过湿土的定义及处理方法.doc

过湿土对“过湿土”目前尚无确切的定义。按现行公路路基土的分类，所说的过湿土大多属于高液限粘土。有的文献认为，过湿土一般是指稠度(WC)小于某一允许值后，必须采取相应技术措施加以处理方可压实到规定压实度的土。研究表明：粘性土按稠度(WC=(WL-W)/IP，WL为液限，W为天然含水量，IP为塑性指数)划分时，WC0.5时呈极软塑状，不能直接用作筑路材料；Wc=0.50.75时呈软塑状，属于需要处理的湿粘土，如用作填土材料，可掺入无机结合料，视情况晾晒拌和后压实，能获得满意效果；WC=0.751.00时呈硬塑状，属于可利用的湿粘土，其中WC=0.901.00时只需稍加晾晒便可压实；WC=0.750.90时需要晾晒时间较长，并需要掺入小剂量的结合料拌和后压实；只有当WC1.00时土呈半固体状，属于正常填料，直接可用重型机具碾压密实。济东高速16标原地面属于极软塑状态，大部分则属于软塑状态，总之均属于需经处理后方可填筑路堤。由于原地面土的天然含水量大、粘性大，一般还含有膨胀性矿物，其亲水性和持水性强，透水性差等特性，晾晒有困难且不易粉碎，施工难度大，粘粒含量越高的土，其膨胀性矿物的含量也越高，膨胀性越明显，工程性质越差。这种土风干需要时间和场地，一旦风干以后，它便成为硬块，难于粉碎。而现场原状土又由于天然含水量较大，都远超过二种压实标准(重型或轻型)的最佳范围(表1)，显然欲使此类填料在密实度上达到重型压实标准，不采取措施是不可能的，因为在压路机的瞬时压力作用下，土中多余的水分不可能立即被排出，因此碾压的结果，土体只会出现“弹簧”现象。由于重型压实标准的压实功加大，使同一种土达到最佳密实状态所需的润滑剂(水分)相应减少，故其最佳含水量值又小于轻型标准的相应值，如不采取处治措施而坚持重型压实标准，则本工程大部分路基原地面土的密度不但难以达标，而且即使达到了重型压实标准的路基，其状态也不能持久，在使用过程中，一旦气候与环境条件恶化，会吸收更多的水分才趋稳定，其结果将是土体膨胀，干密度降低。处理方法的原理分析：土质改良的一般方法为水泥改良，石灰改良，土壤固化剂改良，石灰改良又分为消石灰改良和生石灰改良，土壤固化剂价格昂贵使用较少，本项目仅对水泥，消石灰，生石灰三种材料进行对比。1水泥改良土的基本原理 水泥加入土中并拌合后，水泥中的各个成分与土中的水分发生，强烈的水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙及其它水化物，Ca(OH)2 继续与土发生各种反应，其它水化物继续硬化并在土中形成水泥石骨架，水泥在改良土中的作用，从工程观点看主要有以下三点：降低土的含水量：水泥与水反应形成结晶水同时反应产生的热量有利于水的蒸发;改变土的塑性：3%的水泥剂量能在短时间内降低土的塑指5%左右;增加土的强度和稳定。2石灰改良土的基本原理 石灰加入土中后，发生一系列的化学反应和物理化学反应，主要有离孒交换反应、Ca(OH)2的结晶反应和碳酸化反应以及火山灰反应。这些反应的结果使粘土颗粒絮凝，生成晶体氢氧化钙、碳酸钙和含水硅铝酸钙等胶结物。这些胶结物逐渐由凝胶状态向晶体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度和水稳性不断提高。当土中加入生石灰时其主CaO+H2O=Ca(OH)2+64058J Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O ,所以采用生石灰粉处理过湿土特别有利，因为它能吸收的水分比水泥和消石灰多得多，此外，生石灰粉消解时放出的大量水化热能促使较多的水分蒸发。