡度排水;填土沉降要注意坡度的变化;不使来自四周挖方部位的地表水、渗透水浸入填土;沟槽的间隔要尽可能加密,以增大排水能力,即使有部分沟槽被切断也不会妨害整体排水。

②沟槽的构造 沟槽尺寸一般取宽0.5m,深0.5~1.0m。填土之前在沟槽内用透水良好的砂(砂砾)回填成为盲沟。纵向盲沟一般沿道路纵向或中央纵向开挖,横向盲沟一般间距10m~15m布置。沟槽内埋设多孔排水管时,必须用优质反滤层加以保护。 1.2 砂垫层法

对于地基上部软土层极薄且含水量大时,在软土地基上敷垫0.5~1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层,使砂垫层起到上部排水层作用;同时,砂垫层又成为填土内的地下排水层,以降低填土内的水位;在进行填土及地基处理施工时,为施工机械提供良好的通行条件。

1.2.1 设计 如采用机械施工,在确定砂垫层厚度时,应考虑机械的重量,轮胎对地面接触压力,偏心程度及软土地基表层强度等。表1为砂垫层标准厚度。

在极软地基上,仅用砂垫层来确保大型施工机械的通行,往往需要较厚的砂垫层,是不经济的,所以常与表层排水或敷垫材料等法并用。

填土面积大且排水距离长,预计有多处地下水渗出时,若仅用山砂作砂垫层,不能获得充分排水效果,应采用设置盲沟,砂垫层内的排水距离宜短不宜长。

1.2.2 施工 砂垫层施工时应设放样板。摊铺作业一般采用自卸汽车与推土机联合操作。要尽量做到均匀一致。用透水性差的粉土作填料时,其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖,就有可能妨碍侧向排水,因此对砂垫层的端部要妥善处理。

1.3 敷垫材料法

对于地基土层不均匀,可能发生局部不均匀沉降和侧向变位,可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力,来增强施工机械的通行,均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位,以提

高地基的支承能力。

敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等被广为采用。

设计、施工注意事项

①应注意地基表层强度,施工机械重量,以及填土荷载大小和宽度等,据以选用合适的敷垫材料。

②施工机械通过区域,使局部地段产生较大的拉压力,应作特别的补强。

③敷垫材料四周应超过填土边缘,端部卷入填土内,上面用填土压紧。

④在特别软的地基上进行第一层填土时,可使用放置干筏上的手摇传送带撒铺,有时也用皮带抛射式撒砂机撒铺。

⑤第一次撒布厚度应尽可能薄些,并要求用透水性好的河砂为材料。含砾石时,要注意不使其损坏敷垫物。

1.4 添加剂法

对于表层为粘性土时,在表层粘性土内渗入添加剂,改善地基的压缩性能和强度特性,以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。

添加材料通常使用的是生石灰,熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌,除了降低土壤含水量、产生团粒效果外,对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结,使粘土成分发生质的变化,从而促进土体稳定。

设计、施工注意事项

①生石灰消解程度的判断 生石灰消解过程伴随体积膨胀,在此期间进行碾压,不可能获得预期效果。因此在固结时要掌握发热温度、准确判断消解结束时间。

②添加材料的配比设计 添加材料的适当剂量,要根据所处理的土质,施工方法和试验配比的结果来决定。一般有改良土、石灰土、水泥稳定土较为常用。改良土是利用现场地基土掺石灰(一般含灰6%)后再次利用,其施工方便、造价低;石灰土是用黄土掺石灰(一般含灰10%~12%)后使用,其造价较改良土要高;水泥稳定土是用

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