34-石灰改良土路堤填筑(080709)

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1、石灰改良膨脹土路堤填筑施工工藝石灰改良膨脹土是利用石灰改良對(duì)土的化學(xué)與化學(xué)－物理作用，以改變土的組織結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、降低土體脹縮、提高土體強(qiáng)度，滿足高質(zhì)量的路堤填筑要求。1工藝特點(diǎn)（1）石灰改良膨脹土施工，機(jī)具設(shè)備配套成度要求較高，施工速度快，質(zhì)量穩(wěn)定，易于控制。（2）石灰消解、灑布易造成環(huán)境污染。2、適用范圍（1）石灰改良膨脹土可應(yīng)用于高速鐵路、公路路基本體不浸水地段填筑。（2）在A、B組填料缺乏地區(qū)，采用石灰對(duì)利用土或借土改良后作路堤填料之用。3工藝原理石灰改良的工作機(jī)理一般認(rèn)為有：3.1化學(xué)與物理-化學(xué)作用一是離子交換作用，即石灰中鈣、鎂離子置換土中鈉、鉀離

2、子，或吸收作用，導(dǎo)致離子單位重量增加。膨脹土與石灰接觸后，這一離子交換作用立即發(fā)生，使得膠體吸附層減薄，從而使粘土膠狀顆粒發(fā)生凝聚，粘膠力的親水性減弱，細(xì)顆粒產(chǎn)生絮凝和凝沉，形成較大的集力或積聚體。二是碳酸化作用，即石灰中Ca（OH）2吸收CO2形成質(zhì)地堅(jiān)固、水穩(wěn)性好的CaCO3晶體。這一結(jié)晶作用使得土的膠結(jié)得到加強(qiáng)，從而提高了石灰土的后期強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，碳酸化學(xué)反應(yīng)只有在水的條件下才能進(jìn)行，在干燥的碳酸氣作用于完全干燥的石灰粉末時(shí)，碳酸反應(yīng)幾乎停止，說(shuō)明這種作用需用水。三是結(jié)晶作用，在石灰土中除了一部分Ca（OH）2發(fā)生碳酸化反應(yīng)外，另一部分則在石灰土中自行結(jié)晶Ca（OH）2+n

3、H2O→Ca（OH）2.nH2O由于結(jié)晶作用，Ca（OH）2膠狀體逐漸變成晶體，這種晶體能互相作用與土結(jié)合成晶體，從而把土粒膠結(jié)成整體，提高了石灰土的水穩(wěn)定性。四是灰結(jié)作用，即膨脹土加灰后，使土呈堿性，在堿性環(huán)境中石灰與土中的氧化鋁逐漸硬結(jié)，即：火山灰作用——活性硅產(chǎn)品礦物在石灰的堿性激發(fā)作用下離解，并在水的參與下Ca（OH）2反應(yīng)生成含水的硅酸鈣和鋁酸鈣，即：SiO2?+XCa（OH）2+nH2O→XCaO·SiO2·nH2OAl2O3+Ca（OH）2+nH2O→CaO·Al2O3·nH2O火山灰反應(yīng)是在不斷吸收水份的情況下逐漸形成的，因而其具有水硬性質(zhì)。另外，石灰本身會(huì)產(chǎn)生消化

4、反應(yīng)。CaO生成Ca（OH）2后體積增大近一倍，使土固結(jié)。3.2土的組織結(jié)構(gòu)變化的增強(qiáng)機(jī)理化學(xué)和物理-化學(xué)作用是粘膠粒絮凝、膠結(jié)，并使聚粒體表面形成水硬性包膜，水化能力的降低，導(dǎo)致土結(jié)構(gòu)的疏松，脹縮作用也因土的結(jié)構(gòu)疏松而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部消化。當(dāng)化學(xué)和物理-化學(xué)作用充分，土的結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，其脹縮性隨之消失，同時(shí)也增強(qiáng)了土的強(qiáng)度。石灰改良膨脹土主要體現(xiàn)在膨脹土塑性指標(biāo)下降，以及粘粒含量降低。但是，在一定石灰摻入量條件下，改良膨脹土的性質(zhì)隨著石灰計(jì)量而變優(yōu)。而當(dāng)石灰計(jì)量超過某一值后，石灰穩(wěn)定土的力學(xué)指標(biāo)和水穩(wěn)定性反而有所下降。正是這一穩(wěn)定機(jī)制的復(fù)雜性，石灰穩(wěn)定膨脹土的石灰摻入計(jì)量，易通過試驗(yàn)對(duì)

