一级滞洪区反开挖路基软土砂化施工技术

2024-10-26

一级滞洪区反开挖路基软土砂化施工技术（共2篇）

一级滞洪区反开挖路基软土砂化施工技术篇1

一级滞洪区反开挖路基软土砂化施工技术

针对一级滞洪区反开挖路基施工问题进行了探讨,提出了反开挖降水的具体措施及软土砂化处理技术,对施工兵有较好的指导作用.

作者：郭泽坤作者单位：中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150006 刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(14) 分类号：U4 关键词：路基反开挖软土砂化施工技术

一级滞洪区反开挖路基软土砂化施工技术篇2

宿迁市地处苏北淮、沂、沭、泗水系下游, 历来有“洪水走廊”之称。245省道宿迁段一级公路C1标是宿迁市2009年重点建设项目, 采用平原微丘区双向四车道一级公路标准, 路基全宽24.5m, 路线全长10.754km, 处于中国第四大淡水湖-洪泽湖一级滞洪区。在设计开挖深度内, 土质基本为淤泥质粘土, 灰黄色, 饱和, 软塑, 土质不均, 夹少量亚砂土薄层, 综合分析其具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、力学强度低等特点, 工程性质较差, 尤其在地震作用及振动荷载的作用下, 易产生侧向滑移、不均匀沉降及蠕变等工程地质危害。在这类地区修筑公路需要提高路基的压实度, 目的在于提高路基的强度和稳定性, 除了解决降水问题, 还必须对填土做适当处理。为满足行洪、泄洪要求, 本工程设计为漫水路, 为保证路基结构层厚度及解决基本建设工程占地问题, 施工中路基采用反开挖施工, 利用软土进行“砂化”处治后填筑。

1 反开挖降水措施

何谓反开挖路基施工?当路基开挖段的土质不好的时候, 开挖完成经碾压后不能达到压实度要求就采取反开挖, 开挖后用改良土或者其他能达到要求的土来回填, 这样就叫做反开挖路基施工。

本项目所经地区基本地貌单元为黄泛冲击平原区, 区内地势平坦, 河流、沟渠纵横交织, 池塘密布, 水田毗连。地下水位埋深一般小于1.0m, 多在0.4m左右, 雨季地下水位可上升至地表, 无论是雨季还是旱季, 一场雨水过后地下水位都会产生明显变化。路基基底平均低于原地面1.4m, 施工期内降雨频繁, 施工时多处工点水位高于原地面近0.1m。

如何有效地降低滞洪区高水位问题无疑是反开挖施工路基的难点。经多次试验、比选, 最终确定如下施工措施:路基反开挖降水采用明沟集水井分段排水法, 路基开挖采用半幅施工, 另半幅做集土堆, 土体经“砂化”处理后再利用。路基开挖前, 先在路基两侧挖低于路基基底0.5m以上的排水沟, 并每隔50m设置一处集水井, 施工期设专人用漂浮泵24小时不间断抽水, 利用基坑顶部农田灌溉水系将水排走。开挖时间尽量避开雨天, 遇有雨天, 提前和地方泵站沟通好, 及时将滞留的洪水泵到洪泽湖水系。沟底距原地面达1.9m, 因土质松散, 施工期经常塌方, 必须及时疏通, 必要时对路基边坡进行临时防护。当路基高出地面, 应加强对横坡的控制, 并应有较高的平整度, 以利排水。开挖区段一般为200m, 开挖前1~2天开始降水, 直至本区段路基填筑施工完毕。

2“砂化”处理技术

在过湿、高塑性土中掺加一定剂量的生石灰, 通过翻拌、晾晒, 降低土的塑性指数及含水量, 同时灰土的最佳含水量相对提高, 使过湿土接近最佳含水量, 高塑性土易于粉碎, 这一过程称“砂化”。

考虑软土的土质特性, 在该项目中提出了二次掺灰“砂化”技术, 第一次掺入生石灰, 在集土堆进行, 第二次掺入生石灰在混合料摊铺到路基上进行。经过试验段的实践总结, 并在实际施工中加以应用, 进行了一系列的分析和研究, 对其二次掺灰“砂化”技术处理软土的机理和作用有了较系统的认识。

