濕陷性黃土地基處治試驗(yàn)中的灰土墊層法

李想

摘要：濕陷性黃土具有面積廣、深度淺等特點(diǎn)，由于人們對(duì)其缺乏系統(tǒng)與全面的認(rèn)識(shí)，使得濕陷性黃土對(duì)地基造成影響這一問題未能得以真正解決。因此，為了減少濕陷性黃土對(duì)地基穩(wěn)定性造成的影響，提高灰土墊層在濕陷性黃土地基中的應(yīng)用效果，本文重點(diǎn)分析濕陷性黃土地基處治試驗(yàn)中的灰土墊層法，期望可以為同類項(xiàng)目起到理論參考的作用。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土;地基處治;試驗(yàn)

1 濕陷性黃土產(chǎn)生的原因

黃土在遇水后，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯的變化，并在自重、附加應(yīng)力、受水侵蝕等的共同作用下會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，這一現(xiàn)象被稱之為濕陷性黃土，黃土之所以會(huì)發(fā)生濕陷，其中的一個(gè)重要原因是由黃土的成分、結(jié)構(gòu)造成的。其中，在濕陷性黃土中其成分主要是粒徑為0.01mm～0.05mm的粉土顆粒，比例約占黃土總量的50%及以上，占粉土顆?？偭康?0%～60%左右。

2 案例概況

工程擬建場(chǎng)地地貌單元為黃土丘陵，擬建場(chǎng)地現(xiàn)狀高程約為876.00～884.01 m，北高南低，地形起伏較大，地基土巖性以人工填土、濕陷性土、粉土、粉質(zhì)黏土為主，見表1?；鬃畹蜆?biāo)高為-6.50 m，地下水位低，土層分布很不均勻，基礎(chǔ)落在第2層濕陷性粉土層上。第2層和第3層濕陷性粉質(zhì)黏土層厚度很大，且自重濕陷嚴(yán)重，不能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求，需進(jìn)行地基處理。

3 灰土試驗(yàn)研究

在本工程項(xiàng)目中，灰土經(jīng)過改良后的效果主要受灰土等級(jí)和劑量影響，在通常情況下，只要是灰土中的氧化鈣、鎂含量分別達(dá)到55%或者以上的全部可以實(shí)現(xiàn)改良，而這一標(biāo)準(zhǔn)也同時(shí)滿足了國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：即Ⅲ級(jí)鈣質(zhì)消石灰和Ⅱ級(jí)鎂質(zhì)消石灰的質(zhì)量。另外，從理論上來講：灰土的改良需要使用等級(jí)較高的灰土，其摻量可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少，但隨著灰土等級(jí)的提高，其改良效果很難實(shí)現(xiàn)高摻量和低等級(jí)石灰的改良效果，尤其是在施工現(xiàn)場(chǎng)和拌和時(shí)這一效果愈加明顯。

4 灰土墊層施工方法

顧名思義，灰土墊層法指的是以灰土為主要墊層，其比例一般為2∶8或者3∶7;灰土厚度為1m～3m，壓實(shí)度為93%～95%。

4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在使用灰土墊層法之前，需要認(rèn)真檢查灰土的比例與厚度，合格后才能進(jìn)行下一步施工。比如，以5%的灰土墊層其施工順序主要分3層進(jìn)行，檢查井周圍每回填20層為一層，夯實(shí)施工。

4.2 材料供應(yīng)

根據(jù)每一施工環(huán)節(jié)的長(zhǎng)、寬以及灰土層的厚度，認(rèn)真計(jì)算本工程項(xiàng)目中所需要使用的土方量和灰土量。但需要注意，應(yīng)先分別揀出黃土中存在的雜物和石塊，才能運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，再通過利用推土機(jī)予以推平?；彝烈螅夯彝翍?yīng)為Ⅲ級(jí)以上的塊灰和生石粉為主，使用之前進(jìn)行熟化過篩，以此保證徑?！?mm、氧化鈣和氧化鎂的含量均≥50%，并注意禁止在其中摻入沒有經(jīng)過熟化的生石灰粉以及多余水分。

