碱渣制土作为堤心材料施工总结

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  摘 要:碱渣是纯碱生产过程中产生的废料,大量堆存形成“碱渣山”,影响和阻碍地区的开发、建设和发展。通过对碱渣特性的了解,经过试验研究出一种适用于海上围埝堤心填筑材料。碱渣含水率高、强度低、具有一定的透水性,不能直接作为围埝堤心使用,需要对碱渣进行掺半其他建筑材料处理以满足围埝堤心材料使用,并确定合理的施工方法确保围堰满足使用要求,本文主要介绍碱渣制土作为堤心材料的施工方法。
  关键词:碱渣制土;堤心材料;施工
  1 工程概况
  天津港北港池物流基地辅建区基础工程,项目位于北疆港区北港池西部、原碱渣山二期山东侧,工程新建埝体总长度为4323.43m。埝体分为海侧、陆侧和碱渣山侧三个部分,埝体设计顶高程为+7.0m,顶宽4.0m,堤心加固采用打设塑料排水板。围堤结构采用斜坡式,埝体材料主要采用前一个工程卸载的碱渣制土堆载料(为碱渣:粉煤灰按体积比1:0.3拌制而成的混合料),通过掺入10%石灰,拌制而成的高性能碱渣制土。
  2 施工工艺
  碱渣制土用于堤心材料施工主要包括碱渣制土的拌合、晾晒、抛填、碾压等内容。本工程中其它施工内容属于常规施工工艺,在此不作赘述。
  3 施工方法及质量控制
  3.1 碱渣制土拌制
  拌制高性能碱渣制土是本工程最为核心重要的施工工序,其拌合工艺及质量控制直接关系到整个埝体的质量安全。
  (1)修筑拌制晾晒场地,将垃圾清理干净。修整临时道路,可直接在整理好的拌合晾晒区直接铺设钢板用于倒运卸载料。
  (2)卸载料方量的计量:将拌合区预先划分出若干小区块,可分批次拌制所需碱渣土,也利于拌合质量控制,避免区域过大拌制不均匀的情况发生。利用自卸运输车和挖掘机将卸载料翻倒至拌合区块,并对其进行整平,高度不超过1.5m,根据区块面积即可计算出卸载料方量。
  (3)掺入石灰质量的确定:按照卸载料:石灰=10:1质量比和之前测定出的卸载料的堆积密度,按计算公式:卸载料方量*卸载料堆积干密度*10%=石灰质量,即可计算出最终本次拌合所需石灰质量。消石灰质量与生石灰质量转换系数经现场试验测得为1.1考虑,即1t生石灰消解后可转化为1.1t消石灰,施工时消石灰按照3%损耗率考虑,即所需生石灰质量=(石灰质量)*(1+3%)/1.1。生石灰采用自卸运输车过地磅方式卸至堆载料附近。
  (4)碱渣制土拌合:生石灰消解后,将消石灰均匀摊铺在待拌卸载料上方,两种材料摊铺完毕后利用挖掘机进行翻拌不少于3遍,观察其外观质量是否还存在未拌合均匀部分,严格按照要求拌合次数进行翻拌,如果拌合后外觀仍存在拌合不均匀现象,则继续翻拌直至拌合均匀后,方可进行晾晒。
  (5)碱渣制工程土晾晒:①晾晒场地采用石灰土硬化处理。②混合料拌合后,摊铺在晾晒场地上进行晾晒,采用旋地机和推土机在晾晒料上来回旋打和层推的方式,不断变换晾晒土的迎风面,减少晾晒时间。③晾晒混合料厚度控制在50cm左右,每天进行制土含水率检测,含水率达到85%时组织机械攒堆,准备出运至围埝施工区。
  (6)碱渣土堆存:碱渣土拌合晾晒完成后,利用推土机或装载机将其推至拌合晾晒场地临时路两侧进行堆存。若制土成品不能及时出运,堆存时使用防水苫布或塑料布进行苫盖,防止碱渣制土浸水。
  3.2 围埝碱渣制土抛填
  (1)分层抛填:碱渣制土施工采用汽车运输,由陆上直接由挖掘机向海上推进,本工程中按照+5m标高分为上下两层。先进行下层抛填,采用一次推进的方式。回填完成后进行铺砂、打设塑料排水板施工。上层碱渣制土采用分层回填,每层厚度控制在50cm。
  (2)碱渣制土压实方式:标高+5.0m以下拟用PC200挖掘机排压,履带板错1/3,速度1-2档,排压4遍以上;+5.0m以上拟用18t压路机碾压,轴错1/3轴,速度1档,碾压4遍以上,不能震动碾压。
  (3)注意事项:由于本工程埝体材料为碱渣制土,较以往拋石结构围埝而言,埝体结构安全受风浪、涨落潮冲刷影响较大,且施工区域三面朝海,受风浪影响大,施工期内埝体安全及保护问题突出。建议在每完成50m长断面时,及时安排海侧两布一膜及护底块石的防护工作。在雨季进行围埝上部埝体抛填时,更应严格控制碱渣制土的出运含水率,避免因含水率较高耽误碾压,影响施工效率。雨后,应及时对已拌制好的碱渣制土成品再进行翻拌晾晒,经含水率检测符合要求后,方可用于埝体抛填施工使用。
  4 施工监测数据
  4.1 沉降数据
  4.2 深层土体侧向位移
  4.3 孔隙水压力数据
  埝体在分层回填施工过程中因外力作用导致土体孔隙水压力增加,但随着埝体每层填筑碾压完成,土体孔隙水压力也随之消散。埝体在回填过程中孔隙水消散情况并无异常情况。
  5 施工总结
  利用碱渣和外加物按照一定比例进行掺拌所制成的工程材料,用以代替传统围埝工程中的山皮土、粉砂等填垫材料是可行的。施工中应着重控制碱渣土的拌合均匀性以及含水率,以及注意围埝施工过程中的埝体防护措施。
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