鋼渣處理軟土路基的應(yīng)用
在路基施工中,經(jīng)常遇到荷塘、池塘、稻田常年積水的淺水區(qū)域形成的軟土路基地段。為有效解決軟土路基因素造成的路基質(zhì)量問題,筆者在大量翻閱國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)和技術(shù)資料的基礎(chǔ)上對鋼渣工程特征、施工工藝設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制進(jìn)行了理論分析,并具體制定了施工方案。
一、鋼渣加固路基的原理
鋼渣材料具有良好的顆粒級配和工程填筑特性,其化學(xué)成份和力學(xué)特性有利于路堤強(qiáng)度和穩(wěn)定性的提高,顆粒組成決定了其具有足夠的水穩(wěn)定性。
1.鋼渣內(nèi)的 CaO 吸收一定水份,與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Ca(OH)2,并與其中的鐵、鋁等氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成強(qiáng)度很高的水化物,從而使路堤硬化,形成強(qiáng)度較高的板體,其變形模量遠(yuǎn)大于原地基土,從而大大提高路堤強(qiáng)度。
2.鋼渣路堤材料由于吸水后自身硬化,使松散材料產(chǎn)生一定的“內(nèi)聚力”和“側(cè)限作用”。另外,鋼渣具有較高的內(nèi)磨擦角,可增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度,提高路堤體的抗滑穩(wěn)定性。
3.鋼渣屬良好的滲水材料,地下水長期滲泡或水位浮動(dòng),造成的含水量變化,對路堤強(qiáng)度和變形影響很少,因而具有很好的水穩(wěn)定性。
4.置換作用,以強(qiáng)度較高變形較小,穩(wěn)定性好的散體材料取代承載力低,沉降變形大,穩(wěn)定性差的軟基土。
5.排水固結(jié),鋼渣屬滲水材料,可作為路基以下及兩側(cè)原地基壓縮固結(jié)時(shí)的良好排水通道,進(jìn)而促使土體固結(jié)。
6.應(yīng)力擴(kuò)散,鋼渣路堤本身強(qiáng)度和變形橫量顯著高于其下覆路基土,受荷后,具有應(yīng)力擴(kuò)散作用,從而減小下覆土的附加應(yīng)力。
二、鋼渣墊層的工藝設(shè)計(jì)與施工
1.基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)
(1)夯實(shí)機(jī)械。老式吊車改裝成的強(qiáng)夯機(jī),夯錘生2T,提落高度10m時(shí),自由落錘對路基表面所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為21l kg/cm2。(2)碾壓機(jī)械。 21t振動(dòng)壓力機(jī)。(3)含水量控制。固含水量對粗粒填料壓實(shí)變形影響很少,而且所用鋼渣的天然含水量與擊實(shí)試驗(yàn)的最佳含水量較接近,因而含水量采用天然含水量。(4)材料級配控制。采用鋼渣自然級配為確保壓實(shí)度的均勻性,去除粒徑>20㎝的個(gè)別鋼渣塊體。(5)含泥量。控制鋼渣含泥量不超過5%。(6)干密度控制。鋼渣最大干密度采用23.7KN/m3,施工控制干密度不小于22.1KN/m3。(7)壓實(shí)度。墊層壓實(shí)度不小于93%。
2. 路基處理施工。根據(jù)施工工藝設(shè)計(jì)參數(shù),首先將上部(1)層和(2)層軟土清除,虛鋪50㎝厚鋼渣,然后用2T重錘搭夯一遍,整平后用21T 振動(dòng)壓路機(jī)碾壓5遍,檢測干密度合格后,再施工上一分層。含泥量較高的鋼渣,須用清水沖洗干凈后方可填筑。施工期間,質(zhì)檢人員認(rèn)真檢查,嚴(yán)格把關(guān),確保每一道工序均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
三、軟基處理效果檢測
鋼渣中堤壓實(shí)效果檢測分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段是施工過程中,分層進(jìn)行施工干密度測試從而求得壓實(shí)度值檢驗(yàn)每層壓實(shí)質(zhì)量;第二階段是在路堤填筑完工后進(jìn)行路基彎沉值的檢測。
1.干密度檢測。對于鋼渣墊層采用灌水法測其干密度,每200米布置一個(gè)測點(diǎn),各點(diǎn)均滿足設(shè)計(jì)要求。
2.路基彎沉值檢測。鋼渣換填處理后路基實(shí)際彎沉值的檢測,按照檢測評定要求測得實(shí)際彎沉值平均1.84cm,滿足設(shè)計(jì)要求,路基設(shè)計(jì)允許彎沉值2.5mm。
四、相關(guān)結(jié)論
1.軟土路基是控制公路施工工期,制定工程質(zhì)量的關(guān)鍵路段,必須選擇有效的地基處理措施,進(jìn)行整治鋼渣墊層加固技術(shù)是處理該類路基的有效方法。
2.鋼渣屬工業(yè)無機(jī)碎石土類,粗料含量高,級配良好,具有良好的填筑性能,壓實(shí)后可達(dá)到很高的壓實(shí)度。
3.鋼渣的粒變成分決定了其具有良好的水穩(wěn)定性,鋼渣化學(xué)成分又使其具有較好的水硬性,填筑體的強(qiáng)度可吸收水分而逐漸提高,顯著增強(qiáng)路基的抗滑穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。
4.采用鋼渣處理軟土路基可就地取材,工藝簡單施工方便,工期短,造價(jià)低,可取得較明顯的技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境三大效益。
總之,軟土路基在公路路基施工中經(jīng)常遇到棘手的問題,處治不當(dāng),就會(huì)影響路基的穩(wěn)定性,無法保證路基的質(zhì)量。當(dāng)前,雖然對軟土路基的處治的方法有多種,但各有利弊,很難說哪一種方法就是絕對成功的。因此必須因地制宜,結(jié)合工程的實(shí)際情況,標(biāo)本兼治,徹底處理軟土路基,消除隱患,確保路基質(zhì)量。

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