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石灰土强度的形成原理,是在粉碎的土料中掺入适量的具有一定细度石灰,在最佳含水量下压实后,既发生了一系列物理力学和物理化学作用,形成石灰土的强度。灰和土发生系列相互作用,形成板体,提高了强度和稳定性。
一、施工工艺
(一)施工准备
1、材料要求
(1)石灰:石灰土所用石灰宜用1-3级新石灰。
(2)土:石灰土所用土以就地取料为上策,凡塑性指数在4以上的砂性土、粉性土、粘性土均可用于修筑石灰土,塑性指数7-17的土最好(易于粉碎均匀,便于碾压成型)。
(3)水:一般饮用水或不含油质、杂质的干净水均可使用。
2、机具(以机械拌合配备)选择
(1)水车(3.5-4.0t)2-3台,消解石灰,拌合灰土用。
(2)压路机8t一台,12t一至二台。
(3)拖拉机履带式54-75HP(马力)或胶轮55HP(马力)3台,4-5铧犁一台,耙(缺口重型圆盘耙)1台,平耙1台。
(4)找平机1台。
3、作业条件
(1)土基(路床)已验收合格(地下管线已竣工),中线高程等的测量工作已能满足铺土要求。
(2)石灰土已消解过筛,数量能满足施工拌合段需要。
(3)备土
①是不作路床利用路床标高以上的土层,预留好灰土层需要的土层度,其上直接铺石灰就地翻拌;
②是路床成活后,摊铺拌合好的石灰土。
(二)施工程序
1、拌合
(1)碎土
利用拖拉机牵引(悬挂)多铧犁,干拌2遍,先从拌合段(一般200-300m)起点边线插犁(内翻)向内逐次耕到中心,从中心向外逐次绞耕(外翻)到两侧边线,如此反复两遍,然后重耙四遍,轻耙两遍使土翻向中心,外翻四遍,轻耙一遍将土犁到设计深度,不留空白。
(2)干拌
用重耙在已翻拌松动的混合料上进行碎土拌和,翻拌遍数应视碎土和翻拌均匀程度而定,一般不少于四遍并使耙过的混合料达到基本平整,有时可使重耙尾随铧犁配合作业,然后轻耙两遍,再使土翻向中心;犁耕一遍,又重耙四遍,轻耙两遍,检查犁的深度,土的颗粒符合要求,使灰土拌合基本均匀,表面比较平整。
(3)湿拌
干拌完毕立即测定含水量,并视施工季节控制洒水量,加至最佳含水量,洒水量须严格掌握,宜早洒、勤洒、细洒,洒水完毕进行湿拌,先外翻一遍,将上层加水的灰土层翻入下层,又将底层未拌匀的灰土翻至表面,再用重耙四遍,轻耙两遍,达到灰土拌合均匀一致,表面均匀平整、基本符合路型,及时用按设计要求整出路拱。
2、检查调平整型
(1)检查项目:
在湿拌结束即进行下列各项检查。
有无遗漏未犁到之土埂。
灰土厚度、标高、宽度是否符合设计要求。
灰土外观拌合均匀、色泽一致。
含水量:接近最佳含水量的土的简单鉴别法:用手捏灰土可成团,较费劲,手掌无水印,灰土团自50cm处落在地上散成蒜瓣形块状,自1m高处落在坚实地面上即松散,这些现象接近最佳含水量。
(2)整形
①掌握虚厚用边桩拉横断平线下反尺寸掌握灰土虚厚=施工层厚×1.6-1.8(实验得到)。
②采用找平机找平。
③施工段落严禁行人及一切车辆通行。
3、稳压
(1)稳定是灰土进行压实前的试压阶段,灰土内部和外部的某些缺陷,可通过稳压予以补救。
(2)灰土整形约50m即可开始碾压,稳压是碾压的开始,用8t碾稳压必须重轮在前自路边向路中央大摆轴匀速碾压。
(3)如发现高程及平整度差异较大,应及时翻松找补找平。
(4)如发现有横向均匀裂缝,可能是含水量不够所致,须补洒水花,拌匀整流器平,局部有软弹现象是含水量过大,须翻开,掺拌干灰整平。
