石灰土路基施工中灰劑量控制與壓實(shí)度的關(guān)系

莊廣坤

（邳州遠(yuǎn)通公路工程有限公司，江蘇 邳州 221300）

1 概述

石灰穩(wěn)定土在路基施工中應(yīng)用比較廣泛，其直接關(guān)系著公路路基的壓實(shí)度和穩(wěn)定性。就壓實(shí)度本身而言，其可通過灌砂法檢測獲得，是衡量路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。實(shí)際檢測中，石灰土劑量不同，其最大干密度具有一定差異性。在重型擊實(shí)下：灰劑量與最大干密度存在反向相關(guān)關(guān)系，即劑量越小，取用時(shí)的最大干密度就越大，反之，取用石灰土劑量越大時(shí)，需將其最大干密度控制在較小程度。規(guī)范中采用EDTA 來測定灰劑量，并且不受七天齡期的影響，但是結(jié)合施工實(shí)際可知，項(xiàng)目建設(shè)階段，灰劑量本身具有一定的衰減性，且摻灰操作具有不均勻性特征，這影響了檢測中的最大干密度。

2 石灰穩(wěn)定土施工現(xiàn)狀分析

石灰土路基施工項(xiàng)目逐漸增多，結(jié)合工程檢測實(shí)際可知，石灰穩(wěn)定土施工中，容易出現(xiàn)灰劑量控制不規(guī)范問題，具體表現(xiàn)為項(xiàng)目摻灰量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)用量，且石灰土路基整體的壓實(shí)度也與設(shè)計(jì)規(guī)范存在一定差距，這降低了路基的施工質(zhì)量和公路應(yīng)用安全性。出于工程質(zhì)量控制考慮，需對其進(jìn)行返工處理，間接性的放慢了工程建設(shè)進(jìn)度；影響了工程綜合建設(shè)效益。對此結(jié)合本人工作實(shí)際，開展灰劑量滴定實(shí)驗(yàn)，觀察灰劑量的變化情況，研究表明：隨著時(shí)間的延續(xù)，灰劑量逐漸變小；前三天衰減1-2 個(gè)百分點(diǎn)，后面緩慢變小，即石灰土中有效鈣離子含量是隨著時(shí)間推移是變小的。可見壓實(shí)度檢測中，灰劑量滴定結(jié)果受取樣時(shí)間的影響，這要求施工人員在工程項(xiàng)目建設(shè)中，結(jié)合實(shí)際的滴定結(jié)果，差異化的選擇石灰土的最大干密度。

石灰土路基施工中，除考慮了灰劑量外，還需考慮項(xiàng)目的施工季節(jié)和工期，以此來控制路基填料CBR 值，提升路基整體壓實(shí)程度。施工中通常采用二次摻灰法，經(jīng)計(jì)算先摻2 將土和少量的生石灰打堆悶料，一是可以改良土性，使土沙化，利于施工；二是先于土壤發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生膠結(jié)物質(zhì)，可以增加土的強(qiáng)度，由此可見，公路項(xiàng)目石灰土路基施工中，石灰穩(wěn)定土施工質(zhì)量控制至關(guān)重要，系統(tǒng)控制石灰穩(wěn)定土計(jì)量，保證其壓實(shí)度，能有效提升公路整體建設(shè)質(zhì)量。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

在邳州市S250 與S251 連接線工程施工中標(biāo)施工中，基于代表性、可靠性原則，優(yōu)選取土坑獲取摻灰改良土開展試驗(yàn)，并繪制上述三種不同曲線。

