千枚巖水泥改良土的工藝參數(shù)控制

張永偉（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030000）

千枚巖水泥改良土的工藝參數(shù)控制

張永偉
（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西 太原 030000）

摘 要：本文介紹了千枚巖不同水泥含量下各項(xiàng)參數(shù)、工藝參數(shù)控制、碾壓參數(shù)的收集及相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞：千枚巖；水泥改良；填筑工藝

1　編制目的

陜西省安康至平利高速公路AP5標(biāo)項(xiàng)目（K23+900-ZK29+002/YK29+000），全長(zhǎng)5.1km，其中路基工程全長(zhǎng)2.32km，沿線主要為千枚巖。千枚巖抗風(fēng)化能力、抗水性、抗變形能力差，粘粒含量少、強(qiáng)度和穩(wěn)定性差，CBR不合格等特點(diǎn)。必須進(jìn)行改良才能滿足路基填料的力學(xué)性能要求。為確保千枚巖路堤填筑質(zhì)量，項(xiàng)目通過摻4%、3%、2%水泥改良千枚巖路基試驗(yàn)段的施工，確定本標(biāo)段千枚巖最大干密度、最佳含水率等試驗(yàn)參數(shù)，找出適合本標(biāo)段千枚巖水泥改良土的施工方法，填料含水量的控制方法，填料整平和整形的合適機(jī)具和方法，填料的壓實(shí)機(jī)械的選擇和最佳組合方式，填料的壓實(shí)的工序、速度和遍數(shù)等工藝參數(shù)，指導(dǎo)本標(biāo)段路基施工。

2　試驗(yàn)檢測(cè)的依據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及壓實(shí)度

2.1 試驗(yàn)檢測(cè)的依據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）交通部《公路工程質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）

（2）交通部《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E40-2007）

（3）交通部《路基工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）

（4）交通部《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10-2006）

（5）交通部《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60-2008）

2.2 根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，本標(biāo)段路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3　試驗(yàn)段工程概況

K25+500-K25+700段位于老縣鎮(zhèn)境內(nèi)。該處設(shè)停車區(qū)一處，路基填筑64萬m3，最大填土高度24m。千枚巖路基填料摻4%、3%、2%水泥改良土試驗(yàn)段選定在此段。試驗(yàn)段長(zhǎng)度200m，寬24m。根據(jù)試驗(yàn)段場(chǎng)地及機(jī)械組合配置情況，將試驗(yàn)段做如下劃分：K25+500-K25+700左幅12m做4%水泥改良；K25+500-K25+600右幅12m做3%水泥改良；K25+600-K25+700右幅12m做2%水泥改良。4%水泥改良試驗(yàn)段面積2400m2，3%水泥改良試驗(yàn)段面積1200m2，2%水泥改良試驗(yàn)段面積1200m2。

4　施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）上料前對(duì)大塊千枚巖進(jìn)行破碎，盡量保證材料均勻。

（2）上料時(shí)用灰線打出方格網(wǎng)，根據(jù)虛鋪厚度算出每個(gè)方格網(wǎng)卸料數(shù)量。

（3）填料鋪平后即可采用羊足碾碾壓破碎，主要是對(duì)較大的千枚巖塊進(jìn)行解體，保證拌合均勻性。

（4）水泥擺放嚴(yán)格按照方格網(wǎng)控制水泥袋數(shù)并擺放均勻后，再拆袋人工鋪平。

（5）碾壓時(shí)含水量盡量控制在高于最佳含水量2%～3%時(shí)開始。含水量不足時(shí)灑水潤(rùn)濕。

（6）水泥初凝時(shí)間為228min，終凝時(shí)間為279min。施工時(shí)要在水泥凝固前完成路基填料施工。

5　路基試驗(yàn)段施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備

（1）測(cè)量放樣

根據(jù)批復(fù)的導(dǎo)線、水準(zhǔn)成果表、路基設(shè)計(jì)圖表、施工工藝和有關(guān)規(guī)定放出試驗(yàn)段的中樁及邊樁。

（2）試驗(yàn)段土工擊實(shí)

