粉煤灰做轻质路堤的应用分析

摘要 本文结合某公路工程粉煤灰作轻质路堤的施工实践,对粉煤灰路堤施工中粉煤灰的性能指标、施工质量控制等进行了分析与探讨。

关键词 粉煤灰;最佳含水量;沉降变形;固结度

中图分类号U416.1+2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)18-0070-02

1 工程简介

某公路工程地处软土地基地段,地基承载力极差,该工程一定范围内没有填筑路堤的建筑材料,为了减轻地基承载能力,同时解决大量粉煤灰占用耕地的问题,故该路堤设计采用粉煤灰为填筑材料。

2 粉煤灰物理性能指标测定

2.1 击实试验

粉煤灰使用前应随机取样,采用重型击实试验确定最大干密度和最佳含水量,试验结果见图1。

由图1看出,随着含水量的逐步增加,最大干密度波动幅度较大,但从整体趋势来看,含水量在30%时所对应的最大干密度为1.1为最佳。

2.2 渗透性能

采用水头法,当最大干密度1.1g/cm3时 (压实度K=0.93),相应的渗透系数K10=2.53×104cm/s,当K=0.96时,K10

2.3 压缩性能

粉煤灰的压缩性和密度密切相关, 粉煤灰的压缩性和密度密与碾压机械有关,密度越大,压缩系数越小;压实机械自重越大压实效果越好。

3 路堤断面设计

路堤断面设计见图2,结构形式自上至下为土垫层、砂垫层、粉煤灰、封层土;边坡为1:1～1:1.5,坡脚外2m宽的砂垫层,2m宽的碎落台,2.4m宽的边沟。粉煤灰填筑高度为4.2m,设计中考虑规范要求,要求每层填筑高度不应大于30cm,所以粉煤灰路堤应该分层填筑,分层碾压,直至设计标高位置。

4试验路段施工

试验路段长100m,宽44m,分两段各50 m进行试验,前50m采用砂垫层上铺防水土工布,在土工布上铺筑粉煤灰,后50m在砂垫层上直接铺筑粉煤灰。

4.1 粉煤灰铺平

粉煤灰卸车后用平地机推平,按虚铺厚度35cm、70cm、105cm、140cm、175cm、210cm、245cm、280cm、315cm、350cm、385cm、415cm、450cm分层填筑铺平。

4.2 碾压

采用14T光轮碾压机、18T振动压路机碾压,第1～2遍采用14T光轮碾压机平压,第3～6遍18T振动压路机碾压,碾压时保持粉煤灰含水量在30%～40%的最佳含水量之间,如果含水量过小时补充水温;如果含水量过大,应翻晒到含水量达到最佳含水量要求后再碾压。考虑碾压机碾压后路基上面不能反应路基的真正压实度,在测量压实度时应清除表面一下5cm左右。根据压实试验综合分析碾压遍数、压实度、松铺厚度的关系(见表1)。

从表1中看出,最佳值相对应相同的压实机具时为40～43cm,最佳碾压次数为4～6遍,超过了最佳碾压次数后,不仅压实度不会提高,反而会降低,最终确定摊铺40cm,碾压5次。

5 施工质量控制

1)含水量应控制在最佳含水量左右,当含水量太低而碾压不成时,可洒水后再压。当含水量太高压成橡皮土时,应停压晾晒,待水分自然蒸发后再碾压,也可开槽加快蒸发。工期紧张而橡皮土范围不大时,用较干的粉煤灰将其换掉。工期紧张而橡皮上范围较大时,在其表面铺100mm～300mm的下灰后再碾压。

2)人工摊铺时,先用履带式机具或轻型压路机碾压1～2遍,然后再用10t～14t压路机碾压,机械摊铺时,直接用10t～14t压路机碾压。碾压时,压路机的平移宽度应为后轮的宽度。

3)分段施工时,接头处应做成斜坡,每层错开0.5m～1m,并应充分压实,还宜避开柱基、墙角及承重中间墙。

4)严禁扰动垫层下卧层的软弱土层,防止被践踏、受冻或受浸泡。

5)粉煤灰碾压完后,及时进行基础施工及基坑回填,否则应在外露的粉煤灰表面覆盖300厚的土层或砂层,以防正粉煤灰晾十后飞扬。

6)压道机无法碾压的边角部分可用蛙式打夯机分层打夯,每层虚铺厚度宜不大于200mm,一般可交叉打夯6遍～8遍。对于边部因每碾压1遍,均少压半轮,故应在边部三个半轮宽的范围内补压2～4遍,碾压时应尽量交叉碾压。

6 结论

在软基较浅和沉降变形较小的地段利用粉煤灰进行填筑后可以减少软基处治措施甚至不需要处治,而且施工方便,容易压实,节省机械台班,能有效减轻地基承载力,在软基路段,粉煤灰比粘土更适合作路基填筑材料。

参考文献

[l] 朱银全,韩秋芳.粉煤灰在地基处理中的应用[J].山西建筑,2003,29(5).

[2] 敬相海,肖保怀,等.大掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究[J].混凝土,2002(2).