水泥稳定土半刚性板处置盐渍化软土试验研究

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新疆S201线克榆公路改建工程水泥稳定土半刚性板处治盐渍化软土试验研究试验方案第X合同段项目部二零零六年九月十日 水泥稳定土半刚性板处置盐渍化软土试验方案一、研究背景S201克榆公路为一级公路，全长214.031km，沿线土质多为低液限粘土、粉土和粉细砂，部分路段存在不同程度的盐渍土。对于盐渍化湿软路段，若采用换填砂砾或风积沙的办法做浅层地基处置，不仅工程投资较大，而且填筑工期较长。为完善盐渍化软土地基处置设计和施工工艺，现进行水泥稳定土半刚性板处置盐渍化软土试验研究。通过试验验证在工程后期地基表层是否可形成一个半刚性板体路基承载平台，以提高地基承载力，消除路基的不均匀沉降，提高路基的整体稳定性，实现缩短施工周期，节约投资，降低工程造价目的。二、试验目的1、拟通过本试验，摸清半刚性板层在控制盐渍化软土路基不均匀沉降方面的效果，并找出影响效果的相关因素。2、通过本次试验找出半刚性板层的厚度，以及板层弹性模量同下层盐渍化软土弹性模量对应力扩散影响情况，以确定合理板层厚度和压实度。3、验证半刚性板层对路基盐分迁移的隔断效果，找出在过湿软弱土施工水泥稳定土半刚性板层的合理的施工工艺。4、根据土工试验测得的土质分析数据，计算该方案处理后路基的工后沉降量，并与观测沉降量进行对比，得出适合此方案处置的软土厚度。验证表层软土经水泥稳定处置形成的半刚性板体层能否满足路基对地基承载力的要求。三、试验方案依托S201线实体工程，在K120+000-K120+120段右侧铺设4种不同工况路段。每种工况取30米，四种工况共计120米，各种工况之间要采取隔断措施。序号水泥板刚性板及厚度水泥剂量长度140cm10%40m250cm10%40m360cm10%40m470cm10%40m试验路结构示意图（见附图）路面结构：3cm沥青表处，30cm级配砂砾； 路基：100cm天然砂砾料；30cm硫酸盐强化层（原状土掺加10%硫酸钠）水泥土稳定板层：40cm、50cm、60cm、70cm。四、施工工艺及要求试验段地基采用水泥稳定土处理方式，在形成半刚性板层的过程中采用稳定土的路拌法施工。为保证工程的质量，参照《公路工程路基路面施工规范》制定如下路拌法施工工艺。（1）在进行水泥稳定土半刚性板层施工之前，必须在下承层上恢复中线，直线段每15-20m设一桩，平曲线段每10-15m设一桩，并在两侧边缘外设指示标。进行水准测量，在两侧指示标上标出每层边缘的设计标高后，方可进行水泥土的施工。（2）开挖至设计高度后，应将路基范围内的淤泥、杂草、植物根茎等进行清理，路基旁水塘的积水应予以排出并挖除老路堤将地基整平，使之具有规定的路拱（2%-3%）。并在施工前对选定路段按土工试验要求在现场取代表性试样，进行水泥稳定土的击实试验和其它室内土工试验，确定最大干密度和最佳含水量以及硫酸盐含量。（3）用三铧犁将土基的上部翻松到预定的深度，使土块粉碎达到符合要求；用犁将土向路中心翻松，使预定处置层的边部成一个垂直面，防止处置宽度超过规定；用圆盘耙粉碎翻松土。（4）按试验设计厚度（30cm）翻挖、晾晒至达试验确定最佳含水量，根据土的厚度、预定的硫酸盐剂量，计算每一平方米硫酸盐强化层需要的硫酸盐用量对硫酸盐进行均匀摊铺和平整，摊铺过程中，应将土快、超尺寸颗粒及其它杂物捡出。后用三铧犁反复翻犁至硫酸盐均匀分布在整个土层中，整平后用6～8t两轮光面压路机碾压1～2遍，使硫酸盐强化层具有平整光滑的表面，并具有一定的压实度，以便摊铺水泥。（5）摆放和摊铺水泥使用袋装水泥，事先根据水泥改良土的压实厚度、预定的干容重和水泥剂量，计算每一平方米水泥土需要的水泥用量，并计算每袋水泥的摊铺面积。然后，根据水泥土层的宽度，确定摆放水泥的行数，计算每行水泥的间距。最后，根据每袋水泥的摊铺面积和每行水泥的间距，计算每袋水泥的纵向间距，用白灰打格 。根据计算的每袋水泥的纵横间距，用石灰在料层上作摆放水泥的标记，同时划出摊铺水泥的边线。将水泥运到摊铺路段后，按事先做好的标记摆放水泥，并检查有无遗漏或多余。将水泥袋拆开，倒出水泥后，用木刮板将水泥均匀摊开。应注意使每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完毕后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的位置。（6）拌和（干拌）拌和的目的是使水泥完全均匀地分布到上中。在用机械拌和的头一二遍，通常是进行干拌。然后再洒水拌合，即进行湿拌。干拌的目的是使水泥分布到全部土中，不要求达到完全拌合，而是预防加水过程中水泥成团。采用旋转耕作机作为主机，铧犁或平地机为辅机的操作方式。先用平地机将铺好水泥的集料翻拌两遍，使水泥分布到土料中。第一遍由路中心开始，将混合料向中间翻，同时机械慢速前进。第二遍相反，由两边开始，将混合料向外侧翻，接着用旋耕机拌合两遍再用桦犁将底部料翻起。随时检查调整翻拌深度，使水泥土层全部翻透。严禁在底部留有“素土”夹层，也应防止破坏下承层的表面。一般应翻犁两遍，接着用旋耕机拌合两遍，再用三铧犁翻犁两遍。