沿海地区公路路基掺灰改良土施工

摘要为确保掺灰良施工质量，使改良土压实度能达到设计要求，本文就如何确定压实机械的碾压程序和碾压速度、试验不同压实度要求的压实遍数，以及压实机械的最佳组合等施工工艺流程进行试验段铺筑。

关键词 沿海地区掺灰良试验段

1原理

掺灰改良是指通过对土的掺灰处理，可以有效地改良土性，降低其膨胀性。此外掺入石灰后，石灰与土中的矿物成分发生化学反应，使土体表面砂化，从而使土的粘粒含量有所下降，而且通过掺灰，使得面－面叠聚体片状密集排列的粘胶基质结构变成疏松排列的粘粉基质结构，可降低其膨胀，提高可压实性。掺灰的第二个作用可提高土体的强度。生石灰对土壤的处理，分为二个步骤：其一是生石灰中氧化钙遇水会产生化学反应产生氢氧化钙：CaO+H2O=CaOH2这样可吸收土中的水分，以降低土壤含水量，同时，由于氢氧化钙结晶的析出可改善土体某些性质，提高土体的可压实性。其二氢氧化钙是不很稳定的物质，与空气中二氧化碳反应，形成碳酸钙或碳酸氢钙，形成表面致密层。

CaOH2＋CO2＋nH2O＝CaCO3＋（n＋1）H2O CaCO3＋H2O＋CO2＝Ca(HCO3)2

生成可溶性的物质碳酸氢钙，由于表面致密层的存在，阻止氢氧化钙结晶体的进一步碳化，从而形成由上部致密层到下部土体强度的过渡层。

施工工艺控制必须根据现行规范、设计文件及业主有关要求，确定施工工艺。高液限土的施工关键在于砂化、降低含水量天然含水量。砂化过程不能盲目求快，必须认真按照工艺要求施工，投入足够的人员、设备，为下道工序创造良好的条件。

2工程概况

沿海高速公路沧州岐口至海丰段项目，由于路基填方所用土体含水率大，设计为掺灰改良土填筑。

在路堤填筑前对土场原状土取样，取样深度2.5m，土工试验结果如下：天然含水量52.6%，最大干密度1.55g/cm3,最佳含水量24.1%，液限66，塑限42，塑性指数24，天然稠度0.56，CBR值8.7%。

对土场原状土进行掺灰改良，我们选定了掺灰量为6%比例，同时平行进行了其他几个掺灰比例的土样进行试验，土工试验结果如下：

1号土场灰剂量与干密度关系表

本次试验段石灰土为6%灰土，施工采用二次掺灰方案。试验段计划填三层土。先用TY140推土机对原地面进行整平，用三明重工YZ18J振动压路机压实，达到设计要求。用钢尺在基底布置测点，使用设计提供的水准点测出所布置点位的高程。

3试验过程

3.1施工工艺

6%灰土按照取土场掺加80%灰剂量石灰，每天抽样检验含水量闷土2~4天运至路基上，二次掺加至100%设计灰剂量的石灰后，拌合整平碾压的施工方案。

施工方法：在取土场闷好的土装运至路基，二次掺灰在路基上进行，采用原槽拌和方法。若土层过湿，翻晒、粉碎视现场情况重复进行，直到颗粒直径不大于设计要求2.5cm，在接近最佳含水量时碾压，每层填土碾压前先整平，保证均匀的密实度。施工工艺流程：

取土场挖土闷灰砂化翻拌、晾晒上土摊铺翻晒拌和整平碾压自检报验。

1取土场掺灰：在取土场掺加生石灰，使用挖掘机取土，掺灰，堆成大的土堆，闷料，以尽快降低含水量。要做好防水和排水措施。

2闷料：掺加生石灰的土在土场闷料严格控制2~4天时间以内，使灰充分吸水，达到降低土含水量的作用，同时也使生石灰充分消解。

3翻拌：使用挖掘机配合装载机、推土机进行翻拌，翻倒2~3次，使掺灰的土充分与空气接触，降低含水量，同时使灰与土掺拌均匀。

4二次掺灰方法：在路基上土时进行二次掺灰达到设计灰剂量。

3.2施工过程

1取土：清除树根、草根及不合格土层，在取土场按预定深度范围内由上而下用挖掘机挖取，然后晾晒降低含水量，对土质变化较大的土场（土的塑指变化在5以上）不能混取，应分层按施工段落挖取，确保同一施工段落土质均匀，挖土装车时应该尽量保证每车土数量一致。用自卸汽车将备好的已经砂化的灰土运往施工现场，根据每层松铺厚度≤30cm确定单位面积上的卸土数量，具体为：每车按照4.5m3计算并进行装土，每车数量应计量一致，根据每车土数量划定面积，均匀卸土。用石灰划出每车土的摊铺面积方格4m×4m，（每车按照4.5m3计算装土量），自卸汽车按照方格面积卸车每格一车。