3.1 在確定不同劑量摻灰改良土，分析摻灰改良土的最大干密度情況，重型擊實(shí)試驗(yàn)下的最大干密度數(shù)據(jù)如表1。

表1 最大干密度、最佳含水量

由上表可知，摻灰的劑量對材料的最大干密度具有一定影響，兩者之間多少存在一定規(guī)律，關(guān)系曲線如圖1。

圖1

最大干密度（g/cm3）

在圖1 中，結(jié)合曲線關(guān)系，在知曉工程所用灰劑劑量后，即可精準(zhǔn)的查找到對應(yīng)的材料最大干密度。

3.2 實(shí)驗(yàn)中，在獲知EDTA 消耗量后，還需分析其與石灰劑量關(guān)系，并制作對應(yīng)曲線圖（如圖2）

混合料組成計(jì)算方法如下：（取300g 混合料試驗(yàn)）

干混合料質(zhì)量=300g/（1+最佳含水量）

第一，朗讀屬于“閱讀”的目標(biāo)和內(nèi)容范疇。因此，我們不能狹隘地理解“朗讀”要求，必須將“朗讀”置于整個(gè)閱讀語境和情境中加以把握。

干土質(zhì)量=干混合料質(zhì)量/（1+石灰劑量）

干石灰質(zhì)量=干混合料質(zhì)量- 干土質(zhì)量

濕土質(zhì)量=干土質(zhì)量×（1+土的風(fēng)干含水量）

濕石灰質(zhì)量=干石灰×（1+石灰的風(fēng)干含水量）

基于上述公式，可實(shí)現(xiàn)石灰穩(wěn)定土混合料的有效配置。在此基礎(chǔ)上，規(guī)范使用EDTA 滴定法，可計(jì)算得到EDTA 量的實(shí)際滴定及消耗情況（如表2）。

表2 灰劑量與EDTA 消耗量

處理上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可將灰劑量作為自變量，獲得灰劑量-EDTA 消耗量關(guān)系曲線（如圖2）。

圖2 表明：灰劑量不同，滴定所需要消耗的EDTA 也有所不同，兩者之間存在相關(guān)關(guān)系。

圖2

3.3 確定石灰劑量隨時(shí)間變化的曲線

工程項(xiàng)目建設(shè)中，在確定石灰穩(wěn)定土最大干密度、最佳含水量兩項(xiàng)參數(shù)后，按照5%的劑量要求選取石灰穩(wěn)定土，隨后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并規(guī)范制作實(shí)驗(yàn)試件，試件制作中，還需要在考慮工況實(shí)際的基礎(chǔ)上，完成試件的養(yǎng)生處理，并且在試件的不同齡期階段，應(yīng)科學(xué)開展EDTA 消耗量試驗(yàn)。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 材料控制

工程項(xiàng)目石灰進(jìn)場前，除測定有效氧化鈣和氧化鎂含量外，還需對石灰中未消解殘?jiān)窟M(jìn)行檢測，判斷其是否達(dá)到Ⅲ級以上石灰技術(shù)要求。工程所需石灰用量較大時(shí)，待材料進(jìn)場后，需堆成高堆狀，然后通過篷布進(jìn)行覆蓋保護(hù)，減少風(fēng)吹雨淋日曬對石灰質(zhì)量的影響，實(shí)現(xiàn)有效氧化鈣和氧化鎂含量損失的有效控制。

4.2 現(xiàn)場檢測

灌砂法在石灰土壓實(shí)度檢測發(fā)揮關(guān)鍵作用。項(xiàng)目施工中，為實(shí)現(xiàn)石灰穩(wěn)定土摻灰劑量含量控制，保證路基穩(wěn)定性，需通過灰劑量滴定的方式檢測摻灰劑量含量，同時(shí)需在灌砂法下，實(shí)現(xiàn)路基穩(wěn)定性的有效檢測。要注意的是，這兩個(gè)參數(shù)系相互影響，故而在考慮灰劑衰減的基礎(chǔ)上，要求實(shí)測計(jì)算獲得具體摻灰量和最大高密度，從而真實(shí)地反映出路基穩(wěn)定土的壓實(shí)質(zhì)量。

選取路基（K11+660）一斷面，在計(jì)算摻灰劑量的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展壓實(shí)度檢測，結(jié)果見表3。

表3 灌砂法測壓實(shí)度

本路基設(shè)計(jì)為雙向2 車道，按照1 個(gè)斷面/200 米/層的頻率開展檢測，設(shè)置四個(gè)測點(diǎn)。實(shí)際檢測中，選擇齡期為10 天的石灰穩(wěn)定土，并從1＃取土坑選取摻灰劑量5%的混合料，檢測數(shù)據(jù)表明，該路基斷面的壓實(shí)度不小于94%。

4.3 碾壓機(jī)械組合及壓實(shí)遍數(shù)

