青海黃土地區(qū)水泥改良路基施工工藝研究

郎衛(wèi)軍+++董錯(cuò)+++朱春明

摘 要：隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，青海地區(qū)公路建設(shè)由于沉降問(wèn)題，黃土改良填料填筑路基將是急需解決的技術(shù)難題。文章根據(jù)試驗(yàn)室土工試驗(yàn)結(jié)果選取6%水泥土配合比，對(duì)青海黃土地區(qū)公路路基施工工藝進(jìn)行了研究。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)水泥改良路基含水率、壓實(shí)度及沉降觀測(cè)進(jìn)行了分析研究，得出了水泥改良路基施工的變化規(guī)律，結(jié)果顯示6%的水泥土配合比滿足施工控制要求，表明黃土地區(qū)水泥改良路基施工具有良好的適用性和可靠性，對(duì)治理黃土地區(qū)路基工程具有重大的研究?jī)r(jià)值與實(shí)踐推廣意義。

關(guān)鍵詞：黃土地區(qū)；水泥改良黃土；路基；試驗(yàn)；施工工藝

引言

隨著我國(guó)新一輪西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)等各類工程的發(fā)展，在對(duì)黃土力學(xué)及工程性質(zhì)方面，我國(guó)西北地區(qū)集中了一批專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了全面、系統(tǒng)和深入的研究。目前，青海地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度在不斷加大。位于青海省公路建設(shè)由于沉降問(wèn)題，公路路基濕陷性黃土改良施工更顯得尤為重要，尤其對(duì)路基填料及路基填筑要求方面，考慮到不同地區(qū)地質(zhì)條件的不同，黃土改良填料填筑路基將是急需解決的公路路基施工技術(shù)難題。常用的黃土改良方法有摻入水泥、石灰、粉煤灰、水泥+石灰、水泥+粉煤灰、石灰+粉煤灰和化學(xué)改良劑等，本文結(jié)合青海省路基濕陷性黃土實(shí)際狀況，選用技術(shù)成熟、改良性質(zhì)較為穩(wěn)定、成本低的水泥作為改良路線，通過(guò)試驗(yàn)手段對(duì)黃土地區(qū)水泥改良路基施工工藝研究進(jìn)行討論。

1 工程概況

青海省大湟平項(xiàng)目路線總長(zhǎng)約110.57km，沿線濕陷性黃土分布廣泛，主要分布于中低山頂部，黃土峁及斜坡、河流階地、沖洪積扇地區(qū)上部及部分小面積殘余的高階地上部，全線有濕陷性黃土共63.83km/83段，占路線總長(zhǎng)57.7%。按照《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）的規(guī)定，黃土濕陷性等級(jí)可按自重濕陷量和濕陷量的計(jì)算值綜合判定，分為Ⅰ級(jí)（輕微）、Ⅱ級(jí)（中等）、Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）、Ⅳ級(jí)（很嚴(yán)重）四種類型。按照規(guī)范濕陷性等級(jí)評(píng)價(jià)方法，本項(xiàng)目路線所經(jīng)過(guò)的濕陷性黃土路段中，I級(jí)非自重濕陷性黃土共43.99km/57段，II級(jí)自重濕陷性黃土共13.98km/18段，III級(jí)自重濕陷性黃土共5.87km/8段。

2 施工方案

依托大湟平公路工程，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)選取試驗(yàn)段驗(yàn)證黃土改良技術(shù)的實(shí)用性。根據(jù)黃土改良施工工藝研究成果，應(yīng)用到試驗(yàn)段中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)段完成后，進(jìn)行長(zhǎng)期沉降觀測(cè)和彎沉測(cè)試，判定路基的穩(wěn)定性，從而為改良黃土大面積推廣應(yīng)用后的現(xiàn)場(chǎng)施工和工后的運(yùn)營(yíng)安全提供決策依據(jù)，同時(shí)反過(guò)來(lái)驗(yàn)證改良黃土的可行性和安全性，不斷改進(jìn)和優(yōu)化黃土的改良方案。

試驗(yàn)路段沿線路縱向每隔固定距離設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面，在線路中心設(shè)沉降板，兩側(cè)路肩各設(shè)觀測(cè)樁，路基鋪筑完成后，根據(jù)沉降的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律及沉降大小確定每個(gè)階段的沉降觀測(cè)頻次，定期觀測(cè)路基填土施工期間地基與堤身的沉降變形以及路堤坡腳邊樁位移與沉降。路基施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，沉降觀測(cè)持續(xù)時(shí)間大于6個(gè)月，然后根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制沉降曲線，以此判斷試驗(yàn)段的沉降是否正常與穩(wěn)定性是否滿足要求。

