浅谈石灰改善土路基施工工艺及质量控制措施

'　　浅谈石灰改善土路基施工工艺及质量控制措施方飞（铜陵市海威公路工程有限责任公司安徽铜陵24100）【摘要】沿江公路铜陵段改建工程，路线全长约50公里，部分路段沿线路基填料主要为弱膨胀土，CBR值达不到设计要求，考虑到本项目的重要性及特点，该类土质不宜直接用于填筑路基。因此，设计文件采用掺入一定剂量的石灰对路基填料进行改性处理，以降低土的塑性指数、增强土的强度（即CBR），即我们所说的石灰改善土。所以本文就石灰土路施工工艺及如何控制质量谈一些肤浅的体会。.jyqketoimprovesoilsubgradeconstructiontechnologyandqualitycontrolmeasuresFangFei（TonglingCityGranvilleHighately50kilometers，somesectionsalongtheroadbedfillermainlyents，takingintoaccounttheimportanceandcharacteristicsoftheproject，theclassshouldnotbeuseddirectlyinthesoilfillingroadbed.Therefore，thedesignfileismixedountoflime ontheroadbedfillermodificationtoreducetheplasticityindexofthesoil，increasesoilstrength（ieCBR），etoimprovesoil.Sothisarticleesuperficialexperienceoftheconstructionprocessandhoedirtroad.【Keyetoimprovesoil；Constructiontechnology；Quality；Control1.前言沿江公路铜陵段改建工程，路线全长约50公里，部分路段沿线路基填料主要为弱膨胀土，CBR值达不到设计要求，考虑到本项目的重要性及特点，该类土质不宜直接用于填筑路基。因此，设计文件采用掺入一定剂量的石灰对路基填料进行改性处理，以降低土的塑性指数、增强土的强度（即CBR），即我们所说的石灰改善土。下面结合本工程实际，就石灰改善土的施工和大家来共同的交流学习一下，目的希望通过这种形式补遗拾缺，取长补短，从而提高本项目的石灰改善土的工艺水平和施工质量。2.石灰改善土的工艺流程（路拌法）2.1石灰改善土的工艺流程简单地说可以分为以下几个步骤：消解石灰、备土→准备下承层→施工放样→铺筑试验段→铺土铺灰→拌和→石灰剂量及含水量的检测→整平→碾压 →检验→接头处理→养生2.2下面就石灰改善土施工的每个步骤来具体的说一下：2.2.1首先是施工准备工作，包括技术准备、材料准备、机械准备等。2.2.1.1原材料试验，在石灰改善土施工前，应取场有代表性的土样及石灰进行试验，如颗粒分析、液限和塑性指数、标准击实试验、石灰的有效钙镁含量。从而对土及石灰的原材料质量进行评价，确定石灰改善土最佳含水量、最大干容重及石灰含量滴定曲线等重要的质量控制数据。2.2.1.2施工前有一项重要的工作要做，可能被大家所忽视，这就是技术交底。首先项目部在开工前应组织相关技术人员学习相关的规范、标准、设计文件，熟悉石灰改善土的施工工艺和施工控制要点，其次项目部的分项负责人应对各作业队进行技术交底，交待清楚工艺过程、控制要点、注意事项及相关要求。2.2.1.3机械准备，应有一整套配套的施工机械，包括：挖掘机、灰土拌和机、推土机、平地机、压路机、洒水车、自卸车。所有的机械设备应配套完整，性能完好。原则上每个工作面配备灰土拌和机1～2台，压路机3台（1振2静）。2.2.1.4 材料准备，土应优先选用塑性指数12~20的黏性土，这样的土改善的效果较好，同时取土场应清理干净，不得含有草皮及腐殖土。石灰应符合三级以上的标准，并在7~10天内充分消解，含水量控制不过干飞扬，也不过湿成团，应尽量缩短石灰的存放时间，石灰在野外堆放时间较长时，应采取覆盖措施防潮。2.2.1.5试验段施工，石灰改善土在大规模的施工前，应铺筑100~200米的试验段，通过试验段的修筑，我们能够确定压实机械的选择和最佳组合方式，碾压的基本原则，灰土均匀性所需的拌和遍数，松铺系数及压实层厚度，碾前含水量偏差最佳含水量所允许的范围等等一系列地工艺参数，同时及时地进行总结，以指导后续的施工。2.2.1.6准备下承层。首先应对清表回填土进行整平、压实，其表面应平整、坚实，各项技术指标应符合规范要求。如因含水量大而发生弹簧现象，应采取挖开晾晒等措施处理。