石灰土路基填筑施工及質(zhì)量控制*

江蘇交通咨詢監(jiān)理有限公司 南京 210000

1 工程概況[1]

由G312、黃浦江路、S339及江浦路圍成的昆山中環(huán)快速化改造工程，全線總長約44.4 km。

其中二工區(qū)（南段）承接施工范圍：黃浦江路段FMK8+730.607～FMK12+900，總長4.169 km；G312段MK11+560～MK14+100，總長2.54 km。地面輔道道路寬44～47 m，匝道段寬64.5 m。

在填方路段的機(jī)動(dòng)車道、匝道以及交叉口機(jī)非混行路段，其新建路面結(jié)構(gòu)層以下設(shè)厚80 cm的7%石灰土路床，非機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)下設(shè)厚40 cm的7%石灰土路床；填方段的石灰土路床下如仍需填方，可采用4%石灰土填筑，非機(jī)動(dòng)車道路床下的填方可采用素土填筑，如圖1所示。

圖1 一般路基設(shè)計(jì)示意

二工區(qū)范圍內(nèi)部分路段為新老路基拼接路段，須挖除30 cm松散土，臺(tái)階寬2 m，在路床頂部以下20 cm處鋪設(shè)1 層鋼塑土工格柵，路基底部再鋪設(shè)1 層鋼塑土工格柵，如圖2所示。

圖2 拼接路基大樣示意

2 施工工藝[2,3]

本工程路基施工采用場拌+路拌相結(jié)合的形式進(jìn)行施工，主要施工流程如圖3所示。

圖3 石灰土路基施工流程示意

2.1 施工放樣

在石灰土施工前進(jìn)行放樣工作。首先在路基上恢復(fù)中線，直線段每10～20 m設(shè)1 樁，平曲線段每5～10 m設(shè)1 樁，在外側(cè)邊線外0.3～0.5 m處設(shè)指示樁，用石灰打出底基層邊線，在邊線位置處逐樁打點(diǎn)。

2.2 清表及路槽開挖

根據(jù)底基層邊線進(jìn)行路槽的開挖，開挖至路槽深度后，在路基基層外側(cè)開挖1 條50 cm×50 cm的排水溝，排水溝深度在路基基底高程下50 cm，以確保路基無積水。路基基層整平壓實(shí)后，再進(jìn)行石灰土施工。

2.3 石灰土拌和及攤鋪

石灰土拌和采用二次摻灰工藝：

第1次按設(shè)計(jì)摻灰劑量40%的生石灰摻入，第2次摻入設(shè)計(jì)摻灰劑量60%的消石灰。

拌和好后用自卸車將其運(yùn)卸至現(xiàn)場路基段上，根據(jù)每車的方量進(jìn)行打格卸土，用推土機(jī)按每層壓實(shí)后厚度為20 cm（松鋪系數(shù)1.25～1.3）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行推平，即攤鋪厚度25～26 cm。由兩邊向中間攤鋪，兩側(cè)邊坡超填厚度為松鋪厚度的1.5～2 倍，邊坡超填部分同步壓實(shí)，碾壓完成后削坡。接縫預(yù)設(shè)臺(tái)階處理，各層石灰土接縫位置錯(cuò)開2 m。平整由邊向中，由低向高。

2.4 翻曬及粉碎

到場的石灰土攤鋪結(jié)束后采用鏵犁對路基進(jìn)行翻曬，并利用旋耕犁及大寶馬對石灰土進(jìn)行粉碎。碾壓前對石灰土的含水率及灰劑量進(jìn)行檢測，灰劑量不合格的現(xiàn)場打格補(bǔ)灰，并用大寶馬進(jìn)行拌和。現(xiàn)場石灰土的含水率控制在最佳含水率+2%，不符合要求的重新翻曬或進(jìn)行灑水以滿足最佳含水率的要求，含水率及灰劑量合格后進(jìn)行下一道工序的施工。

