彭正軍
1 基本概念
水泥石灰穩(wěn)定土,是指以水泥、石灰作為無(wú)機(jī)結(jié)合料,在經(jīng)過粉碎或原來(lái)松散的土中,摻入足量的水泥、石灰和水,經(jīng)拌和得到的混合料,并在壓實(shí)和養(yǎng)生后,形成符合抗壓強(qiáng)度要求的結(jié)構(gòu)層。本文中的土,特指粘土等細(xì)粒土。
三合土是指由石灰、粘土和細(xì)砂所組成,并加放適量的水,經(jīng)拌和得到的混合料,并經(jīng)分層夯實(shí),形成具有一定強(qiáng)度和耐水性的結(jié)構(gòu)層。
2 應(yīng)用范圍
主要應(yīng)用于路基水毀修復(fù),結(jié)構(gòu)物基底處理等。
主要優(yōu)點(diǎn):具有較高的抗壓強(qiáng)度和一定的抗拉強(qiáng)度;較好的水穩(wěn)性和一定的冰凍穩(wěn)定性;便于施工;缺乏優(yōu)質(zhì)粒料的地區(qū)較經(jīng)濟(jì)。
主要缺點(diǎn):收縮系數(shù)大,易產(chǎn)生收縮裂縫。
3 材料及技術(shù)要求
所用材料主要是水泥、石灰、細(xì)砂和水。
3.1 水泥
水泥宜采用32.5或42.5級(jí),要求初凝時(shí)間3小時(shí)以上,終凝時(shí)間6小時(shí)以上,體積安定性、細(xì)度等指標(biāo)符合規(guī)范要求。但不得使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。
3.2 石灰
石灰采用消石灰粉,應(yīng)達(dá)到合格品以上,技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求。
表1 消石灰粉的技術(shù)指標(biāo)
3.3 細(xì)砂
可采用巴家咀的天然砂,或采用機(jī)制砂,細(xì)砂應(yīng)潔凈、干燥,不得含有雜質(zhì)。當(dāng)采用天然砂時(shí),其天然砂級(jí)配規(guī)格見表2;當(dāng)用石屑、機(jī)制砂時(shí),其規(guī)格見表3。
3.4 水
水為飲用水。
4 配合比設(shè)計(jì)及驗(yàn)證
根據(jù)相關(guān)資料及規(guī)范,選取不同水泥與石灰的劑量,分別拌制不同劑量的水泥石灰穩(wěn)定土混合料與三合土混合料,并測(cè)定其最佳含水量和最大干密度;按97%的壓實(shí)度,制作不同配合比的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試件,試件規(guī)格是直徑50mm,高50mm,每組6個(gè)試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室溫度20℃±1℃,相對(duì)濕度在90%以上的條件下養(yǎng)生6天,浸水1天后,測(cè)定其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。通過無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),水泥石灰穩(wěn)定土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度按不小于1.0MPa的目標(biāo)值,通過分析計(jì)算,最終確定水泥石灰穩(wěn)定土的配合比(重量比)為水泥:石灰:粘土=4:11:85,最佳含水量為17.1%,最大干密度為1.77g/cm3;三合土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度按不小于0.5 MPa的目標(biāo)值,通過分析計(jì)算,最終確定三合土的配合比(體積比)為石灰:黃砂:土=2:1:4,最佳含水量為17.5%,最大干密度為1.76g/cm3。
通過室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn),水泥石灰穩(wěn)定土7天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度高于三合土。
5 主要施工機(jī)械設(shè)備
主要機(jī)械設(shè)備有:裝載機(jī)、灑水汽車、自卸汽車、電夯等。
6 施工工藝與質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)
6.1 施工工藝
(1)消解石灰
石灰宜選在公路兩側(cè)寬敞而臨近水源且地勢(shì)較高的場(chǎng)地集中堆放。生石灰塊應(yīng)在使用前7-10天充分消解,形成粉狀的消石灰粉。通常采用的熟化方法稱為“淋灰”,即每堆放半米高的生石灰,淋以60%-80%的水,直至數(shù)層。淋水量必須控制好,以能充分熟化而又不過濕成團(tuán)為度。為了消除過火石灰的危害,消解后的熟石灰應(yīng)存放一周以上。消石灰在存放時(shí)應(yīng)保持潮濕狀態(tài),并用塑料布或其他材料覆蓋,使用時(shí)應(yīng)過孔徑10mm的篩,并盡快使用。
(2)悶料
應(yīng)選用低液限粘土(我市境內(nèi)的粘土基本都為低液限粘土),土塊應(yīng)打碎,不得含有15mm以上的顆粒。如土過干,應(yīng)事先灑水悶料,使土的含水量達(dá)到18%左右。粘土的悶料時(shí)間一般為12小時(shí)。
(3)拌和
有條件時(shí)宜采用穩(wěn)定土拌和樓進(jìn)行集中廠拌。對(duì)于一般的水毀修復(fù),由于受到施工條件限制,可采用現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械拌和,即利用裝載機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌和,拌和時(shí)間應(yīng)以拌和均勻?yàn)橹梗F(xiàn)場(chǎng)拌和時(shí),水泥或石灰的劑量應(yīng)提高1%。
(4)攤鋪與碾壓
優(yōu)先選用機(jī)械作業(yè)為主,人工配合的攤鋪與碾壓作業(yè)方式;對(duì)于作業(yè)面小,裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械無(wú)法作業(yè)時(shí),可選用人工進(jìn)行攤鋪,夯土機(jī)夯實(shí)。機(jī)械攤鋪碾壓時(shí),松鋪厚度根據(jù)壓路機(jī)的重量確定,一般松鋪厚度控制在30cm以內(nèi),壓實(shí)厚度控制在20cm以內(nèi);當(dāng)用人工攤鋪、夯土機(jī)夯實(shí)時(shí),松鋪厚度一般不超過20cm。
(5)養(yǎng)生
水泥石灰穩(wěn)定土、三合土碾壓成型后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)生。
6.2 質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)
(1)生石灰應(yīng)充分消解成消石灰粉,消解后的熟石灰應(yīng)存放一周以上,在使用前應(yīng)過10mm的篩。生石灰、消石灰粉應(yīng)覆蓋保存,注意防潮、防水,且不宜存放太久。因?yàn)榇娣胚^程中,生石灰會(huì)吸收空氣中的水分而熟化成熟石灰,再與空氣中的二氧化碳作用而成為碳酸鈣,失去膠凝性能。
(2)水泥石灰穩(wěn)定土配合比按重量比計(jì),三合土配合比按體積比計(jì),現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)水泥石灰的用量應(yīng)比室內(nèi)配合比高1%,計(jì)量必須準(zhǔn)確,拌和必須均勻,且含水量略大于最佳含水量。(下轉(zhuǎn)第167頁(yè))
(上接第155頁(yè))
(3)應(yīng)嚴(yán)格控制攤鋪厚度,壓實(shí)度按不小于97%控制。
7 施工安全及環(huán)境保護(hù)措施
(1)要嚴(yán)格按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30-2015)的要求,做好養(yǎng)護(hù)作業(yè)區(qū)的安全布設(shè)。
(2)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備均作漏電保護(hù)裝置;施工機(jī)械按作業(yè)規(guī)程操作,無(wú)關(guān)人員嚴(yán)禁使用。
(3)進(jìn)行安全技術(shù)交底,配置口罩等安全防護(hù)用品。
(4)在施工過程中,要盡量減少噪音、廢氣、廢水及塵埃等的污染,尤其要注意石灰粉對(duì)周圍環(huán)境的污染,在石灰的運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中要做好覆蓋。
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