項(xiàng)目部試驗(yàn)室在駐地辦監(jiān)理工程師的見證下在取土場(chǎng)取土樣檢測(cè)，通過擊實(shí)實(shí)驗(yàn)我們得出：本標(biāo)段千枚巖最大干密度為2.04g/cm3、最佳含水量10.6%，30擊對(duì)應(yīng)CBR值為2.4%，50擊對(duì)應(yīng)CBR值為3.1%，98擊對(duì)應(yīng)CBR值為4.2%；摻4%水泥千枚巖最大干密度2.115g/cm3，通過分析得出本段摻4%水泥千枚巖最佳含水量為11.4%，摻3%水泥千枚巖最大干密度2.108g/cm3，通過分析得出本段摻3%水泥千枚巖最佳含水量為11.2%，摻2%水泥千枚巖最大干密度2.1g/cm3，通過分析得出本段摻2%水泥千枚巖最佳含水量為11.0%，同時(shí)可以看出千枚巖的壓實(shí)效果對(duì)含水量具有敏感性。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，超出最佳含水量一定范圍，壓實(shí)效果顯著下降?？刂坪渴悄芊襁_(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)要求的關(guān)鍵性因素。

5.2 施工工序

上料-推土機(jī)推土粗平-羊足碾破碎-第一次灑水悶料-路拌機(jī)拌和-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓-第二次補(bǔ)灑水-擺放水泥和攤水泥-路拌機(jī)拌和-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓-平地機(jī)粗平-羊足碾碾壓-平地機(jī)精平-光輪壓路機(jī)碾壓-光輪壓路機(jī)收面-灑水養(yǎng)生。

6　路基試驗(yàn)段數(shù)據(jù)采集

6.1 一個(gè)循環(huán)工作時(shí)間采集

（1）4%水泥改良土（2400㎡）

上料3小時(shí)-推土機(jī)推土粗平0.5小時(shí)-羊足碾破碎2小時(shí)-第一次灑水悶料5小時(shí)-路拌機(jī)拌合3小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1小時(shí)-第二次補(bǔ)灑水2小時(shí)-擺放水泥和攤水泥2.5小時(shí)-路拌機(jī)拌和3小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1小時(shí)-平地機(jī)粗平0.8小時(shí)-羊足碾碾壓3小時(shí)-平地機(jī)精平1.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)碾壓2小時(shí)-光輪壓路機(jī)收面1小時(shí)，以上時(shí)間總計(jì)為34.3小時(shí)。

（2）3%水泥改良土（1200㎡）

上料1.5小時(shí)-推土機(jī)推土粗平0.5小時(shí)-羊足碾破碎1.5小時(shí)-第一次灑水悶料5小時(shí)-路拌機(jī)拌合1.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1小時(shí)-第二次補(bǔ)灑水2小時(shí)-擺放水泥和攤水泥1.5小時(shí)-路拌機(jī)拌和1.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓0.5小時(shí)-平地機(jī)粗平0.5小時(shí)-羊足碾碾壓2小時(shí)-平地機(jī)精平0.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)碾壓2小時(shí)-光輪壓路機(jī)收面0.5小時(shí)，以上時(shí)間總計(jì)為22小時(shí)。

（3）2%水泥改良土（1200㎡）

上料1.5小時(shí)-推土機(jī)推土粗平0.5小時(shí)-羊足碾破碎1.5小時(shí)-第一次灑水悶料5小時(shí)-路拌機(jī)拌合1.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1小時(shí)-第二次補(bǔ)灑水2小時(shí)-擺放水泥和攤水泥1.5小時(shí)-路拌機(jī)拌和1.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)穩(wěn)壓0.5小時(shí)-平地機(jī)粗平0.5小時(shí)-羊足碾碾壓2小時(shí)-平地機(jī)精平0.5小時(shí)-光輪壓路機(jī)碾壓2小時(shí)-光輪壓路機(jī)收面0.5小時(shí)，以上時(shí)間總計(jì)為22小時(shí)。

6.2 機(jī)械組合、碾壓參數(shù)及松鋪厚度采集

經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出試驗(yàn)段路基機(jī)械組合、松鋪厚度與碾壓參數(shù)見表2。

6.3 壓實(shí)系數(shù)采集

松鋪厚度控制在不大于30cm，施工時(shí)，進(jìn)行堆料后，在30cm高度處掛線，以此為標(biāo)準(zhǔn)面，對(duì)填料進(jìn)攤鋪、推平，用22T振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，經(jīng)檢測(cè)：

（1）摻4%水泥千枚巖改良土93區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為6遍，平均壓實(shí)厚度為25.7cm，平均松鋪系數(shù)為1.208；94區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為7遍，平均壓實(shí)厚度為25.4cm，平均松鋪系數(shù)為1.221；96區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為8遍，平均壓實(shí)厚度為25.2cm，平均松鋪系數(shù)為1.229。