2.5 整形和碾壓

當(dāng)石灰土含水量接近最佳含水量之后，即進(jìn)行整平碾壓。整平前，先用推土機(jī)初平1 次，再用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1 次，壓路機(jī)重疊寬度≥1/3，然后用平地機(jī)精平1～2 次，推出大致路拱橫坡后，檢測高程、平整度和橫坡度，接著用振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)（先中擋再強(qiáng)震）進(jìn)行壓實(shí)（重疊寬度≥2/3），然后用三輪壓路機(jī)（先18～21 t，再21-25 t）進(jìn)行靜壓2～3 次，最后用振動(dòng)靜壓收面。

成型后的路拱需確保石灰土面層平整度滿足要求。對局部高程稍低的石灰土面先松耕再進(jìn)行找補(bǔ)。碾壓先慢后快、先輕后重、先兩側(cè)后中間。碾壓時(shí)應(yīng)重疊200～300 mm，后輪超過2 段的接縫；壓路機(jī)的碾壓速度前2 遍以1.5～1.7 km/h為宜，以后宜采用2～2.5 km/h；碾壓過程中若局部出現(xiàn)“彈簧”、松散、起皮等不良現(xiàn)象，應(yīng)將“彈簧”部位的土挖出，再按規(guī)范要求重新回填；出現(xiàn)松散、起皮等不良現(xiàn)象的部位應(yīng)將混合料翻松，重新拌和均勻再碾壓密實(shí)。

2.6 覆蓋養(yǎng)生

石灰土碾壓成型后，即根據(jù)天氣情況進(jìn)行保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生期內(nèi)應(yīng)使基層表面保持濕潤或潮濕，采用塑料薄膜覆蓋并灑水，養(yǎng)生期間嚴(yán)禁車輛通行。

3 特殊節(jié)點(diǎn)施工[4-6]

3.1 接縫處理

工作間斷或分段施工時(shí)，不留縱向施工縫。每段攤鋪應(yīng)當(dāng)天完成，并及時(shí)碾壓。當(dāng)天施工的2 個(gè)作業(yè)段銜接方法為：在第1段留1 m不碾壓，待第2段一起碾壓成型，碾壓時(shí)灑水濕潤，保證平整密實(shí)。2 段施工間隔時(shí)間較長（一般超過24 h），接頭開挖臺(tái)階，接槎應(yīng)做成臺(tái)階形，臺(tái)階高約100 mm。

3.2 橋臺(tái)背后、涵洞兩側(cè)與頂部、錐坡和擋土墻等構(gòu)造物背后的石灰土填筑

1）采用薄層填筑，松鋪厚度＜20 cm；

2）運(yùn)到構(gòu)造物背后的石灰土成品應(yīng)事先檢測含水量、灰劑量及顆粒大小，到現(xiàn)場后直接進(jìn)行整平和碾壓；

3）從路堤到路床的壓實(shí)度均不應(yīng)低于96%，壓實(shí)度分層檢測，每50 m2檢查1 個(gè)點(diǎn)，不足50 m2時(shí)至少檢查1 個(gè)點(diǎn)；

4）橋頭處10 m范圍內(nèi)進(jìn)行橫向碾壓；

5）橋臺(tái)、涵洞兩側(cè)錐體須同步填筑、同步碾壓，松鋪厚度為一般路基的1.5～2 倍，壓實(shí)后再削坡；

6）對壓路機(jī)無法壓實(shí)的部位，應(yīng)采用手扶式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓。

4 質(zhì)量控制措施

4.1 原材料控制

影響石灰土強(qiáng)度的因素較多，大致可分2 類，一類是內(nèi)在因素，包括土質(zhì)、石灰質(zhì)量及灰劑量、含水量；另一類是外部因素，包括拌和的均勻性、碾壓密實(shí)度、施工的季節(jié)、石灰土的養(yǎng)護(hù)等。

