探讨水泥稳定法处治高含水量风积沙土[筑路施工机械化]
4页1、S p e c ia 1 S t r y 本刊特稿RM CM 水泥稳定法 处治高含水量风积沙土 Cu r e t br W i n d bl o wn S oi l o fRi c h W a t e r b y Ce me nt S t a bi l i z a t i o n 罗运阔 袁玉卿 王 剑 樊艳东 冯明硕 1 开封市通达公路工程有限公司 河南 开封 4 7 5 3 2 河南大学 土木建筑学院 河南 开封 4 7 5 4 3 开封市通达公路勘察设计有限公司 河南 开封4 7 5 3 0 引言 水泥 土是 把 一 定 质 量 的硅酸 盐 水 泥 土加 水 拌 和 后 压 实到 高 密 度 的 一种 地 基 材 料 可作 为沥 青 混 凝 土和 水 泥 混 凝 土 路面 下 的基层 材 料 还 可用 于 大 坝 和 路 堤 的 边坡 加 固 沟 槽 水 库 和 浅 湖 的 衬 垫 大 体 积 水 泥 土 筑 堤 和 地 基 稳 定 自从 l 9 1 5 年 在 美 国佛 罗里 达 州萨 拉 索塔 市 用 路 犁把 贝 壳 砂 子和 水 泥 拌和 并 压 实 建 成 一 条 街
2、道 之后 水 泥 土 就 成 为 公 路 路 基 土 稳 定 的 一 种 用途 最 为 广 泛 的 材 料 l 水 泥 稳 定 土 在 中 国 也有 着 大 量 的应 用 许 多学 者 进行 了研 究 和 总结 伍 邦 勇 以 河 南 省 许 昌至 扶 沟 高速 公 路 为 例 研 究 了路 床水 泥 稳 定 土 路 拌 法 的施工 工 艺 质 量 工 期 控 制 李 清 等 的研 究表 明 掺 入 水 泥 能 明 显 提 高低 液 限粉 土 的强 度 及 回 弹模 量 几 乎 所 有 种 类 的 土都 可用 作 水 泥 土 但 也 有例 外 例 如 有机 土 高 塑 性 的 粘 土 和 反 应 不 良 的砂 质 土 最 好 采 用粒 状 土 因 其 比细 粒 土更 易 于 弄碎 和 拌 和 需 用 的水 泥 量 也 最 少 所 以制 成 的水 泥 土 比较 经 济 风 积 沙 土 颗 粒 松 散 下 层 土含 水 量 较 大 按 照 工 程 分 类属 于 含 砂 低 液 限粉 土 符 合 水 泥 稳定 土 的 处 治 要 求 但 目前 为止 尚未 见 到水 泥稳定风积 沙土 的公开
3、报道 因 此 Z 展水泥稳 定风积沙 土的理 论探 索与工程实践具 有重要意义 1 水泥土加固机理分析 水 泥 稳 定 法 是 利 用 水 泥 等材 料 作 为 固化 剂 通 过特 制 的搅 拌 机 械 就地 将 土 和 固化 剂 强制 搅 拌 使 土 硬 结成 具 有 整 体 性 水 稳 定 性 和 一 定 强度 的水 泥加 固 土 从 而 提 高 土 体 强 度 增 大 变形 模 量 同时 风 积 沙土 中含 有 大量 的沙 地 下水 位 高 含 水 率较 大 在 水 的 参 与下 水 泥 与 沙 发 生一 系 列 的物 理 化 学 作 用圈 主 要包 括 以下 几种 1 物 理 作 用 土块 的 机 械 粉 碎作 用 混合 料 的 拌和 压 实作 用 等 2 化 学 作 用 水 泥 颗 粒 的 水 化 硬 化 作 用 有机 物 的聚 合作 用 水泥 水 化 产 物 与粘 土 矿 物 之 间 的化 学作 用 等 3 物理 一 化 学 作 用 粘 土颗 粒 与 水 泥 及水 泥 水 化 产 物 之 间 的吸 附作 用 微 粒 的凝 聚作 用 水 及 水 化 产 物 的扩 散 渗 透作
4、 用 水 化 产 物 的溶 解 结 晶作 用 等 由于 开 封 风 积 沙 土 中含 水 量较 大 水 泥 的水 化 和水 解 作 用 较 为 充 分 产 生 具 有 胶 结 能 力 的 水 化 产 物 风 积 沙 土 中存在 大量 细 粒 土 具 有 非 常高 的 比表面 积 虽 然 对水 化 产生 的胶 凝 产 物具 有 强 烈 的 吸 附 性 并 对水 化 产物 中的C aOI I 也具 有极 强 的吸 附作 用 影 向 水泥 水 化 产 物 的稳定 性 但 大 量 颗 粒细 小 比表 面 积 大 的 土 的存 在 使其 具 有 较 高 的 活 性 离 子 交 换 作 用 较 为 明显 在 一定 程 度上 改变 了土 的塑 性 最 主要 的是水泥 分布在沙 中 形 成坚 固的核心 在所 有的空隙 中形 成 水化水泥 的骨架 借 以约束沙粒 2 影响因素分析 2 1 水泥掺入量 水 泥 土 的强 度 随着 水 泥 掺 入 比 的 增 大 而 增 加 尤 其 是 当 水 泥 掺 入 比大 于 1 0 后 强 度 增 长 非常 明 显 但 其增 长并 不 是 呈 线 性 的 学 者 汪
5、 海 鸥 等 通 过 对 水 泥 掺 入 量 分 2 9 RM CM 本刊特稿S p e c i a 1 S t o r y 别 为0 5 1 2 5 1 0 1 5 2 0 的 6 种 水 泥 土 所 进 行 的 7 d 2 8 d 9 0 d 无 侧 限抗 压 强 度 试验 6 验 证 了 这 一 现 象 见 图 1 但 水 泥 用 量 过 多 虽然 能获 得 更 高 的强 度 但 在 经 济 上却 不 一 定 合理 效 果 也 不 一 定 显 著 而 且 刚 性 过 大 容 易 开 裂 在 掺入 水 泥 比较 少 时 水 泥 土 的性质 和 土 比较 接 近 表 现 为塑 性 破 坏 掺 入 水 泥 比较 多 时 水 泥 土 表 现 为脆 性 破 坏 这在 工 程 设 计 时应 引 起足 够 的重 视 试 验 研 究 表 明 开封地 区风积 沙土 用掺入 比 6 的水泥 进 行 稳 定 水 泥 土 劈 裂 强 度 为 0 2 0 Mt M 7 d 抗 压 强 度 不小 于0 6 MP a 均 能满足 强 度要 求 见 表 l 当水 泥 剂 量 太 小 时 不 能 保 证 水 泥
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