4、碾压
(1)用12t以上压路机,自路边开始向路中心碾压4-6遍,压实度即可达到或接近要求。即时检验,如发现压实度未达到要求时,尽快补压。
(2)灰土整理后应及时碾压,当天碾压成活。
(3)碾压方法:先从路一侧边缘开始,外侧的1/2压在路肩上,以60-70m/min的速度,每次重轮重叠1/2-1/3,逐渐压至路中心,再从另一侧边缘同样压至路中心,即为一遍,碾压一遍以后,应再仔细检查平整度和标高,即时修整。
(4)每层摊铺虚厚不宜超过25cm。
5、养生
石灰土在碾压完毕后的5-7天内,必须保持一定的湿度,以利于强度的形成,避免发生缩裂和松散现象。
二、常见的质量通病与防治
(一)搅拌不均匀
1、现象:石灰和土掺和后搅拌遍数不够,色泽呈花白现象。有的局部无灰,有的局部石灰成团。更有甚者,不加搅拌,一层灰一层土,成夹馅“蒸饼”。
2、原因分析:无强制搅拌设备,靠人工,费时费力,加上管理不严,便不顾质量,粗制滥造,搅拌费力,不愿多拌。
3、危害:如果掺和不均,灰是灰,土是土,土与灰之间的相互作用将不完全,石灰土的强度将达不到设计强度。
4、治理方法:按施工技术规程的规定
人工搅拌:
(1)将备好的土与石灰按计算好的比例分层交叠堆在拌和场地上;
(2)对锹翻三遍,要求拌和均匀,色泽一致,无花白现象。土干时随拌随打水花。加水多少,以最佳含水量控制。
机械搅拌:方法很多,有用平地机搅拌,专用灰土拌和机搅拌,农用犁耙搅拌。不管用什么方法就地搅拌,都应严格按规程操作,保证均匀度、结构厚度、最佳含水量。
(二)掺灰不计量或计量不准
1、现象:在石灰土掺拌过程中,加灰随意性较强,不认真对土、灰的松干容重进行试验计算,或虽有计量只是粗略体积比。
2、原因分析:
(1)管理人员和操作人员不了解剂量是直接影响着灰土强度的重要因素。
(2)管理人员未经试验计算或虽经试验计算但对操作者交底不清。
3、危害:在生产实践中,石灰剂量应不低于6%,不高于18%,如果计量不准,低于6%或高于18%都会使灰土强度降低。
4、治理方法:石灰土的石灰剂量,是按熟石灰占灰土的总干重的百分率计算。要取得准确的剂量,就应经过试验。取得最佳配置方法。
(三)石灰过干或过湿碾压
1、现象:掺拌摊铺的灰土过干或过湿,都偏离最佳含水量较大。往往是过干时,在进行碾压后,再在表面进行洒水,这样只是湿润表层,不能使水分渗透到整个灰土层。过湿是碾压出现颤动、扒缝现象。
2、原因分析:
(1)土料在开挖、运输或就地过筛翻拌过程中,土料中原有水分大量蒸发,翻拌过程中又未重新加水。
(2)所取土料过湿或遇雨或灰土掺拌后未碾压遇雨,没有进行晾晒,在大大超过最佳含水量的状态下碾压。
3、危害:灰土在过干或过湿状态下碾压,均不能达到最佳密实度。过湿的土料或过湿的石灰均不能搅拌均匀;过干的灰土层,只在表面洒水,只能使表层达到较低高密实度,整流器个灰土层不会达到一致的最佳期密实度。这样将导致灰土层承载能力的降低,危及整个结构的寿命。
4、治理方法:
(1)石灰土搅拌必须具备洒水设备,如果在取土、运输、翻拌过程中失水,就应在翻拌过程中随搅拌随打水花,直至达到最佳含水量。同时在碾压成活后,如不摊铺上层结构,应不断洒水养生,保持经常湿润;灰土强度形成过程中,一系列相互作用都离不开水。
(2)取来的土料过湿或遇雨后过湿都应进行晾晒,使其达到或接近最佳含水量时再行加灰掺拌。如拌和后的灰土遇雨,也应晾晒,达到最佳含水量时进行碾压。如灰土搁置时间过长,还要经过试验,如果石灰失效,还应再加灰掺拌后碾压。