（7）拌和过程中，应及时检查混合料的含水量。当含水量接近最佳含水量时，应减少或不洒水，拌和过程中，水分略大些较水分不足为好。拌和一直进行到混合料的颜色及含水量均匀为止，整个翻拌时间宜控制在1h之内。（8）整形。混合料拌合均匀后，应立即用用平地机初步整平。平地机由两侧向路中心进行刮平，局部低洼处，用平地机的齿耙将其表层5cm以上耙松，并用新拌的水泥土补平。每次整平都要按照要求的坡度和形成3%-4%的路拱进行。（9）碾压。水泥土整平到需要的断面和坡度后，应立即用12吨以上振动压路机在路基全宽内进行碾压。由两侧路肩向路中心碾压，碾压时后轮应重叠1/2的轮宽，后轮必须超过两端的接缝处，后轮压完路面全宽时即为一遍。碾压过程中，如发生“弹簧”、松散起皮等现象，应及时翻开换以新的水泥土或添加水泥重新拌合，或用其他方法处理，直至达到质量要求。碾压第一遍为静压，第二遍后为振动压，最后一遍为静压，以消除压路机的痕迹。碾压一直到要求的密实度为止。碾压时注意，压路机不得在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。碾压过程中，表面应始终保持潮湿。上述水泥拌和、碾压施工工序应在水泥的初凝前完成。（10）接缝和调头处的处理。同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接，前一段拌和整形后，留3～4 m不进行碾压，后一段施工时，前段留下末压部分，应在增加部分水泥重新拌合，并与后一段一起碾压（控制好拌和和碾压时间）。（11）养生。水泥土基床底层分层填筑、碾压时，如不间断施工，可不考虑养生。施工完毕后立即铺筑路床表层时，也可不考虑养生，否则应进行养生，其方法可选择:①洒水养生。②覆盖塑料薄膜，周边用土压紧。③覆盖草袋并洒水养生，养生至填筑基床表层为止，如龄期超过28天后可不再进行养生。④覆盖一层低塑性粘土保护层，厚20-25cm，直至铺设基床表层时清除，并应将表层土打扫干净，不留痕迹。（12）分层碾压完毕，对水泥半刚性板层进行压实度试验检测（半刚性板层的压实度应不低于90%）。（13）在半刚性板层之上，再按常规施工要求填筑路基至设计标高，距设计标高80cm内的压实度不小于95％。（14）基层的铺筑，采用级配砂砾分层填筑压实度不低于97%（15）3cm沥青面层表处采用拌和机拌和，摊铺机摊铺，质量标准符合规范要求。（16）沉降板的埋设，在水泥稳定土板上第一层砂砾填筑完成后，分别在K120+030,K120+070,K120+100断面自水泥稳定土板顶面边缘向内1.5米的位置埋设两处沉降观测板，沉降板由长宽400*400mm,厚10mm的钢板中心焊接一根140mm长Φ16钢筋制作而成，每个断面两个，共六个。填筑路基和铺筑路面时注意保护沉降观测板，不得压弯，变形，移位。（17）温度传感器的埋设，在整个路基填筑完成后，分别在K120+040,K120+080,K120+110断面自水泥稳定土板顶面边缘向内1.5米的位置向上每30cm埋设温度传感器一个，每个断面三个为一组，共三组。填筑路基和铺筑路面时注意保护温度传感器，不得压坏，安装完成检查正常显示后用塑料薄膜包好接头防止沙土和水进入，并在路肩做好标识，以备观测。五、试验检测项目1、地基原状土试验检测项目 检测项目检测次数备注密度每隔40m测一组按规范要求含水量每隔40m测一组标准击实每隔40m测一组颗粒分析每隔40m测一组界限含水量每隔40m测一组易容盐试验每隔20m测一组30cm、60cm、100、cm深度各测一处2、水泥稳定土半刚性板检测检测项目检测次数备注厚度每200m24处水泥稳定土半刚性板成型后测定横坡每20m一断面压实度每20m测一组回弹模量（E0）每20m测一组养生7天后测定3、路面观测1）沉降观测：分别在试验路竣工后、冻前、春融时及使用一年后进行路面高程观测。(每断面测路中线、行车道、路肩，每隔20米测一组)2）路面整体强度测试：分别在试验路竣工后、冻前、春融时及使用一年后进行回弹弯沉测定。（每10米设一侧点,路面左右行车道各测一遍，计算平均弯沉值和标准方差）3）平整度观测：工后、冻前、春融时及使用一年后对路面平整度测试。（路面竣工后用3米直尺分别检测不同时期路面平整度，每种结构左右行车带各测一遍，计算均值和均方差)4）外观及裂缝观测：工后、冻前、春融时及使用一年后对路面外观及裂缝观测。六、试验单位组成 1、试验组成单位试验管理单位：新疆维吾尔自治区交通建设局试验承担单位：S201线克榆改建项目执行办公室试验参加单位：克榆公路改建工程总监代表处新疆路桥总公司（新疆S201线克榆公路改建工程第五合同段项目部）2、单位分工项目执行办：负责试验的组织实施、进度安排、数据整理及协调工作，并编写试验报告；总监代表处：负责有关文件、技术资料的收集，试验段的设计，指导试验段的施工，数据的整理分析及部分试验报告的编写；五合同项目部：负责试验段的具体施工，观测数据的采集，部分数据的整理、分析及部分试验报告的编写。3、人员组成见附表一（人员组成表）七、试验工作安排见附表二（试验进度安排表）八、经费的使用及分配见附表三（经费申请投入及使用计划）九、人力任务计划表见附表四十、工程量计算表（见附表五）