摊铺晾晒：经过土场砂化的土含水量已经降低，对于含水量仍大大高于最佳含水量的土采取在路基上继续翻拌、晾晒的方法。按照预定的摊铺厚度均匀摊铺，并检查摊铺厚度、土的含水量，含水量大时使用铧犁进行翻拌晾晒，晾晒时配合使用旋耕犁进行打碎土的工作，晾晒后使土达到适宜含水量（略高于最佳含水量2%~3%左右，以考虑后续施工至碾压前的含水量损失）含水量适宜后方可整型、上灰。

2初整型：检查含水量后用推土机整平，整平前进行放样，放出路基中桩及边桩检测标高，拉线检查高程（控制在±3cm以内）控制摊铺厚度，保证均匀一致。

3上灰、摊灰：消解好的石灰在使用前通过1cm的筛孔，筛除未消解的生灰块，使用自卸车运灰，过磅称重，每车装灰量基本一致，运灰前检测石灰的含水量，在已经初整平的路基面上使用石灰划出灰格线，标出每车石灰的摊铺面积，自卸汽车按照方格卸灰，每车石灰的摊铺面积为：

4灰土拌合：石灰摊铺均匀后人工拣出石灰中的石块及少量成团消石灰，拌合一遍后检查石灰剂量及含水量，如含水量及灰剂量均满足要求，再进行第二次拌合，再次拌合超深1~2cm以消除素土夹层,拌合中继续用人工配合挖坑检查,最终拌合后灰土混合料均匀,颜色一致,无灰土、夹层。

5再次整型（灰土整型）：拌合好检测合格，含水量适中的灰土先用履带式推土机稳压一遍，使之形成凸凹不平的较密实表面，凸凹不平的较密实表面使低洼处找补的灰土不容易起皮，在稳压后的灰土上放出20m路基中桩、边桩并测量高程，拉线检查高程，局部低洼处将表面的8cm深度内耙松，用灰土找补平整，人工拉线检查，仔细刮平到设计高程、平整度符合标准为止，注意最后一遍整平时遵循高刮低不补的原则。整平结束后碾压前测量特征点高程，计算松铺系数，以后根据此系数进行施工控制。

6恢复中线、边线：整平结束恢复路基中心线，按照碾压范围（路基设计宽度+0.5m）确定边线撒成石灰线。

每层压实后，其压实度、纵横坡、表面平整度、平面尽寸均符合设计要求。

8碾压

①刮平整型完成后及时进行碾压，首先使用振动压路机静压两遍，碾压速度控制在1.5km/小时，再使用振动压路机振动压实，头两遍碾压速度控制在1.5~1.7km/h，后几遍控制在2~2.5km/h，横向错轮0.4~0.5m，直至压实度合格为止。

②碾压顺序按照先外侧后中间，纵向进退进行，同时压路机主轮在前，错轮位置选在碾压段外，禁止快速起动、急刹车和调头。

③碾压过程中，路基表面应始终保持湿润，表面缺水应及时、少量、均匀、洒水。碾压原则是先静压后振动，先弱振后强振，最后静压。路基灰土施工重点控制压实度及灰剂量。

3.3压实要求及检测结果

1每层碾压松铺厚度应严格按计划松铺厚度控制。要确保每层在碾压前获得均匀厚度，保证该层能得到充分的压实。当进行压实时，要不断进行整平，以保证均匀一致和平整。

2 压实应使该层整个深度内压实度处处均匀。其压实后的压实度不得小于设计值。压实期间土的含水量应均匀，并能压实到设计要求的压实度。只有当填土含水量在最佳含水量的±2%范围内，才能进行压实。

3 如有必要时，应调整填土的含水量。含水量调整时应根据需要将水加入土中充分拌匀，或将填土犁松打碎风干到指定的含水量。

4 采用振动压路机碾压，应遵循先慢后快、先边缘后中间、先低后高。

5 碾压：施工中通过将土摊铺，跟踪检测含水量和含灰量，并详细记录当天的气候情况，符合要求立即进行碾压。施工中含水量低于要求的，采用加水，使含水量达到最佳含水量±2%后再进行碾压。

以试验段确定的填筑厚度，压实机械和压实遍数为检测依据。测设4个点。第二遍碾压完成，实测压实度、含水量、测点标高，并记录下试验数据。第四遍、第六遍、第八遍碾压完成后实测压实度、含水量和标高测量。

3.4试验结果

试验成果表

根据以上试验结果，所测压实度能满足设计要求，可据此试验数据指导施工。

结语

掺灰良措施在根据特定的施工条件施工总结过程中以及在掺灰土施工中，实际情况复杂，可变因素多，不可盲目搬套，应根据实际条件来调整施工工艺组合。

参考文献：

1、公路施工手册(路基) ISBN 7-114-04561-1路桥集团第二公路工程局；

2、公路工程集料试验规程JTG E42-2005中华人民共和国交通部

3、公路工程土工合成材料试验规程JTG E50-2006中华人民共和国交通部