4.1.1 土質(zhì)

石灰土的原材料主要是土質(zhì)及石灰。土質(zhì)盡可能挑選粉質(zhì)黏土，塑性指數(shù)在12～20之間。土粒應(yīng)盡可能粉碎，越細(xì)越好，土塊最大尺寸不應(yīng)大于15 mm。另外，土中硫酸鹽含量不應(yīng)大于0.8%，腐殖質(zhì)含量不應(yīng)大于10%，且不得有雜草、樹根等異物。

4.1.2 石灰

1）石灰質(zhì)量對石灰土強(qiáng)度影響很大。在施工中應(yīng)盡量選用Ⅲ級以上的石灰。

2）石灰的存放時(shí)間不要過長，以免造成有效鈣和氧化鎂含量的大幅度下降。

3）灰土層碾壓成型后的養(yǎng)生過程中，未充分消解的石灰塊遇水會(huì)繼續(xù)消解，引起局部爆裂崩解，造成灰土層裂縫、松散而破壞，影響灰土層的強(qiáng)度和平整度。故現(xiàn)場石灰要分批進(jìn)場，做到既不影響施工進(jìn)度，又不過多存放。且存放處應(yīng)予于覆蓋，并妥善保管。使用消石灰，則應(yīng)提前7 d進(jìn)灰消解以備用。

4.2 灰劑量及含水量控制

灰土的拌和及碾壓前涉及到2 大指標(biāo)的控制，分別為灰劑量及含水量，灰劑量及含水量直接影響路基成型后的強(qiáng)度。

4.2.1 灰劑量的控制

石灰劑量對石灰土強(qiáng)度的影響較為顯著。石灰劑量較低時(shí)（3%～4%），石灰主要起穩(wěn)定作用。隨著石灰劑量的增加，石灰土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性也顯著提高，石灰主要起加固作用。

4.2.2 最佳含水量

在施工中，土中水分使石灰與土發(fā)生物理化學(xué)作用，以滿足石灰土形成強(qiáng)度的需要；使石灰土在壓實(shí)時(shí)具有一定的塑性，以便于碾壓到所要求的壓實(shí)度；使石灰土養(yǎng)生時(shí)具有一定的濕度。所以最佳含水量亦是控制石灰土施工質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。從理論上講，石灰土的最佳含水量為素土的最佳含水量、拌和過程中蒸發(fā)所需的水量與石灰反應(yīng)過程所需的水量三者之和。不同土質(zhì)和不同石灰劑量的石灰土各有其不同的最佳含水量，這些都需要通過試驗(yàn)才能得到。當(dāng)灰土在最佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓才能得到最大的密實(shí)度，含水量在拌和過程中、開始碾壓時(shí)及碾壓過程中進(jìn)行檢驗(yàn)。碾壓時(shí)混合料的含水量可略大于最佳含水量0.5%～1%，這是為了彌補(bǔ)碾壓過程中水分的損失。含水量過大或過小，都會(huì)影響石灰土可能達(dá)到的密度和強(qiáng)度。現(xiàn)場控制灰土混合料的最佳方法：以手握成團(tuán)，落地松散。

4.3 施工過程控制

1）石灰土的攤鋪及拌和。由于灰土在拌和場集中拌和后再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，所以現(xiàn)場需根據(jù)本層土方量及松鋪系數(shù)計(jì)算后再進(jìn)行打格攤鋪，且在邊坡處應(yīng)加大松鋪系數(shù)，以保證邊坡壓實(shí)后的強(qiáng)度。集中拌和的灰土肯定有部分拌灰不均勻，因此現(xiàn)場的拌和尤為重要。雖然按設(shè)計(jì)用量摻灰，但摻灰不均勻或拌和不勻，會(huì)形成局部灰多或灰少的情況，這樣將導(dǎo)致灰少的路段壓實(shí)度偏高，而灰多的路段壓實(shí)度不足。運(yùn)送至現(xiàn)場的灰土如不能及時(shí)碾壓，也會(huì)造成石灰的衰減而導(dǎo)致灰劑量不足，當(dāng)部分路段灰劑量不足時(shí)，應(yīng)在路上摻入消石灰進(jìn)行路拌，路拌須到達(dá)層底，避免出現(xiàn)“夾心餅干”?；彝涟韬瓦^程中須檢查拌和石灰土的含水率，若含水率不符合設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)及時(shí)翻曬或補(bǔ)充灑水，拌和完成后，運(yùn)至路基上的混合料應(yīng)色澤一致，水分合適均勻。

