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浅谈石灰改良土对路基弯沉值的影响

2019-10-21靳峰

装饰装修天地 2019年8期
关键词:压实度

靳峰

摘    要:潍坊港中港区东作业区#18-#19泊位后方疏港二路为吹填土形成,地层为冲填土、粉砂,地基承载力较低,液化等级为中等,地基处理采用无填料振冲和满夯施工工艺,经检测压实度和地基承载力均达到设计指标,但路基弯沉值检测达不到设计要求,探讨通过石灰改良土工艺提高路基强度和稳定性。

关键词:石灰改良土;压实度;弯沉值

1  引言

生石灰加到粉质砂土中,既能吸收土中多余水分,又能反应生成有显著胶结能力的二氧化钙,使松散状粉质砂土转为有粘性的复合土层,即改良土层,经压实后,具有较高的强度和良好的稳定性,同时生石灰的酸化作用使路基土层获得长期的强度储备,确保路基在使用中具备足够的强度和稳定性。

2  工程概况

潍坊港中港区东作业区#18、#19滚装泊位工程疏港二路项目,位于潍坊港中港区南大堤以北,道路设计起点位于南大堤,向北延伸至#19泊位码头前沿,设计全长1130.036m,道路总宽度为50m,路面面层为水泥混凝土高强连锁块,并配套建设道路照明、排水、码头通信、给排水等工程。

疏港二路设计道路总宽50m,横断面布置形式为(自左至右):3m(人行道)+0.75m(路缘带)+5×3.75m(行车道)+0.5m(路缘带)+4m(中分带)+0.5m(路缘带)+5×3.75m(行车道)+0.75m(路缘带)+3m(人行道)。道路全线路拱横坡度为2%;人行道横坡度2%,坡向行車道。

疏港二路采用高强混凝土联锁块路面,路面结构如下:

设计道路路面结构层总厚度95cm,自上而下分别为:10cmC50高强混凝土联锁块面层+5cm中粗砂垫层+20cm水泥稳定级配碎石上基层+20cm水泥稳定级配碎石下基层+40cm厚石碴垫层。

由于路基均为吹填形成,吹填土主要为粉土、夹粉薄砂,局部为淤泥,因此需对软基处理后的路基顶面往下0.3m厚(路基范围内)的吹填土进行掺石灰改良(石灰掺量8%)。

3  石灰改良土施工工艺

3.1  土基处理设计标准

(1)地基承载力:地基承载力特征值≥150kPa;

(2)沉降要求:容许工后沉降≤0.5m;

(3)压实度≥93%;

(4)路基顶面交工验收弯沉值 LS= 310.5 (0.01mm)。

疏港二路地基处理采用无填料振冲法(振冲点间距为2.4m,处理深度10.0m,且达到原海底面以下1.0m),振冲完成后对场地进行碾压、整平,最后采用1000kN·m夯击能满夯两遍。经压实度和承载力检测均满足设计要求,但土基大部分区域顶面弯沉值达不到设计指标(LS=310.5)。为了解决弯沉值不达标的问题,结合学习东营广利港施工经验,根据本工程吹填土特点,路基掺石灰改良厚度为0.6m(原设计厚度为0.3m),选取K0+160-K0+200西半幅进行8%的石灰改良土试验。

3.2  施工工艺

3.2.1  工艺流程

施工放样→土方开挖→布生石灰→石灰拌合→整平碾压→试验检测。

试验段选在K0+160-K0+200段西半幅,长40m,宽22m,厚 60cm。分两层施工,每层厚度30cm,分两次拌和、整平及碾压。2017年4月3日至7日,进行第一层石灰改良土施工,4月7日至12日进行第二层石灰改良土施工。采用22t压路机稳压2遍,振压4遍。

