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雨季湿软路基的施工技术研究

2021-10-30邓元兵

智能城市 2021年18期
关键词:生石灰含水量压实

邓元兵

(雅安市名山区公路养护管理段,四川雅安 625000)

雅安市地处四川盆地西缘,一年超过200 d降雨,年均降雨量达1 800 mm,雨季时节较长,为路基施工带来困扰。生石灰处置湿软填土是现代公路路基处置过程中常用的一种方式,具有整体施工工艺简单、处治速度快、成本低等多项特点,在湿软路基施工中可以得到广泛应用。

1 雨季路基施工引起的各种问题

(1)雨季公路路基施工,降水多,在路基处可能会产生大量积水,降低路基强度、承载力,在压力较大情况下,路基受压力影响会发生变形。雨季施工容易遭受雨水冲击,进而出现大量坑洼问题,影响平整度[1]。雨水渗透会降低路基密度,发生大量渗透现象,路基变得松散,影响工程质量。

(2)下雨会对公路路基施工进度产生影响,实际施工期间应尽量避免在雨天开展,特别是关键公路干线,对工程建设工期有要求,部分工程建设必须在雨季施工,追赶工期,确保工程能够在工期内竣工。在该情况下,必须严格依据雨季路基施工质量具体控制要求开展施工,最大限度减少雨季对工程进度造成的不良影响[2]。

(3)公路路基施工与其他项目工程相比,安全性较高,但在实际施工期间会应用大量大型机械设,常用的机械设备有摊铺机、压路机等。这些设备在雨天应用,表面摩擦力降低,下雨也会降低各项机械灵敏度,容易引发事故,威胁施工人员安全,公路工程施工时必须做好安全管理[3]。

2 生石灰处治湿软填土的意义

在雨季路基施工过程中采用生石灰处治湿软填土,可以提供公路路基填筑质量,加快公路工程建设时的施工进度。在确保公路工程项目整体建设工期能够达到要求基础上,具有良好的社会效益与经济效益,且方便压实作业。

(1)社会效益。

现代公路规模不断扩大,工程施工会受到环境、市场、施工人员技术等多项因素影响,同时工程规模较大,经常需要在雨季施工。分析以往大量公路工程的施工经验,雨季路基施工经常会由于降雨出现反弹、翻浆等各种问题,因填土含水量过高无法及时完成项填筑作业,导致施工现场出现泥泞湿滑等各种问题,加大了工程施工难度,也对工程竣工后的质量造成不良影响。在公路路基施工作业开展期间,合理应用生石灰处置技术,能够加快工程施工进度,确保工程在工期内竣工,生石灰具有板结作用以及良好的防渗能力。完成填筑作业后,路基具有较好的排水能力和强度,可以大幅度降低保通压力,满足公路工程施工进度,保障交通畅通性的具体要求,提供良好的交通环境,方便人们出行[4]。

(2)经济效益。

在公路工程建设中,雨季生石灰处置湿软填土应采用大量的额外生石灰,可以确保雨季路基施工填筑质量达到设计要求标准,延长公路使用年限,也减少了雨季路基施工引起的质量问题的后期养护费用。在施工过程中,可以提高路基施工效率,缩短施工期限,节约人工、机械等成本。

3 公路路基雨季施工要点分析

3.1 施工准备

公路路基施工期间为了提高工程施工质量和进度,施工前为了应对降雨,应做好准备作业。

(1)设立独立部门,由其负责施工安全和质量管理。雨季施工需要考虑的内容较多且复杂,设立专门机构负责该项工作,可以针对雨季施工制定合理方案,为后续施工开展提供支持。

(2)提前做好相应调查作业,完成数据的收集与整理,施工开展前,由专人对施工区域天气进行统计,分析各项数据,了解施工现场可能出现的各项天气,依据天气制定相应解决方案,发生降雨时能够根据相应对策对问题进行解决,提高公路路基质量。

