水泥穩(wěn)定砂礫石基層在北引渠首土壩工程中的應(yīng)用

程旨輝

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150080)

水泥穩(wěn)定砂礫石基層在北引渠首土壩工程中的應(yīng)用

程旨輝

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150080)

通過北引渠首土壩工程中水泥穩(wěn)定砂礫石基層的設(shè)計應(yīng)用，對水泥穩(wěn)定砂礫石基層的作用原理、材料要求以及施工要點進行了闡述。

北引渠首;土壩路面;水泥穩(wěn)定砂礫石基層;作用原理;材料要求;施工工藝要點

北引渠首土壩工程是尼爾基水利樞紐配套項目黑龍江省引嫩骨干工程(一期)中的一項子工程，土壩級別為2級，壩上公路是拉哈至查哈陽公路的一部分，是連接黑龍江省和內(nèi)蒙古自治區(qū)兩省區(qū)的主要交通干線。壩上公路按四級公路設(shè)計，汽車荷載等級按公路-Ⅱ級，考慮有交通要求壩頂寬度確定為7m，路面采用鋼筋混凝土路面，下設(shè)5%水泥穩(wěn)定砂礫石基層。

1 水泥穩(wěn)定基層作用原理

水泥穩(wěn)定砂礫石基層是以級配砂礫石做骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積充填骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實。其壓實度接近密實度，強度主要靠砂礫石間的嵌擠鎖結(jié)原理，同時有足夠的灰漿體積來填充骨料的空隙。它的初期強度高，并且強度隨齡期而增加很快結(jié)成板體，因而具有較高的強度，抗?jié)B度和抗凍性較好。水泥穩(wěn)定砂礫石水泥用量一般≤6%，7 d的無側(cè)限抗壓強度可達2.5～3%MPa，較一般路基材料高。水泥穩(wěn)定砂礫石成活后遇雨不泥濘，表面堅實，是高級路面的理想基層材料。根據(jù)交通部《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，水泥穩(wěn)定砂礫石均屬中粒土，由于水穩(wěn)中含有水泥等膠凝材料因為要求整個施工過程在水泥終凝前完成，并且一次達到質(zhì)量標準，否則不易修整。因而施工中要求加強施工組織設(shè)計和提高機械效率。水穩(wěn)的施工方法也符合現(xiàn)代化大規(guī)模機械化發(fā)展的方向。因而水穩(wěn)在市政工程、高速公路和城鄉(xiāng)道路中的應(yīng)用得到了很快推廣。

2 水泥穩(wěn)定砂礫石材料要求

水泥穩(wěn)定砂礫石材料主要由粒料和灰漿體積組成。粒料為級配砂礫石，灰漿體積包括水和膠凝材料，膠凝材料由水泥和混合材料組成。

2.1 水泥

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可，但應(yīng)選用終凝時間3 h以上和終凝時間較長(宜在6 h以上)的水泥。快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥不應(yīng)使用。水泥品牌的選用應(yīng)考慮其質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)數(shù)量、運距等各種因素。水泥每次進場前應(yīng)有合格證書，應(yīng)對水泥的凝結(jié)時間、標號進行抽檢。

2.2 砂礫石

砂礫石要求其壓碎值≤35%，其最大粒徑≤37.5 mm，砂礫石的顆粒組成應(yīng)符合JTJ034-2000中第3.2.1-2中的配要求。為了施工方便，宜采用10～37.5 mm的粗集料、5～10 mm的中級料、0～5 mm的細集料3種粒料配合。

2.3 水

通常適合飲用的水(含牲畜飲用水)均可拌制和養(yǎng)護水泥穩(wěn)定砂礫石，如對水質(zhì)有疑問，要確定水中是否有對水泥強度發(fā)展有重大影響的物質(zhì)時，需要進行試驗。從水源中取水制成的水泥砂漿的抗壓強度與蒸餾水制成的水泥砂漿抗壓強度比，＜90%者，此水不宜用于水穩(wěn)施工。

3 施工工藝要點

3.1 依據(jù)

水泥砂礫石的施工工藝詳見《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)中3.4的內(nèi)容。

3.2 底基層檢測

在攤鋪水泥穩(wěn)定砂礫石基層前一定要對底基層進行全面的監(jiān)測，包括平面位置、高程、橫坡度、密度及表面清潔情況，達不到要求者，采用合理的方法進行處理(尤其厚度不足處)，特別是底基層的松散及起皮材料要徹底清除，決不能留下軟弱夾層。開始攤鋪基層前在底基層上撒一遍水，保持表面濕潤(不留明水)。

底基層質(zhì)量標準見表1，基層質(zhì)量標準見表2。

表1 底基層質(zhì)量標準

表2 基層質(zhì)量標準

在攤鋪水泥穩(wěn)定砂礫石前，必須在兩邊培土模，土模寬度比設(shè)計寬度寬10～20 cm，土模高同水穩(wěn)虛鋪高一致，土模必須拉線垂直切直，土模要有一定的密實度，一般在80%左右，具體數(shù)據(jù)以試驗段來定。

3.3 基準的選用

1)放樣前，主管測量人員和監(jiān)理要對工段技術(shù)員進行控制點、水準點交底，控制測量資料必須是監(jiān)理認可的資料，并對測量、放樣數(shù)據(jù)進行抽檢。

2)選用φ(2～3 mm)的鋼絲作為基線。

3)測量人員應(yīng)緊盯施工現(xiàn)場，經(jīng)常復(fù)核基準線標高。

3.4 水泥穩(wěn)定砂礫石的拌合和運輸

拌合裝置宜選用性能好、拌合質(zhì)量高的設(shè)備。應(yīng)對級配砂礫石集料、水泥劑量、含水量進行控制，其中含水量是水泥穩(wěn)定級配砂礫石中的一項重要控制指標，必須嚴格掌握。在炎熱的夏季施工，考慮到拌合、運輸、攤鋪過程中水分的蒸發(fā)，可以在拌和時加大水量，水量加大值應(yīng)由拌合出料時含水量和攤鋪碾壓含水量進行對比，損失多少補多少。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，在夏季上午9點以前和下午5點以后，加水量比最佳含水量增加0.5% ～1%，在上午9點到下午5點，加水量比最佳含水量可增加0.8% ～1.5%。在雨季施工期間，由于下雨的影響，砂石料中占有一定水分，因此，在每天拌合前應(yīng)對砂石料進行含水量測定，加水量應(yīng)按最佳含水量減去砂石含水量進行控制，在其他季節(jié)施工可不考慮增加或少量增加，增加控制在0.5%以內(nèi)。

［1］交通部公路科學(xué)研究所.JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.尼爾基水利樞紐配套項目黑龍江省引嫩擴建骨干一期工程北引渠首初步設(shè)計報告［R］.哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，2009.

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2011-07-19

程旨輝(1977-)，男，黑龍江哈爾濱人，工程師。