4.3 石灰鋪攤

先運(yùn)用推土機(jī)推平土層表面，再使用白石灰粉撒出方格狀的網(wǎng)線，盡可能保證每個(gè)方格的尺寸保持相等，再依照方格的尺寸、土層厚度、最大干密度、含水量分別計(jì)算出每一個(gè)方格所需的灰土數(shù)量，并卸入其中，鋪滿整個(gè)網(wǎng)格，然后通過使用平直的刮均勻鋪開。

4.4 拌和

使用懸耕犁拌和灰土，并委派專業(yè)人員定期觀察拌和的質(zhì)量和結(jié)果，拌和一般要保證在2遍及以上，直至顏色均勻且元素土夾層即可，拌和是控制灰土質(zhì)量的關(guān)鍵所在，因此要嚴(yán)格禁止在拌和料中出現(xiàn)自由狀態(tài)的灰土。

4.5 碾壓

待灰土料完全拌制均勻且經(jīng)過平整后，在完成碾壓之前要進(jìn)行悶料，其悶料時(shí)間在3h及以上，土料和生石地融合在發(fā)生劇烈變化的同時(shí)還會(huì)由于消解而出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象，水化熱加速反應(yīng)，可以提升灰土的性能，而如果碾壓時(shí)間太早，水化熱現(xiàn)象將導(dǎo)致施工層膨脹和隆起，不僅對(duì)本工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，還導(dǎo)致水化熱不能被充分利用，降低施工效果。在碾壓時(shí)，應(yīng)在直線段以及不設(shè)超高的情況下先由路肩開始碾壓，再向著中心推進(jìn)，碾壓的機(jī)械設(shè)備輪寬要保證不小于0.5m，直至被碾壓的路面沒有明顯的軌跡即可，并滿足設(shè)計(jì)要求中的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，則完成作業(yè)。

5? 濕陷性黃土地基處治灰土墊層法施工建議

通過以上分析：灰土采用5%滲量的Ⅲ級(jí)鈣質(zhì)消石灰摻量，改良效果十分明顯，完全可以滿足本工程項(xiàng)目上路床填料的基本要求。但在實(shí)際施工過程中，由于灰土施工全部采用路拌的方式，拌和的均勻程度又是影響灰土改良效果的重要因素，考慮到這一因素的影響，在具體施工過程中可以適當(dāng)增大摻灰量，也可以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，確定合適的摻灰量。而在國(guó)家的相關(guān)規(guī)定中：對(duì)上地基要求的厚度為30cm，下地基要求的厚度為50cm，上下路床的強(qiáng)度要求為5%～8%，這樣的要求雖然從行車載荷方面來講是合理的，但卻給灰土的分層壓實(shí)帶來了一定的困難。另外，石灰土的虛鋪厚度要控制在30cm，即使在使用極振力為55t的羊足碾并在與光輪壓路機(jī)的配合下碾壓形成的厚度也不應(yīng)超過20cm。因此，30cm虛鋪厚度按照1層碾壓太厚、2層碾壓太薄;50cm虛鋪厚度同樣按照2層碾壓太厚、3層碾壓太薄。在這樣的情況下，可按照80cm的虛鋪厚度分為2層，上面40cm采用上路床摻灰量，下面40cm使用下路床摻灰量，同樣分2層攤鋪，然后完成碾壓。

實(shí)踐證明：這一施工方法既安全又節(jié)約成本。雖然灰土碾壓采用的是不同噸位的壓路機(jī)并配合不同的壓實(shí)厚度，但從施工效果和施工質(zhì)量來看，灰土墊層法中的輕型和重型壓路機(jī)使用的很少，基本使用的是重型和超重型的壓路機(jī)來完成碾壓。

6 結(jié)束語

綜上所述，在濕陷性黃土地基處治試驗(yàn)中，關(guān)鍵是要減少和降低浸水后對(duì)黃土造成的影響，合理避免濕陷病害現(xiàn)象的出現(xiàn)，另外，對(duì)于灰土墊層法在本工程項(xiàng)目中的實(shí)施，既可以將其運(yùn)用到新建項(xiàng)目中，減少工陷沉降和濕陷病害，也可以運(yùn)用于既有道路的管理與維護(hù)中，特別對(duì)于濕陷病害嚴(yán)重的地段，在清除道路結(jié)構(gòu)層的基礎(chǔ)上，在地基撒入適量的灰土處理，徹底消除路面濕陷性病害，以此提高路面的通行能力和行車的安全性。

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