(3)勘察地形特点,掌握降雨可能对施工带来的影响,确保施工作业顺利进行,提高工程质量。

(4)排查施工区域的排水系统,做好布置与设计工作,一旦发生降雨,可以快速反应,避免无法及时将积水排出,影响公路路基质量。应及时清理施工现场的各种垃圾,以免对环境造成污染。

3.2 路基填筑

(1)在充分考虑施工周期降雨量基础上选择施工材料,了解材料能够承受的冲刷能力,通常选择碎石子或砂砾石作为材料,这类材料与黏性土相比,硬度更大,可以降低施工难度,提高公路路基质量。

(2)提前做好填筑路堤排水沟施工。

3.3 安全措施

(1)人员安全。

雨季施工,施工人员需要准备防雨工具,避免长时间在下雨条件下施工,时刻注意周围环境,避免发生安全事故。

(2)材料和设备安全。

施工现场不可堆积材料,对于沥青搅拌场,应做好防水和排水作业,保证材料质量能够满足施工要求,对于施工现场采用的设备需要及时检修、烘干,避免积水损坏设备。

4 生石灰处治湿软填土方法与原理

4.1 工艺流程

施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

4.2 工艺管理

公路路基施工期间会应用到大量材料,生石灰是其中重要的一种无机胶凝材料,材料的主要成分是氧化钙,还含有一定量的氧化镁和硫酸钙。相关研究结果表明,湿软土中掺入一定量的生石灰能够发生一系列反应。

反应内容如表1所示。

表1 湿软土中掺入生石灰发生的一系列反应

通过相应反应会使湿软土性质发生改变,湿软土发生结团,液塑限增大、最佳含水量增大,形成结晶结构,提高板体稳定性和强度,提升公路工程整体质量。

4.3 确定生石灰掺量

生石灰处治土施工期间,施工人员在工作开展期间通常容易忽视分析生石灰土机制理论,经常依据已有的试验经验和现场具体情况,随意进行生石灰掺量,这种方法在具体应用过程中,缺少大量理论支持,并且具有一定偶然性,难以保证生石灰处置土达到最佳含水量,无法确保处置土的最终压实度能够达到标准要求[5]。

在分析的公路试验段,在雨季期间采用生石灰处置施工作业开展前,项目组织人员应研究生石灰处置软土机制。

(1)在湿软填土中掺入一定量的生石灰,土体干料比重加大,湿软填土中含水量减少。

(2)掺入湿软填筑中生石灰,其中的氧化钙会与土地中水发生化学反应生成氢氧化钙,减少湿软填土中水分的整体含量。

(3)生石灰与湿软土发生反应会释放一定热量,使周围土地温度升高,加快水分蒸发速度,水分的蒸发总量会随着加入湿软土中的生石灰量增多而加大[6]。施工现场光照、温度、空气等各项因素都会对水分蒸发造成一定影响。

(4)湿软土中加入生石灰后,干密度降低,最佳含水量加大,随着加入的生石灰含量的增多,最佳含水值变大。国内东部一高速公路项目路基施工过程中,采用石灰掺加剂量6%、处置深度60 cm时,最大干密度为1.61 g/cm3、最佳含水率21%,测试结果达到设计要求[7]。

4.4 平整压实

压实作业就是采用外力将土中的空气排出。土地中含水量超出了最佳含水量,难以达到规范规定的压实度。连续施加压力,一方面可以提高压实度,另一方面可以使土体产生剪切破坏发生“弹簧”现象[8]。将石灰粉掺入湿土中,减少土地含水量,提高内摩擦阻力,增强土粒表面分散增强,使土粒容易产生相对位移,达到施工作业开展的压实度。

5 结语

公路路基施工过程中会使用多种施工技术,生石灰处置湿软填土技术作为施工中一项重要技术,通过对该项技术的合理应用,一方面可以提高雨季公路路基施工作业开展的效率和进度,确保公路工程建设整体施工进度满足业主要求,提高公路工程施工企业的社会形象,另一方面可以提高公路路基填筑质量。在日后公路工程建设中,应进一步加强对生石灰处置湿软填土技术的研究,提高技术先进性、降低施工难度、节约成本、缩短工期。

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