（2）摻3%水泥千枚巖改良土93區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為6遍，平均壓實(shí)厚度為25.8cm，平均松鋪系數(shù)為1.205；94區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為7遍，平均壓實(shí)厚度為25.5cm，平均松鋪系數(shù)為1.218；96區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為8遍，平均壓實(shí)厚度為25.2cm，平均松鋪系數(shù)為1.234。

（3）摻2%水泥千枚巖改良土93區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為6遍，平均壓實(shí)厚度為25.5cm，平均松鋪系數(shù)為1.206；94區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為7遍，平均壓實(shí)厚度為25.3cm，平均松鋪系數(shù)為1.214；96區(qū)時(shí)碾壓遍數(shù)為8遍，平均壓實(shí)厚度為25.1cm，平均松鋪系數(shù)為1.21。

6.4 碾壓參數(shù)采集

（1）摻4%水泥千枚巖改良土試驗(yàn)

采用22T振動(dòng)壓路機(jī)和羊角碾進(jìn)行壓實(shí)，第1遍靜壓；第2～4遍羊角碾碾壓；第5遍慢速?gòu)?qiáng)振碾壓；第6遍采用靜壓，振動(dòng)速度＜4km/h，振動(dòng)頻率35Hz，激振為350kN，振幅為1-2mm。第6遍碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為93.8/94.5/93.8/94.1達(dá)到了93區(qū)壓實(shí)要求；第7遍強(qiáng)振碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為95.8/96.0/95.7/95.8達(dá)到了94區(qū)壓實(shí)要求；第8遍繼續(xù)強(qiáng)振碾壓，測(cè)得壓實(shí)度為97.2/97.8/97.3/97.7，達(dá)到了96區(qū)壓實(shí)要求，第9遍慢速靜碾進(jìn)行收光處理。

（2）摻3%水泥千枚巖改良土試驗(yàn)

碾壓設(shè)備及參數(shù)同上。第六遍碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為93.6/93.8/93.8/93.8達(dá)到了93區(qū)壓實(shí)要求；第7遍強(qiáng)振碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為95.2/94.3/95.3/95.1達(dá)到了94區(qū)壓實(shí)要求；第8遍繼續(xù)強(qiáng)振碾壓，測(cè)得壓實(shí)度為96.7/96.7/96.9/97.1，達(dá)到了96區(qū)壓實(shí)要求，第9遍慢速靜碾進(jìn)行收光處理。

（3）摻2%水泥千枚巖改良土試驗(yàn)

碾壓設(shè)備及參數(shù)同上。第6遍碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為93.4/93.4/93.2/93.6達(dá)到了93區(qū)壓實(shí)要求；第7遍強(qiáng)振碾壓后測(cè)得壓實(shí)度為94.4/94.2/94.3/94.2達(dá)到了94區(qū)壓實(shí)要求；第8遍繼續(xù)強(qiáng)振碾壓，測(cè)得壓實(shí)度為96.3/96.3/96.4/96.4，達(dá)到了96區(qū)壓實(shí)要求，第9遍慢速靜碾進(jìn)行收光處理。

7　路基試驗(yàn)段總結(jié)

（1）上料時(shí)用灰線打出方格網(wǎng)，按照松鋪30cm控制，根據(jù)虛鋪厚度算出每個(gè)方格網(wǎng)卸料數(shù)量。

（2）碾壓時(shí)含水量盡量控制在高于最佳含水量2%～3%時(shí)開始，含水量不足時(shí)灑水潤(rùn)濕。試驗(yàn)檢測(cè)含水率達(dá)到要求后方可布水泥。

（3）水泥初凝時(shí)間為228min，終凝時(shí)間為279min。施工時(shí)水泥開始拌合到碾壓完成控制在4小時(shí)以內(nèi)。

（4）填料碾壓順序?yàn)榈谝槐殪o壓；第二遍、第三遍、第四遍羊角碾碾壓；第五遍慢速?gòu)?qiáng)振碾壓；第六遍靜壓。

結(jié)語(yǔ)

千枚巖作為安康地區(qū)的主要地質(zhì)構(gòu)造，在道路工程建設(shè)中作為主要的路基填料，施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件、環(huán)境保護(hù)要求、工程經(jīng)濟(jì)性等方面，在滿足工程質(zhì)量要求的前提下，合理選擇千枚巖的工藝參數(shù)。

表1

表2

參考文獻(xiàn)

[1]周元林，楊景峰.陜西境鄂陜界至安康公路千枚巖路基填筑技術(shù)[J].交通科技，2011（02）：98-88.

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[3]舒海民.高速鐵路軟巖改良土試驗(yàn)及施工工藝研究[D].海南：中南大學(xué)，2008.

中圖分類號(hào)：TQ172

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A