同时要注意做好作业路段的排水、截水工作，不要使灰土在施工中遭受雨水浸泡。2.2.1.7施工放样，恢复中线，并在两侧路肩外0.3~0.5m处放出边线指示桩，进行水准测量。在两侧指示桩上用明显标记标出石灰土边缘的设计高程。2.3备土、铺灰。2.3.1 备土：根据作业段的面积、高程及试验段确定的松铺系数算得作业段的上土量，根据每车的容量，打上方格上土，将土摊铺均匀一致，土的数量应力求准确。铺土时，先用推土机大致推平，然后放样，用平地机整平，清余补缺，保证厚度一致，表面平整。2.3.2整型、轻压、铺灰：将石灰在已摊铺的土层上摊铺均匀，是路拌法施工时重要的一环，如石灰摊铺不匀，将无法保证石灰在混合料中分布均匀，只有表面平整，并具有一定密实度，人工摊铺石灰时才能保证石灰的均匀，所以土经摊铺、整平后应采用轻型机械先稳压1~2遍，使其表面平整，然后按事先计算的每车石灰的纵横间距，用石灰在土层上作出卸置标记，用人工来进行均匀布灰，并剔除石灰中的石块。需要注意的装运石灰的车型应尽量采用统一型号，且不宜过大。布完灰后同时量测石灰的松铺厚度，校核石灰用量是否合适。计算石灰理论用量有个经验公式，即根据石灰改善土的填筑厚度、宽度及干密度，计算每延米的理论用灰量V=［B×H×ρmax×a/（100+a）］/ρ?消式中：V——每延米路基用灰量（m3）B——该层路基施工平均宽度（m）H——该层路基填筑厚度（m）ρmax——石灰土的最大干密度（Kg/）ρ?消——消石灰松散容重（Kg/）a——石灰剂量（6%或3%） 2.4拌和：采用专用的稳定土拌和机进行路拌法施工，这个阶段的目的是将土颗粒尽可能的粉碎，并使石灰完全均匀地分布到土中去。2.4.1这个工序中，很重要的一点是保证混合料的含水量均匀、合适。考虑拌和、整平过程中的水份损失，含水量适当大些（根据气候及拌和整平时间长短确定）。若土的含水量过大，可考虑用铧犁进行翻拌晾晒。土的含水量小，应洒水补充水份，用铧犁翻拌，使水份分布均匀。2.4.2含水量合适，一般高于最佳含水量2～3个百分点，用灰土拌和机开始拌和。拌和的顺序是从路基边缘30公分开始向中线方向进行，拌和机行走速度均匀，拌和时拌和机各行程幅间重叠宽度不小于20CM，拌和要拌入到下一结构层约1公分深处，保证混和料拌匀拌透。拌和时要指派专人跟机进行挖验，每间隔5～10米挖验一处，检查拌和是否到底。对于拌和不到底的段落，及时提醒拌和机司机返回重新拌和。2.4.3拌和结束后，检测人员应及时检测石灰剂量，确保灰剂量满足设计要求（3%或6%），同时检测混合料应拌和均匀，色泽一致，没有灰条、灰团和花面现象，否则应加灰重拌。土颗粒最大粒径应小于15mm，若土的塑指高，土块不易拌碎，可对已拌和的灰土进行粗平和压实后重新拌和。 2.5整平当石灰土拌和均匀，经检验符合要求后，质检人员应目测或检测混合料的含水量是否合适，即用手握灰土成团，自由落地即能摔碎即为合适。立即用平地机初平一遍，消除拌和产生的土坎、波浪、沟槽等，使表面大致平整。再用推土机在刚初平的路段上快速碾压一遍，暴露潜在的不平整，使灰土层密实度均匀一致，以保证压路机碾压时无明显不均匀沉降。最后一遍整平前，视表面情况，可用洒水车喷洒一遍水，以补充表层水份，保证表层碾压成型，最后一遍整平时平地机应“带土”作业，切忌薄层找补，摊铺时适当考虑富余量，宁高勿低，整平时宁刮勿补。余土应清除出作业面以外。2.6碾压整型后，当混合料处于最佳含水量（±1%）立即进行碾压，碾压遍数一般要达到6～8遍，碾压可以采取先静压，后振动，最后光轮清除轮迹收光的组合方式，实际的压路机组合方式、碾压遍数碾压方案应严格按照试验段确定的方案进行，碾压结束改善土表面表面平整、光洁、边沿顺直。碾压应遵循“先慢后快，先低后高，先轻后重” 的原则；压路机应错轮重叠20~30cm；碾压必须连续完成，中途不得停顿；合理的配备压实机械，保证压路机的数量应足够，以减少碾压成型时间；碾压过程中应行走顺直，低速行驶，不得在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车而破坏改善土表层。碾压应一次成型。对一些老路接头处、结构物的衔接处等压路机无法碾压的部位应采用人工夯实。2.7检验试验人员根据完成的碾压遍数，应及时取样检验压实度，压实不足要立即补压，直到满足压实要求为止。禁止出现碾压三四天后还在复压的情况。成型应及时完成平整度、标高、横坡度、宽度、厚度检验，检验不合格要求采取措施予以处理。