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公路路基過濕土的粉煤灰處理方法
摘 要:高速公路路基填筑施工期遇到雨水頻繁,土場地下水豐富或土的天然含水量高會造成路基過濕土的現(xiàn)象,過濕土有不少處理方法,主要探討了利用粉煤灰處理過濕土可行性及有關(guān)研究。
關(guān)鍵詞:粉煤灰;處理;過濕土
1 粉煤灰材料
1.1產(chǎn)地:某市熱電廠干排粉煤灰。
1.2基本性能:
(1)化學(xué)成分
結(jié)論:
(2)細(xì)度:通過篩分0.075篩余8%(水泥要求<10%,故已達(dá)到水泥細(xì)度標(biāo)準(zhǔn))。
(3)二灰強(qiáng)度(試驗方法同水泥強(qiáng)度檢驗):
(4)絕對吸水率:50%。
2 過濕土處理降水性能
2.1降低過濕土含水量對比分析。對比試驗解決兩個問題:(1)是否可以用純粉煤灰?(2)與石灰處理相比是否達(dá)到同樣效果,成本如何?試驗采用了含水量為28.7%的過濕土,在不同時間觀察含水量降低情況。對比分四個類型:a.純土不摻結(jié)合料自然降水。b.摻純生石灰降水。c.摻純粉煤灰降水。d.摻石灰加粉煤灰降水。
可知,沒經(jīng)處理的土自身有一個風(fēng)干過程,但降低速度很慢。摻入改善料的含水量其中也包括了自然風(fēng)干效應(yīng),那么,必須除去純土的含水量降低部分,作為摻入改善料的降低含水量的作用。
說明,摻入這些改善料,即使處在封閉狀態(tài)(即實際施工時土處在大堆存在狀態(tài))結(jié)合料與土產(chǎn)生水化作用直接吸水,可以產(chǎn)生明顯的降低含水量作用。也就是說改善土在碾壓封閉后還有一個持續(xù)降水的作用。
2.2小結(jié)。
(1)摻入5%生石灰,可以使施工碾壓含水量由28.7%下降到15.2%,完全能滿足壓實度100%的要求,碾壓后含水量還可持續(xù)下降,使路基迅速固化成型。(2)摻入2%熟石灰加6%粉煤灰,基本可以達(dá)到與石灰同等效果。造價明顯降低。(3)摻入10%純粉煤灰,其降低含水量的效果相當(dāng)于摻4%的生石灰。但其水化作用不顯著,因為粉煤灰需要石灰(而且是熟石灰)才能激發(fā)其活性,主要是產(chǎn)生火山灰反應(yīng)。
3 粉煤灰改善土的強(qiáng)度性能
過濕土的另一個主要改善作用是改善土的CBR值,提高土的承載力,使土基不產(chǎn)生后期壓縮沉降。
3.1取典型CBR不合格的粉質(zhì)土(其值為2.87%),直接利用天然含水量(31%)摻各類改善劑擊實成型,壓實度在86%的狀態(tài)下處理后CBR值比較處理結(jié)果。
3.2取土質(zhì)最差的青黑色淤泥土(含腐殖質(zhì),天然含水量61%),參照粉噴樁處理軟基室內(nèi)試驗方法,摻入各類改善劑,抗壓強(qiáng)度結(jié)果。
3.3小結(jié)。
(1)石灰粉煤灰改善土CBR值提高到10%以上。(2)石灰粉煤灰改善土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度,達(dá)到了一般二級路底基層強(qiáng)度要求,和粉噴樁強(qiáng)度要求。
4 粉煤灰改善土的膨脹性能估計
4.1過濕土改善后是要有良好的水穩(wěn)定性,也是應(yīng)慎重考慮的問題。與改良前作比較,CBR試驗中浸水4天的膨脹量情況。
4.2小結(jié)。石灰粉煤灰處理過濕土與其他改善劑處理過濕土都具有十分良好的耐水性,膨脹率由5.83%,降低到了0.06%,無明顯的膨脹變化。這對解決過去工程出現(xiàn)的土基早期強(qiáng)度衰減有著十分重要的作用。
5 粉煤灰改善土的抗收縮的性能估價
限于試驗設(shè)備限制,需做具體試驗。但是,大量文獻(xiàn)表明,在眾多的改善劑中,粉煤灰是降低土的收縮性的最好材料。在《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中指出“石灰穩(wěn)定細(xì)粒土最大干縮應(yīng)變?yōu)?120~6030μ;水泥穩(wěn)定細(xì)粒土最大干縮應(yīng)變?yōu)?780~3950μ;二灰穩(wěn)定細(xì)粒土最大干縮應(yīng)變?yōu)?40~2630μ”,沙慶林指出:“穩(wěn)定細(xì)粒土水泥劑量越大,溫縮系數(shù)越大,而二灰則與之相反。”幾乎可以說,對改善土而言,二灰的劑量可以視降水需要無限制增加。證明由于石灰粉煤灰對過濕土有很強(qiáng)的沙化作用,有減少土基開裂的性能。對此毋庸置疑。
6 結(jié)論
6.1利用粉煤灰處理過濕土有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)可以直接摻入處理不須悶料,加快工程進(jìn)度。(2)吸水率高,吸水快,對于改善水田土,解決土源缺乏問題有極其重要的作用。(3)摻入過濕土早期硬化速率較慢,壓實性能好。(4)明顯提高土基的強(qiáng)度和水穩(wěn)性,壓縮沉降小。(5)總量10%的二灰(石灰:粉煤灰=2:8)與摻6%石灰相比,可以降低結(jié)合料造價30%左右。
6.2粉煤灰的其它工程用途。
(1)提高土的CBR值,解決上路床料源問題,而且成型后可立即保證施工車輛通行,對二期施工有利。(2)可以用于填筑路堤包邊土改善,使之與填沙保持材料的性能一致,防止包邊界面出現(xiàn)縱向開裂。同時,可用作填沙運(yùn)輸車臨時墊底,防止陷車。(3)可以考慮用作構(gòu)造物輕質(zhì)材料臺背回填,既可以單獨(dú)回填也可以與河沙摻用回填。其構(gòu)造穩(wěn)定,透水性好,重量輕,并且可以一次性用振動器振動密實,避免振動壓實。但此問題有待另行研究論討論。(4)粉煤灰與水泥細(xì)度相同,也可以用于粉噴樁的施工,降低造價。增加樁下部粉噴樁量,解決粉噴樁深層拌和不均、吸水率低的問題。目前國內(nèi)已有水泥加粉煤灰施工粉噴樁的先例,至于二灰在粉噴樁的施工應(yīng)用,目前暫沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗和較為完整的資料介紹。必要時,可參考研究。(5)可以廣泛用于泵送水泥砼、大體積砼,高溫季節(jié)降低水化熱,提高砼流動性。但如需大量使用時,應(yīng)進(jìn)行試驗驗證。(6)在軟基穩(wěn)定處理工程中,有進(jìn)行石灰擠密樁施工需要時,如要相對降低造價,粉煤灰也是較為適用的材料。
參考文獻(xiàn)
[1]賈江立.利用粉煤灰處理過濕土的可行性試驗[J].山西建筑,2004(22)
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