5、比后確定。4工藝流程4.1廠拌施工工藝流程施工放樣施工準(zhǔn)備準(zhǔn)備下承層拌和機(jī)安裝機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)試燜料碎土機(jī)粉碎土配合比報(bào)批改良土配合比設(shè)計(jì)水泥（石灰）鑒定改良土拌和運(yùn)輸、攤鋪整形、碾壓接縫和調(diào)頭處的處理土場(chǎng)集料準(zhǔn)備摻消石灰摻生石灰消解石灰養(yǎng)生圖1廠拌施工工藝流程廠拌施工工藝流程見圖1。4.2路拌施工工藝流程路拌施工工藝流程見圖2。5操作要點(diǎn)改良土的拌和按設(shè)計(jì)要求、路堤不同部位采用在拌和廠集中廠拌或填筑現(xiàn)場(chǎng)路拌機(jī)路拌的方法。兩種方法主要是拌和工藝不同。5.1施工準(zhǔn)備土場(chǎng)土料摻2%生石灰、拌和擺放和攤鋪2%消石灰施工放樣準(zhǔn)備下承層土場(chǎng)備制土料土場(chǎng)土料運(yùn)送攤鋪灑水預(yù)濕補(bǔ)充灑水和拌和整形碾壓

6、檢測(cè)接縫和調(diào)頭處的處理養(yǎng)生圖2路拌施工工藝流程（1）施工前按設(shè)計(jì)提供的配合比進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，確定施工配合比。改良土的配合比應(yīng)保證混合料的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（2）廠拌設(shè)備安裝調(diào)試。計(jì)量設(shè)備標(biāo)定后，必須先調(diào)試所用的廠拌設(shè)備，調(diào)整好出料口單位時(shí)間出料量與標(biāo)定時(shí)基本一致，使進(jìn)入拌和設(shè)備內(nèi)的各種料必須符合配合比要求，排除出料口堵塞等不正常情況。調(diào)試完成后進(jìn)行試拌，在拌和設(shè)備內(nèi)拌制改良土混合料時(shí)，需拌和均勻，混合料中不應(yīng)含有大于10mm的土塊和未消解石灰顆粒；并應(yīng)使混合料的組成和含水率（要根據(jù)天氣情況調(diào)整拌和時(shí)的含水率與碾壓時(shí)最佳含水率的關(guān)系）達(dá)到規(guī)定的要求。（3）驗(yàn)收下承層。填筑前

7、應(yīng)檢查基底幾何尺寸，核對(duì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（進(jìn)行相關(guān)工序的檢測(cè)與驗(yàn)收），不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底應(yīng)進(jìn)行處理，使其達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。（4）測(cè)量放樣。根據(jù)初選的攤鋪、拌和、碾壓機(jī)械及試生產(chǎn)出的改良土填料，選取長(zhǎng)度不小于100m的地段進(jìn)行填筑壓實(shí)工藝試驗(yàn)，并報(bào)監(jiān)理單位確認(rèn)。施工區(qū)段應(yīng)按填筑四區(qū)段、八流程進(jìn)行劃分，一般宜劃分為底層準(zhǔn)備區(qū)段、拌和攤鋪區(qū)段、碾壓整型區(qū)段、檢測(cè)報(bào)驗(yàn)區(qū)段。在施工現(xiàn)場(chǎng)附近引臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，嚴(yán)格控制標(biāo)高；在路基上采用方格網(wǎng)控制填料量，方格網(wǎng)縱向樁距不宜大于10m，橫向應(yīng)分別在路基