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土壤监测质量控制问题

2020-08-06 10:40 来源:质量控制论文 人参与在线咨询

摘要:随着公路建设里程的持续增加,越来越多公路修建于不良地基之上,如膨胀土。作为一种特殊性黏土,膨胀土具有多裂隙、易风化、胀缩显著等特性,若处理不当极易影响工程质量。为此,必须改良路基膨胀土,提高路基的刚度、强度和稳定性。在充分了解膨胀土特性的前提下,结合具体案例,采用生石灰改良膨胀土的包边法进行处理,从而提高路基施工质量,延长工程使用寿命。

关键词:膨胀土;改良方法;质量控制

1膨胀土的特性

膨胀土是一类由伊利石、蒙脱石等亲水性矿物组成的硬塑性黏土,对环境湿度变化敏感。膨胀土体积改变和含水率息息相关。含水率越大,土的体积越膨胀,强度下降速度越快。一般可认为膨胀土具有胀缩性、超固结性、多裂隙性等特性。

2工程概况

某公路工程沿线存在断续,分布着厚度不一的膨胀土,多为弱、中等膨胀性。按照现行规范要求,路基填筑不得直接采用膨胀土,若弃之不用,需要大量借土,甚至会造成资源浪费和环境污染问题。基于经济性原则,决定采取生石灰改良膨胀土的包边法进行处理。

3路基包边处理方案的确定

选取生石灰(6%)对路基顶封层、底封层与两侧包边进行膨胀土改良填筑。由于本工程路基填筑高度在10m以内,按照现行规定,遵循“放缓坡率、加宽平台、加固坡脚”的原则,根据填筑高度划分边坡坡率范围,填筑高度在6m以内时,可选择1∶1.25~1∶1.5坡率;填筑高度在6~10m,选择1∶1.5~1∶1.75坡率,并设平台,2m宽。结合工程实际,采取3种不同的路基包边处理方案。

3.1低路堤膨胀土路堤包边方案

按照现行规定,填筑高度在6m以下时,可认定为低路堤。根据上述分析,低路堤膨胀土路堤包边可采取1∶1.25~1∶1.5坡率,4m为包边厚度。采用40cm为顶、底封层厚度,为保证路堤排水通畅,还需设置护坡道、边沟等设施。

3.2高路堤膨胀土路堤包边方案

高路堤是指填筑高度在6~10m,按照上述要求,可采用1∶1.5~1∶1.75坡率,根据工程实际情况,本文采用1∶1.75作为路堤边坡坡率,并设平台。4m为包边厚度,同样以40cm为顶、底封层厚度,设护坡道、边沟等。

3.3膨胀土地基处理方案

防排水结构须设于地基和路基之间,通过这种结构可阻断雨水下渗,最终实现地基土湿度与变形平衡。通常情况下,当弱、中膨胀土改良后便可用于路堤填筑,为保证路堤稳固,一般还会采取措施加固边坡。在本工程膨胀土地基处治中,主要做好填方、挖方膨胀土地基处理。

4公路路基膨胀土改良施工工艺

4.1现场铺土

1)放样挂线。按照地面实际高程和设计要求,放出中桩、边桩,并将层厚标记到边桩上,通过尼龙绳进行连接,以此进行填筑宽度、厚度控制。此外,还可以7m×8m在路基层用石灰画格,为填料摊铺提供方便。2)运输填料。运输时,选取挖掘机进行挖装土,自卸汽车运输。按7m×8m画格标准确定每一个填筑层,30cm为松铺厚度,1.13为松铺系数。经计算,15m3为每个灰格的松土方数量,即1个自卸汽车的装载量。在施工过程中,可按照自卸汽车的具体运输方量进行适当调整。3)摊铺填料。按照挂线在摊铺时做好填料厚度、宽度控制,通过推土机粗平,保证松铺厚度不超过30cm。4)颗粒破碎。完成上述施工后,若仍存有大土块,须采用履带进行初步碾压、破碎,保证土块粒径小于设计要求。5)含水率检测。含水率检测是检验膨胀土含水量的重要途径。根据现行标准,20%~25%为填料初始含水量,本文以酒精法为准进行测定,可获取土样初始含水率为22.5%,可满足要求。

4.2现场铺灰

按照5m×5m画格,将石灰铺设到摊铺平整的土体填料上。30cm为松铺厚度,0.45m3为每个灰格的铺灰量。随后通过推土机等进行整平。与此同时,针对大块生石灰料可采用履带进行碾压、破碎,保证灰料粒径在设计要求范围内。

4.3路拌闷灰

综合考虑工程实际情况,采取二次路拌法进行路拌闷灰处理。具体流程如表2所示。待完成路拌闷灰之后,同样可采用酒精法对改良土的含水率进行快速检测,保证含水率控制在17%~21%之间,所得结果为19%,可满足要求。

4.4碾压平整

碾压流程为:粗整平—静碾压—精平—振动碾压,具体如下。1)粗整平。初始碾压多采用推土机进行粗整平,随后采用平地机进行修正,并设路拱,为2%~4%。2)静碾压。本工程静碾压时,采取光轮压路机,碾压遍数为1~2遍。3)精平。待完成上述碾压作业后,可通过平地机进行精平。4)振动碾压。按照“两侧—中间、慢—快、静—振”原则进行碾压施工,振动碾压遍数为3~5遍,最后做光面碾压。

4.5包边层施工

包边层施工,先摊铺改良后的膨胀土,随后采用推土机、平地机、路拌机进行破碎碾压、粗平、路拌施工。若土块粒径在37.5mm以上,可适当增加路拌次数,保证粒径满足设计要求。若土块粒径在37.5mm以内,须将适量生石灰铺筑到两侧包边部分,并通过路拌机进行均匀拌和,最后碾压处理。

5公路路基膨胀土改良质量控制措施

5.1填筑土体含水率控制

根据试验分析可知,路拌遍数、布点数量、布点深度等均会影响改良土体的含水率变化。因此,为合理控制填筑土体含水率,须保证路拌遍数满足要求。本工程最佳含水率在19%左右,当路拌遍数控制在4~7遍时,含水率可满足要求。通过酒精试验法,当测点超过5个,测点深度须控制在10~20cm,测试时间小于12h的情况下,能够准确地反映土体的实际含水率。

5.2改良土体掺灰量的控制

改良膨胀土的掺灰量多少对其压实度、内摩擦角、抗剪强度等具有重要影响。为保证改良土压实度指标达到施工要求,必须合理控制改良土的灰剂量。本工程对石灰剂量具有较高精度要求,为满足工程实际需求,可采用EDTA滴定法,但是,石灰改良膨胀土时,EDTA滴定法往往会产生灰剂量衰减效应。为消除此类不良影响,在EDTA标准曲线绘制中,应充分意识到改良土养护时间效应的重要性,准确测量出改良土石灰的掺量,有效控制灰剂量。相比设计灰剂量,若检测的灰剂量较小,须适当加灰;若检测的灰剂量较大,则可适当增加路拌遍数。

6结语

作为一种特殊性黏土,膨胀土具有多裂隙、易风化、胀缩显著等特性,若处理不当,将严重影响公路工程质量。目前,常采用物理处理法、化学改良法、换填法等处理膨胀土。石灰改良膨胀土是最理想的一种处理方法,这种方法具有良好的处治效果,且经济效益好,值得推广。

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作者:张俊雅 单位:许昌华通路桥监理检测有限公司

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