2.1“砂化”作用与机理

2.1.1 生石灰可使湿土的含水量快速降低

生石灰导致土含水量降低有以下三方面原因:一是湿土掺入干灰, 干湿材料的混合作用;二是生石灰的水化吸水作用, 即氧化钙变成氢氧化钙的过程, 吸收32%的水;三是水化时生热和过程的水分蒸发作用。

2.1.2 生石灰处治土的最佳含水量比素土大, 适宜压实度的含水量范围比素土宽

由击实试验得知对于土的最大干密度有一个最佳含水量。对应于要求的某个干密度则有两个含水量:一个为最小临界含水量, 一个为最大临界含水量。灰土的最佳含水量比素土的最佳含水量高, 同时对于某个干密度的临界含水量, 灰土比素土宽。采用掺入生石灰方法施工时, 湿土的含水量可更快地降低到灰土最佳含水量或临界最大含水量, 更早进行压实, 可以加快工程进度。

2.1.3 生石灰可以改变土的塑性性质

生石灰掺入土后, 石灰中的钙离子与土中的阳离子发生交换并使土粒产生融聚作用。用手触摸可以感觉到土变粗、松散。生石灰这种作用产生得很快。另外, 掺灰剂量达2%时便对土塑性性质的改变结论是:含水量相同时, 素土为软塑状态, 灰土变成可塑状态或硬塑状态;素土为可塑状态, 灰土变成硬塑状态或坚硬状态;素土为硬塑状态, 灰土变成坚硬状态。

2.1.4 可逐步形成板结, 提高承载力

湿土掺入生石灰后, 使土的含水量降低, 改变了土粒的带电状态, 土粒表明水膜减薄, 分散性增强, 内膜阻力提高, 封闭空气减少, 原来的流塑、软塑、可塑状态的湿、软土变为可塑、硬塑、坚硬状态的土。所以, 在外力作用下, 土粒容易产生相对位移, 土中空气容易排除, 从而使土体得以压实。压实后, 灰土与土相互作用产生结晶结构和火山灰反应, 处治土逐步板结, 其强度、水稳性、内聚力提高, 增加了软湿土基承载能力, 为继续下道工序施工提供了一个坚实的基础。

2.2 二次掺灰“砂化”技术

二次掺灰“砂化”处理软湿土, 不仅有利于生石灰拌和均匀, 而且有利于提高灰土处理效果, 加快施工进度。对二次掺灰“砂化”技术在245省道宿迁段一级公路建设工程中的应用, 经过反复试验和对比分析论证, 制定了如下施工工序和实施方案:

2.2.1 生石灰必须进行粉碎, 生石灰粒径控

制在30mm以下, 石灰在现场堆放期间要防止淋雨, 且不宜保存过长时间, 防止活性成分失效。

2.2.2 第一次掺灰须在集土堆进行, 使生石

灰充分吸收和蒸发土中水分, 使土体的含水量降低, 利于土块的砂化。

2.2.3 挖拌后闷料2天左右, 进行1~2次

翻拌, 使石灰与土拌合均匀, 利于钙离子随水进入土块中, 实现粘土颗粒对钙离子的吸附, 通过水化作用, 使土粒结团、降塑, 胶凝物生成, 构成了凝胶团聚结构, 完成前 (早) 期反应。

2.2.4 第二次掺入生石灰在混合料摊铺到

路基上进行, 通过拌合压实, 使土体与生石灰发生物化反应, 特别是酸化反应、结晶作用、火山灰反应。生成含水硅酸钙和硅酸铝等硅酸盐矿物, 使这种矿物将土的颗粒胶连、包裹在一起, 形成改性土的强度, 对软土起到板结作用。

2.2.5 施工中对掺灰量和压实度需进行检测, 控制石灰的掺入量和施工质量。

2.2.6 一个砂化处理工艺流程的施工时限以5~7天为宜。