3.2.2  施工过程

(1)施工放样。试验段控制边线施工放线,用石灰标记,边线处适当放坡,南北方向,两端各放坡2m。

(2)土方开挖。对试验段采用挖掘机进行土方开挖,设计土基顶标高挖深30cm,倒运至土方存放区。每5m测量整平后的高程,用白灰作出基准点,以便后期控制改良土厚度。

(3)布生石灰。基层整平完成后,按照设计掺量、拌和厚度、网格面积计算出每个网格石灰用量(根据试验段土工击实报告数据暂估,8%的石灰改良土最大干密度按1.71,最佳含水率15.1%,碾压完成后压实度不低于93%重新核算)。

计算如下:

每方灰土的干混合料质量M=1710*93%=1590.3kg;

每方灰土中石灰的质量M灰=1590.3*8%/(1+8%)=117.8kg;

灰土总量=40*22*0.6=528m3;

石灰总量:M=528*117.8/1000=62.2t;

每层拌和石灰方量为31.1t。考虑到放坡等的影响,第一层拌和生石灰使用约35t,第二层拌和时生石灰使用约38t。

(4)石灰拌合。按照计算量布石灰采用挖掘机摊平后进行碾压,将大粒径生石灰块压碎,具体拌和情况:路拌机拌和3次,石灰摊平后进行第一次拌和,拌和后用挖掘机粗平,然后覆盖篷布防雨闷料。第一次拌和24小时后用路拌机进行第二次拌和,拌和后,取样进行含水率检测为17.65%;第一次拌和34小时后用路拌机进行第三次拌和,取两组土样进行含水率检测分别为17.5%、16.4%,符合碾压条件,进行整平碾压。拌和过程中石灰改良土均匀,无结团、大块、夹层等现象。

(5)整平、碾压。分两层整平、碾压,每层设计松铺厚度为35cm。

第一层碾压情况:先用挖掘机粗平并初步碾压,然后采用平地机进行刮平,刮平后压路机先稳压2遍,无特殊情况,振动碾压第一遍,轮迹明显;振动碾压第二遍,轮迹明显,部分起皮粘轮;振动碾压第三遍,轮迹减轻,前进时起皮粘轮明显,后退时消除;振动碾压第四遍,轮迹减轻。因第四遍振压时间较晚,视线较差,第二天稳压一遍收面,收面时距路边缘7m处开始出现起皮粘轮现象。

第二层碾压情况:拌和闷料同第一层,在含水率检测分别为16.67%,15.76%,14.90%后,开始整平、碾压。稳压两遍无特殊情况,效果良好。振动碾压第一遍,轮迹1cm左右,土层表面有破碎,碾压至边缘7m处开始出现起皮粘轮现象;振动碾压第二遍,轮迹减轻,全部区域起皮粘轮;振动碾压第三遍,轮迹减轻,土层较干,碾轮中部粘土;振动碾压第四遍,轮迹轻,上层土干裂、分层,破碎较严重(停止碾压,晾晒,防止过振)。

3.3  试验检测

3.3.1  石灰改良土的最佳含水率及最大干密度

通过现场取土样进行击实试验,确定8%石灰改良土的最佳含水率及最大干密度。

3.3.2  压实度检测

(1)第一层石灰土压实度。在试验区取编号1、2、3、4共四个点进行压实度检测,分别为95.6%、97.1%、97.2%、93%,达到设计要求压实度93%。

(2)第二层石灰土压实度。在试验区取编号A、B、C、D共四个点进行压实度检测,分别为95%、93.2%、96.3%、98.8%,达到设计要求压实度93%。

3.3  弯沉值检测

进行弯沉值检测并达到要求。

4  结束语

通过石灰改良土试验段施工(石灰掺量8%,分两层,稳压2遍、振压4遍),上下两层压实度检测结果均满足设计要求(压实度不低于93%),弯沉值检测除边缘车道数值偏高外,其余检测值小于设计值310.5,路基通过石灰改良后对提高土基强度和稳定性有较好效果,虽然短时间内土基强度增长不明显,但石灰改良能使路基土层强度逐渐增加,达到强度的长期储备。石灰改良土施工工序较多,特别是含水率控制在最优含水率条件下进行碾压效果最好,改变路基弯沉检测数值明显,工程造价低,是一种值得推广应用的经济型路基处理方法。

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