除石灰土摻灰劑量、壓實(shí)度等因素外，還需對碾壓機(jī)械組合及壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。石灰土路基施工中，若摻灰路基完成整形處理，且混合料含水量處于1%-2%時(shí)，需開展首次碾壓，此次碾壓先通過振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行靜壓處理，隨后再按照弱振到強(qiáng)振的方式進(jìn)行碾壓。采用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，要求嚴(yán)格遵守先輕后重、先邊后中的作業(yè)要求，并且需秉持先慢后快的碾壓原則。通常，要求前兩次碾壓速度保持在1.5-1.7km/h，以后碾壓速度可控制在2.0-2.5km/h。碾壓過程中，針對路面過干的情況應(yīng)實(shí)施補(bǔ)水處理。要注意的是，為確保路基縱向順適，路拱符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需通過平地機(jī)進(jìn)行終壓，以此來保證整體壓實(shí)要求。

5 幾點(diǎn)建議

5.1 一般情況下，在弱膨脹土塑性指數(shù)高，遇水體積膨脹變得松軟，失水體積收縮變得堅(jiān)硬，強(qiáng)度大，所以在路基穩(wěn)定土的施工中實(shí)際摻灰量要略高于設(shè)計(jì)灰劑量，以保證在碾壓的時(shí)候測得的灰劑量符合要求，這樣就能減少將合格工程作為不合格處理。施工中需要充分石灰土路基施工的特點(diǎn)，填料中有較大的含水量，土質(zhì)黏度過大，這種情況會使得石灰土的拌和難度增加，拌和均勻性受到影響，這是實(shí)際情況。但是在擊實(shí)試驗(yàn)分析過程中，選擇的土樣會烘干，并粉碎后與石灰拌和，加入適量的水進(jìn)行擊實(shí)，此時(shí)擊實(shí)試驗(yàn)中石灰劑量幾乎沒有衰減，實(shí)驗(yàn)中得到的最大干密度與實(shí)際情況是有出入的，也就是石灰與土還沒有發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，具體施工中需要充分考慮到實(shí)際情況與理論試驗(yàn)分析等方面的不同，保證施工質(zhì)量。

5.2 隨著時(shí)間延續(xù)，灰劑量不斷減小，故而盡可能在施工中現(xiàn)拌石灰穩(wěn)定土，待檢測合格后需及時(shí)上土是工，減少石灰損失。石灰與土在拌和過程中，涉及到較多的物理與化學(xué)變化，化學(xué)反應(yīng)如氫氧化鈣的碳化反應(yīng)、離子交換反應(yīng)、氫氧化鈣的結(jié)晶反應(yīng)等。隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，石灰劑量衰減速度下降，但其剩余的劑量也在不斷減少，與實(shí)際擊實(shí)試驗(yàn)相比，石灰土硬度也會降低，即施工后的密度與理論試驗(yàn)分析中的密度有出入，這些都是在具體施工中需要考慮的，保證石灰有效成分與土體發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到提高路基壓實(shí)度，保證施工質(zhì)量的目的。

5.3 按照規(guī)范要求檢測頻率抽檢點(diǎn)數(shù)少于6 個(gè)時(shí)，不可以計(jì)算代表值而應(yīng)該點(diǎn)點(diǎn)合格，檢測時(shí)可以將測點(diǎn)增至6 個(gè)以上，這樣能夠計(jì)算代表值，總評合格。路基壓實(shí)度=試樣干密度/最大干密度（100.00%），傳統(tǒng)壓實(shí)度檢測中，除環(huán)刀法、灌砂法外，核子密度儀法的應(yīng)用也較為常見。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，基壓實(shí)度檢測儀ICCC 之間在壓實(shí)度測量中得到應(yīng)用。實(shí)際壓實(shí)度檢測方法的選擇需要考慮具體情況，掌握不同壓實(shí)度在具體操作方面的注意事項(xiàng)，靈活從壓實(shí)路基中選擇相關(guān)點(diǎn)完成壓實(shí)度檢測。

6 結(jié)論

總之，石灰土路基施工中灰劑量控制與壓實(shí)度之間存在一定的關(guān)系，具體在施工質(zhì)量控制中需要考慮到這些因素，保證石灰土路基施工質(zhì)量。