3 对比试验（见表2所示）表2 采用不同的改良剂不同的剂量对比土的含水量下降的速度、程度以及CBR的提高程度从经济效益方面分析3%的水泥与6%的生石灰或消石灰的单价基本接近，但6%的生石灰能够在短时间内有效的降低土的含水量至最佳含水量的2%范围内，而水泥和消石灰则没有这种效果，同时生石灰对土的CBR提高的程度也较高, 所以通过以上室内外试验最后确定采用生石灰作为过湿土的改良剂。生石灰的技术标准与处理技术：1 生石灰的技术标准石灰应采用级或以上级别的磨细的生石灰，技术标准见表3所示：表3 生石灰技术标准对进场的同厂家，同品质，同编号，同生产日期的石灰，以200t为一批，每批至少取样一次按公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）进行试验。2 处理技术2.1施工机械准备 每作业段应配备洒水车一辆,旋耕机四台,重型铧犁两台,稳定土路拌机一台,18T以上压路机不少于两台,推土机一台,平地机一台,自卸车不少于20辆。2.2材料准备 素土：在取土坑周围开挖一条比设计取土深度深1m左右的水渠，用抽水机排除地下水，以降低土的天然含水量。石灰：石灰分批进料，做到既不影响进度，又不过多存放。2.3上土控制 依据施工经验，按松铺系数为1.2，压实厚度20cm计算每车土（松方约4方）的摊铺面积，选用体积基本相等的翻斗车运料，将路基全幅打4m4m方格网，每个方格堆放一车土。以便指挥人员控制上土的均匀性。在同一地方取土供料的路段内，指挥人员由远到近按要求将土卸于制定的方格内，指挥人员要认真负责，严格控制，避免上土不够或过多。用推土机粗平，将土料均匀摊铺在预定的平面上，表面平整，并按图纸要求设置路拱横坡，摊铺过程中，人工将土中的杂质捡除。试验人员检测土的含水量，若含水量过于偏大，则应用重型铧犁和旋耕机翻拌晾晒以降低土的含水量。2.4石灰摊铺控制 当土质含水量降至大于最佳含水量的1114时用平地机平整后用压路机稳压一遍，使其表面平整。施工技术人员按6的灰计量计算每袋石灰的摊铺面积，在土层上画好方格网，同时撒出石灰的摊铺边线，将石灰卸在指定的位置。人工将石灰均匀摊开，摊铺后应表面没有空白位置，用钢尺检测石灰的松铺厚度。根据石灰的松密度，核算石灰用量是否达到设计要求，若石灰厚度小于设计标准则补撒石灰以达到设计要求。2.5石灰土拌和 采用路拌机进行二次拌和，拌和深度为整层厚度（24cm），要求专人跟随拌和机，随时挖坑检查拌和深度及均匀性，并配合机械操作人员调整拌和深度。在拌和过程中，及时检查含水量。含水量合适时（大于最佳含水量23）用压路机紧跟拌和机进行封面以防止水分蒸发，如含水量较小，用洒水车补充洒水，使混合料含水量稍大于最佳含水量，水车起洒处和调头处应超过拌和路段2m以上，洒水车不要在正在进行拌和或当天计划拌和的路段上调头和停留，以防局部水量过大，拌和机应紧跟水车进行拌和。如含水量过大应进行翻拌晾晒。注意拌和时拌和机行走速度不宜太快，要求拌和色泽均匀一致、无灰条，土粒粉碎粒径不大于15mm，必要时进行三次拌和。拌和完毕及时检测灰剂量，如灰剂量小于设计标准，则必须补撒水泥，并且路拌机进行拌和。拌和好的混合料要及时进行碾压，不得超过6h。2.6碾压 先用压路机稳压1遍，一方面是封面以防止表面水分蒸发，另一方面是灰土碾压基本密实，消除了在平整时平地机轮迹造成的不均匀密实和虚标高。然后平地机进行初步整平和整形，平地机由两侧向路基中心刮平，做出明显的路拱横坡度