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        路基填筑工程高液限土石灰改良治理方案的試驗研究

        2022-07-07 20:15:57蘇賢芬
        交通科技與管理 2022年13期
        關(guān)鍵詞:公路工程

        蘇賢芬

        摘要 某公路工程沿線高液限土區(qū)分布廣泛,擬采用石灰改良技術(shù)改良加固路基。該文通過改變石灰摻量,運用擊實試驗、CBR試驗的方式,測試了不同石灰摻量改良土最佳含水率、最大干密度,揭露不同石灰摻量下改良土干密度、含水率、CBR值、壓實度變化關(guān)系,結(jié)果表明:石灰摻量為4%的改良土,可用于93、94區(qū)路基填筑;石灰摻量5%、6%改良土,可用于96區(qū)下路床及以下各區(qū)路基填筑;最佳石灰摻量為6%。試驗段工后沉降觀測數(shù)據(jù)顯示,各石灰摻量改良土在不同區(qū)沉降值明顯小于正常土質(zhì)路基,驗證了該文提出的治理方案的可行性,對同類工況路基改良施工具有一定的指導(dǎo)意義。

        關(guān)鍵詞 公路工程;高液限土;石灰改良

        中圖分類號 U416.1 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2022)13-0126-03

        0 引言

        高液限土含水量高、透水性低、穩(wěn)定性差、承載力弱,且具有弱膨脹性特點,工程性能較差,通常不直接用作路基填料[1]。某公路工程沿線高液限土工區(qū)占比超過40%,工程所在地氣候環(huán)境濕潤、多雨,土體含水量較大,不具備翻曬減水施工條件,擬通過摻加石灰改良工藝治理工區(qū)高液限土[2]?;诖?,該文以該工程高液限土治理為研究對象,對路基填筑工程高液限土石灰改良治理方案展開研究,具有十分重要的實踐意義。

        1 高液限土強度試驗

        調(diào)查路段沿線高液限土工區(qū)分布特征,選擇代表性斷面土體作為研究對象,進行石灰摻配改良試驗。選擇該路段K2+200、K5+200斷面高液限土,通過擊實試驗、CBR試驗測定土體強度。

        (1)擊實試驗。分別在K2+200、K5+200斷面處取土樣若干,用濕土法制備擊實試驗試件,測定土樣天然含水率;以擊實試驗測定土樣含水率為基準,用風(fēng)干法制備6組不同含水率試樣。

        (2)CBR試驗。1)濕土法制作擊實試驗試樣,用重型擊實試驗揭露土體含水率、密度之間的關(guān)系;2)將試樣置于水槽,保持水面沒過試件頂面25 mm,浸泡4 d;3)預(yù)壓試件,開展貫入試驗,壓入速率設(shè)置為

        1 mm/min,記錄百分表度數(shù),對比CBR2.5、CBR5。

        2 石灰改良處治技術(shù)方案

        該項目石灰改良方案,石灰為生石灰,主要成分為氧化鈣(CaO),設(shè)置摻量分別為4%、5%、6%,測定不同石灰摻量下改良土最佳含水率、最大干密度、CBR強度,評價石灰改良方案可行性,確定石灰改良施工方案技術(shù)參數(shù)。

        (1)為節(jié)約試驗時間,該文選擇干土法制備各含水率土樣;各組試樣含水率分別為14%、16%、18%、20%、22%。

        (2)擊實試驗。1)各組含水率不同試樣,以5 kg/份打包,燜土36 h;2)分別摻入4%、5%、6%生石灰,立即開展擊實試驗,記錄不同含水率組試樣不同石灰摻量改良土最佳含水率、最大干密度。

        (3)CBR試驗。1)制備最佳含水率土樣,燜土36 h;2)分別摻入4%、5%、6%生石灰,開展CBR試驗,測定最佳含水率下不同石灰摻量改良土CBR強度指標。

        3 試驗結(jié)果與分析

        3.1 高液限土的試驗結(jié)果與分析

        3.1.1 擊實試驗結(jié)果與分析

        K2+200、K5+200處高液限土擊實試驗結(jié)果見表1。

        由表1可知:兩處高液限土干密度、含水率呈負相關(guān)關(guān)系,且最大干密度未達峰值,表明土樣最佳含水率較低;工程所在地區(qū)氣候濕潤多雨,土體含水量高、細顆粒比低,不具備翻曬減水條件[3]。