2.8接头、接缝处理同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接形式，前一段拌和整形后，留5～8m不进行碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和、碾压。非同日施工的两个工作段的衔接处，易产生拌和不匀，高程不合格，平整度不好，出现素土夹层等病害，此时应采取挂线垂直切除的方式进行处理。不同层次的接缝应该错开。2.9养生 不能及时进行下一层灰土施工或覆盖上层结构层的灰土，应进行不少于7天养生，一般采用洒水养生法，养生期间要保持灰土表面经常湿润。养生期内应封闭交通，除洒水车外禁止一切车辆通行。3.常见病害及原因分析3.1石灰土成型时出现弹簧、松散、起皮、拥包。3.1.1石灰土碾压成型时常会出现局部弹簧、松散并有大面积起皮及拥包现象。3.1.2局部含水量过大或过小都易产生弹簧现象；拌和不均或土颗粒粒径过大造成局部粗细颗粒离析易导致松散现象；石灰土表面过于干燥或薄层贴补易以及平地机反复刮平和碾压，摊铺层形成光面后又覆盖刮平的薄层混合料，产生大面积起皮现象；压路机碾压方式不当易产生拥包现象。3.2石灰土成型初期出现鼓包、开裂。3.2.1石灰中常含有过火石灰或生石灰未充分消解就开始使用，在石灰改善土碾压成型后，这些石灰颗粒才逐渐消解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，形似“蘑菇”。3.2.2 实际施工过程中，经常会发现石灰土成型1～2天出现大量裂缝现象，高温季节尤为明显。这主要有两方面原因造成：一是石灰土自身含水量过大，保湿养生不及时，水化反应后，石灰土含水量减少，产生干缩裂缝；另外塑性指数高的土也容易开裂，如重粘土，这种土对含水量也比较敏感，含水量越大越容易开裂；3.3素土夹层是一种严重的质量隐患，在雨水侵蚀和行车荷载作用下会引起板块变形、开裂，产生原因有以下几种：3.3.1由于拌和机的拌和深度不足引起的层间素土夹层；3.3.2由于拌和机的重叠宽度不够引起的纵向素土夹层；3.3施工端头未及时处理，整平经灰土覆盖，接着施工又不作处理而形成的素土夹层；3.4混合料出现不均匀，出现灰条、花面现象。3.4.1铺土铺灰未严格按照材料用量上齐，灰剂量不足；3.4.2人工撒灰随意性大，未撒布均匀，灰堆处未作处理；3.4.3采用平地机等机械撒布石灰，均匀性无法掌握。3.5压实度检测不合格的现象。3.5.1碾压不到位；3.5.2石灰的剂量过大；3.5.3石灰的质量差，用灰量大；3.5.4土层或土源改变导致最大干密度改变。4.质量控制要点为什么我们的改善土有这样那样的病害，我想是没有严格的执行规范所致，结合本项目石灰土路基的施工特点，我认为应从以下几个指标来进行质量控制： （1）首先要严把原材料关，优先选用塑性指数符合要求的土，石灰等级在三级以上，按规定频率进行质量检测合格，且充分消解，存放时间不能过长等等，是石灰改善土施工成功的基础。（2）重视试验段的作用，依照试验段施总结的施工工艺、作业参数指导施工，严格按规范规定的要求，科学组织，精心管理是石灰改善土施工成功的重要保障。（3）松铺厚度，应根据现有设备的性能及试验段确定的松铺系数来确定松铺厚度，以保证路拌机能拌透，压路机能有效压实，施工中应严格控制松铺厚度，不能一味图快，否则欲速则不达。（4）为避免拌和时产生素土夹层，应采以下措施：首先拌和时必须设专人跟随，随时挖坑检查，其次拌和结束检查灰剂量时，应随机挖坑检查，确保没有夹层；最后，也就是事后控制，在压实度检测时，将试坑贯穿到底，检查是否存在夹层。（5）含水量对保证改善土碾压成型，及后期强度的形成具有非常重要的影响，必须高度的重视，必要时应及时的采取翻拌晾晒、掺灰闷料、补充洒水等调整含水量的措施，确保改善土具有适宜的含水量。 （6）严格控制灰剂量，灰剂量过大会造成灰土的最大干密度变小，表现为压实度检测值不合格，给检测带来麻烦，且造成浪费；灰剂量过小则造成灰土的最大干密度变大，表现为压实度检测值过大甚至超百，并存在两方面的隐患，一是不能对土体进行有效改善，二是不能达到有效压实，影响路基弯沉值，直接影响工程质量。因此，严格控制灰剂量是保证灰土施工质量的重要因素。摊铺石灰时应严格按照事先算好的用量，采用人工均匀撒布，不得采用机械撒布以确保其均匀性。（7）灰土施工讲究一次拌和均匀，一次碾压成型，一气呵成。施工中发生二次加灰、补充碾压都对改善土的质量产生或多或少影响，在施工中应尽量避免此类现象的发生。（8）石灰改善土成型后，必须采取有效措施，能覆盖的尽可能覆盖，不能覆盖的要保湿养生至少7天，并封闭交通。尤其是96区顶层，必须采用土工布覆盖养生。［］1006-7619（2014）08-30-658'