3 試驗(yàn)備料

根據(jù)試驗(yàn)室土工試驗(yàn)結(jié)果選取6%水泥土配合比，按照外摻法計(jì)算需要摻入的水泥用量，結(jié)合施工進(jìn)度按需進(jìn)購(gòu)水泥并按照標(biāo)準(zhǔn)化施工要求進(jìn)行存放。

水泥用量按外摻法，每壓實(shí)1m3水泥土用水泥量約為：M=（1.87*1000/1.06）*0.06=105.85kg；試驗(yàn)段壓實(shí)22cm厚每平米水泥用量約為105.85/（1/0.22）=23.287kg；試驗(yàn)段壓實(shí)22cm厚每平米土用量約為（1870/1.06）/（1/0.22）=388.113kg。

4 試驗(yàn)段檢測(cè)結(jié)果

4.1 含水率

試驗(yàn)段施工過(guò)程中，對(duì)試驗(yàn)段原狀土樣和水泥土土樣進(jìn)行含水率檢測(cè)，通過(guò)對(duì)多組原狀土樣品含水率進(jìn)行測(cè)試其平均值為18.4%，對(duì)配合比6%的水泥土樣品進(jìn)行測(cè)試其含水率平均值為15.9%，滿足施工控制要求。

4.2 壓實(shí)度

為確定壓實(shí)遍數(shù)，試驗(yàn)段施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)每遍取12個(gè)測(cè)點(diǎn)通過(guò)碾壓進(jìn)行壓實(shí)度跟蹤檢測(cè)，碾壓步驟具體如下：

（1）先用壓路機(jī)靜壓和弱振，先壓兩側(cè)（即靠路肩部分）后壓中間，根據(jù)靜壓后的表面壓實(shí)情況，對(duì)低洼地段人工補(bǔ)料，使表面達(dá)到均勻壓實(shí)的程度。

（2）然后用重型壓路機(jī)進(jìn)行第一遍和第二遍振動(dòng)壓實(shí)。

（3）進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，如壓實(shí)度滿足要求，再進(jìn)行一遍靜壓；如壓實(shí)度不滿足要求，則重復(fù)第二步程序，每次強(qiáng)振碾壓之后進(jìn)行一次壓實(shí)度檢測(cè)，直至壓實(shí)度檢測(cè)合格后停止強(qiáng)振。

從壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果可知，隨著碾壓次數(shù)的增加，測(cè)點(diǎn)的平均壓實(shí)度呈增大趨勢(shì)，在振動(dòng)碾壓6遍時(shí)壓實(shí)度可達(dá)96%以上，滿足94%的壓實(shí)要求。

4.3 沉降觀測(cè)

在施工完第二層水泥土后埋設(shè)沉降觀測(cè)板，沉降觀測(cè)板設(shè)置在距路線中心線6m處，每隔20m左右對(duì)稱埋設(shè)1對(duì)，每層施工完成后反開(kāi)挖安裝沉降觀測(cè)管。路基施工完成后每7天觀測(cè)1次沉降情況，截至目前水泥土試驗(yàn)段沉降量隨時(shí)間的變化在觀測(cè)前期沉降變化較緩，然后沉降變化緩慢增加，在觀測(cè)后期沉降變化趨于穩(wěn)定。

依據(jù)設(shè)計(jì)文件，路基允許的工后沉降量最大為30mm，由觀測(cè)結(jié)果分析，路基施工至122天平均沉降量為11.0mm，目前已趨于平緩狀態(tài)，滿足要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)室土工試驗(yàn)結(jié)果選取6%水泥土配合比，按照外摻法計(jì)算水泥用量進(jìn)行青海黃土地區(qū)水泥改良路基，測(cè)試其含水率平均值為15.9%小于原狀土樣品的18.4%含水率，滿足施工控制要求。

（2）試驗(yàn)段施工過(guò)程中，通過(guò)碾壓進(jìn)行壓實(shí)度跟蹤檢測(cè)，從壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果可知，隨著碾壓次數(shù)的增加，測(cè)點(diǎn)的平均壓實(shí)度呈增大趨勢(shì)，在振動(dòng)碾壓6遍時(shí)壓實(shí)度可達(dá)96%以上，滿足94%的壓實(shí)要求。

（3）在沉降觀測(cè)前期變化量很小，維持在1mm左右，然后沉降變化緩慢增加，路基施工至122天平均沉降量為11.0mm，在觀測(cè)后期沉降變化幾乎趨于穩(wěn)定，維持在12mm。依據(jù)設(shè)計(jì)文件，路基允許的工后沉降量最大為30mm，滿足沉降要求。

（4）由于水泥改良濕陷性黃土后板結(jié)性強(qiáng)，防水性較好，含水率、壓實(shí)度及沉降量在路基施工中表現(xiàn)較好，表明黃土地區(qū)水泥改良路基施工具有良好的適用性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

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