        3.1.2 CBR試驗結(jié)果與分析

        K2+200截面、K5+200截面處土樣CBR試驗結(jié)果見圖1、圖2。

        (1)土樣含水率相同時,CBR值隨土體壓實度的降低而減小;土體壓實度相同時,CBR值隨土體含水率的增加而減小。

        (2)K2+200、K5+200處土樣的天然含水率分別為22.8%、23.2%,該含水率下,土體壓實度即使達到100%,CBR值也達不到規(guī)范限值。

        3.2 石灰改良處治試驗結(jié)果與分析

        3.2.1 擊實試驗結(jié)果與分析

        分別制取三份K2+200處、K5+200處土樣,摻入4%、5%、6%生石灰,得到兩處土樣不同生石灰摻量下的改良土,以K2+200處改良土為例,開展擊實試驗,結(jié)果見圖3~5。

        分析圖3~5不同石灰摻量下改良土含水率與干密度相關(guān)關(guān)系,得到不同石灰摻量下改良圖最佳含水率、最大干密度,結(jié)果見表2。

        3.2.2 CBR試驗結(jié)果與分析

        對含水率為28%的K2+200處改良土開展CBR試驗,結(jié)果見圖6~8。

        分析圖6~8,得到不同石灰摻量下改良土在不同壓實度下的CBR值,見表3。

        由表3可知:(1)生石灰摻量為4%的改良土,壓實度為93%、94%時,CBR值分別為4.1%、4.2%,可知改良土可用作93、94區(qū)路基填料。

        (2)生石灰摻量為5%、6%改良土,壓實度為96%時,改良土CBR值分別為6.2%、8.3%,可用作93、94、96區(qū)路基填料及96區(qū)下路床填料。

        4 試驗段工后沉降分析

        選擇K6+400~K7+600路段,開展石灰改良試驗,設(shè)置正常土質(zhì)作為對照組,比較石灰摻量分別為4%、5%、6%改良土工后沉降數(shù)據(jù)[4-7]。

        (1)試驗段道路參數(shù)及測點設(shè)置:1)試驗段路基填筑高度為80 cm,寬12 m;2)以工后沉降作為主要評價指標,測點布設(shè)于道路中線、邊線位置,各石灰摻量下改良土路段、對照路段,中線、邊線設(shè)置點位不少于3點。

        (2)相較于對照試驗段,4%、5%、6%改良土填筑段,工后沉降明顯偏小,且隨石灰摻量增加,沉降穩(wěn)定時間、累積沉降量均有所減小,結(jié)合其他檢測指標數(shù)據(jù),確定石灰改良方案最佳石灰摻量為6%。

        5 結(jié)論

        綜上,改良土擊實試驗、CBR試驗及試驗段工后沉降分析結(jié)果,驗證了石灰改良方案在該工程高液限土治理施工的可行性,各石灰摻量下試驗段改良土填方路基工后沉降量,均小于正常土質(zhì)填方路基工后沉降,且工后沉降穩(wěn)定期更短;該工程93、94區(qū)路基,可用摻4%改良土填筑;96區(qū)下路床及以下各區(qū)路基,可用摻5%、6%改良土填筑。

        參考文獻

        [1]肖海生, 蔡楊, 駱鵬飛, 等. 石灰改良廣西地區(qū)高液限土強度分析[A]. 中冶建筑研究總院有限公司. 2021年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集(上冊)[C]. 中冶建筑研究總院有限公司: 工業(yè)建筑雜志社, 2021: 6.

        [2]肖斌, 吳斌, 張進港. 高液限黏土改良方法試驗研究[J]. 山東交通科技, 2021(2): 64-66+73.

        [3]任慶國, 苗蘭弟. 高速鐵路橋梁段無縫線路縱向受力特性分析及工后沉降預(yù)測研究[J]. 甘肅科學(xué)學(xué)報, 2021(3): 128-135.

        [4]肖海生, 蔡楊, 駱鵬飛, 等. 石灰改良廣西地區(qū)高液限土強度分析[A]. 中冶建筑研究總院有限公司. 2021年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集(上冊)[C]. 中冶建筑研究總院有限公司: 工業(yè)建筑雜志社, 2021: 6.

        [5]胡宏坤, 邵珠山. 石灰改良高液限土強度特性的函數(shù)模型研究[J]. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報, 2021(3): 109-117.

        [6]蔡寧生. 生石灰改良高液限黏土的無側(cè)限抗壓強度試驗研究[J]. 西部交通科技, 2015(6): 8-12.

        [7]李智杰. 高塑性高液限土改良填筑路基施工技術(shù)研究[A]. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會第25屆年會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C]. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會: 中國鐵道學(xué)會, 2016: 6.

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