2）石灰土的整平。石灰土采用推土機(jī)初平+平地機(jī)精平。如果操作手技術(shù)不熟練，平地機(jī)反復(fù)刮平和碾壓，導(dǎo)致攤鋪層形成光面后又覆蓋了刮平的薄層混合料，那么在壓實(shí)過程中會(huì)產(chǎn)生“起皮”現(xiàn)象，引起表層松散。

3）石灰土的碾壓。整形后，當(dāng)混合料處于最佳含水量±1%時(shí)，可進(jìn)行碾壓。若表面水分不足，應(yīng)適當(dāng)灑水后再碾壓。碾壓時(shí)，按先輕后重的原則，直線段由兩側(cè)向中間壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)壓。橫向碾壓后輪應(yīng)重疊1/2輪寬，縱向后輪必須超過2 段的接縫。碾壓一直進(jìn)行到表面無明顯輪跡、壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求為止。

4.4 養(yǎng)生

石灰土是一種水硬性材料，其強(qiáng)度形成需要一定的濕度。在一定的濕度時(shí)，能加速石灰土的鈣化硬結(jié)，使其盡早成型。石灰至少要有7 d以上的養(yǎng)生期，并保持一定的濕度。成型后的路基封閉交通，禁止車輛在其表面行駛。

4.5 施工注意事項(xiàng)

1）路基填筑，必須根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，分層填筑、逐層壓實(shí)，分層的最大松鋪厚度不應(yīng)超過30 cm，填筑至路床頂面最后一層的最小壓實(shí)厚度不應(yīng)小于10 cm。

2）路基填筑應(yīng)采用水平分層填筑法施工，即按照橫斷面全寬分成水平層次逐層向上填筑。如原地面不平，應(yīng)由最低處分層填起，每填一層，經(jīng)過壓實(shí)檢驗(yàn)符合規(guī)定要求之后，再填上一層。

3）若路基填筑分幾個(gè)作業(yè)段施工，且兩段交接處不在同一時(shí)間填筑時(shí)，則先填地段應(yīng)按1∶1 坡度分層留臺(tái)階。若2 個(gè)地段同時(shí)填筑，則應(yīng)分層相互交疊銜接，其搭接長度不得小于2 m。

4）壓實(shí)度須按壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，為保證壓實(shí)均勻，應(yīng)注意壓實(shí)順序。

5）為保證路基邊部的強(qiáng)度和穩(wěn)定，施工時(shí)每側(cè)須超寬50 cm進(jìn)行填土壓實(shí)，施工加寬與路堤同步填筑，嚴(yán)禁出現(xiàn)貼坡現(xiàn)象。

5 結(jié)語

石灰土路基施工工藝及施工質(zhì)量控制影響因素較多，根據(jù)施工的工作面配置石灰土路基施工機(jī)械設(shè)備，施工前做好備土工作，碾壓前將石灰土粉碎到位，并取樣進(jìn)行檢測，保證其灰劑量及最佳含水率后再進(jìn)行碾壓，通過初平及精平保證其平整度，碾壓過程中控制壓路機(jī)的行駛速度、重疊寬度及壓實(shí)遍數(shù)，保證路基的壓實(shí)度。經(jīng)過以上施工過程的控制，保證了整體路基的施工質(zhì)量。