二灰土施工技術(shù)淺析

盛麗敏

摘要：本文結(jié)合現(xiàn)場二灰土施工實踐，對二灰土底基層的施工工藝、施工中質(zhì)量控制要點進行了詳細的介紹，以供讀者參考。

關鍵詞：二灰土；施工；技術(shù)

1、工程概況

某某公路工程是國道主干線的重要組成部分，全長11.32KM，設計時速120Km/h，路基寬度40m。快車道結(jié)構(gòu)形式為：20cm厚二灰土底基層+38cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+7cm厚AC-25I型瀝青混凝土下面層+4cm厚SMA13型改性瀝青瑪蹄脂上面層。其中二灰土底基層要求7天無側(cè)限抗壓強度≥0.6Mpa。由于工程所在地區(qū)屬海積平原區(qū)，沿線土質(zhì)變化較大，且大多數(shù)為高液限粘土，因此二灰土施工難度較大。

2、二灰土的概念

二灰土是用粉煤灰、石灰、土加入適量的水（達到最佳含水量），按照一定的比例，經(jīng)過拌和的混合料，經(jīng)過鋪筑、整平、壓實并養(yǎng)生成型的結(jié)構(gòu)層，在高速公路路面結(jié)構(gòu)中通常作為底基層使用，其強度應滿足技術(shù)規(guī)范的要求。

3、施工組織及工藝流程

3.1施工準備

3.1.1技術(shù)準備

（1）原材料的檢驗

土：對采用的土場土源，進行標準試驗，測定土樣的液限、塑限、塑性指數(shù)等技術(shù)指標，以便決定采取相應的技術(shù)措施。本工程取土場土質(zhì)分為以下三種類型：

A、塑性指數(shù)大于20高液限的土，則需改性后使用?？稍谕翀鰮饺?%～5%的生石灰并進行一次翻拌，然后悶料4～7天，使得土的塑性指數(shù)降低、容易破碎后再使用。

B、塑性指數(shù)為12～20中液限的土，可直接使用。

C、塑性指數(shù)小于12低液限的土，若其試配強度不足，則可摻入1%～2%的425#緩凝水泥后再進行試配，一般可達到強度要求。

石灰：采用石灰粉碎機粉碎的生石灰，使用前進行Cao、Mgo含量的測定試驗，達到III級石灰方可使用。生石灰進場后要經(jīng)過充分消解、過篩再使用，存放時間不宜過長。

粉煤灰：要求Al2O3、SiO2和Fe2O3的總含量大于70%、燒失量不超過20%，比表面積宜大于2500cm2/g。

水：飲用水均可使用

（2）混合料配合比設計

根據(jù)規(guī)范要求對不同土質(zhì)以不同比例的石灰、粉煤灰、土進行試配，求其各自的最佳含水量和最大干密度。然后在同一壓實度、同一齡期的條件下，確定抗壓強度符合要求，且最經(jīng)濟的一組比例作為施工配合比。以1#、2#土場為例進行說明，其試驗結(jié)果見表一和表二。

1#土場（摻2%石灰砂化，塑性指數(shù)由32降低到20.7）

表一

配合比 最大干密度 最佳含水量 偏差系數(shù) 平均值 代表值

10：20：70 1.55 19.5 4.6 0.92 0.85

10：30：60 1.49 21.2 7.1 0.78 0.68

10：25：65 1.52 21.8 2.4 0.84 0.81

2#土場（塑性指數(shù)8.6，外摻2%425#緩凝水泥）

表二

配合比 最大干密度 最佳含水量 偏差系數(shù) 平均值 代表值

10：20：70 1.60 19.6 7 1.55 1.37

10：25：65 1.57 20.0 6.3 1.36 1.22

經(jīng)綜合考慮后決定采用石灰：粉煤灰：土=10：20：70的配合比。2#土場的土在施工中外摻2%的32.5緩凝水泥。

（3）試驗路的鋪筑

為了驗證施工方案和完善施工工藝，驗證目標配合比是否可以用做施工配合比，確定一些施工參數(shù)以指導大面積施工，在正式施工前應進行試驗路的鋪筑，通過試驗路試鋪主要決定以下幾個內(nèi)容：

①驗證混合料配合比

現(xiàn)場取樣制作9個試件 單位：MPa

1 2 3 4 5 6 7 8 9 平均值 標準偏差 特征值

1.06 1.16 1.02 1.10 1.02 0.92 1.02 1.14 1.24 1.076 0.095 0.92

試驗結(jié)果大于0.6Mpa，各指標滿足設計要求，說明目標配合比可以用作施工配合比。

②配合比現(xiàn)場控制方法

用2#土場土源，以目標配合比（石灰：粉煤灰：土=10：20：60）作為施工配合比。其最大干密度為1.59g/cm3，最佳含水量為18.6%，上料采用總量和厚度兩指標共同控制，二灰土的總量根據(jù)施工段落長度來決定，用方格控制，保證布料的基本均勻，再以厚度指標用平地機以灰點法攤鋪準確。從試鋪結(jié)果看，這種方法是可行的。

③路拌機拌和方法，拌和深度和拌和遍數(shù)

用拌和機拌和2遍，土顆粒最大尺寸即可滿足小于15mm的要求，且經(jīng)檢查無夾層、灰?guī)?，混合料顏色基本一致，說明拌和2遍即可達到良好的拌和效果。在拌和中應設專人檢測拌和深度，并將檢測結(jié)果及時通知拌和機操作手，嚴防拌和過深或留有夾層。

④平地機整平，整型的控制方法以及松鋪系數(shù)

拌和完成后，用平地機粗平，測其壓實度為85%，先以推算的松鋪系數(shù)布置灰點控制縱、橫坡。經(jīng)驗證該方法是可行的。松鋪系數(shù)經(jīng)實測為1.12。詳細資料見表三。

松鋪系數(shù)驗證計算表

表三

樁號 位置 虛鋪厚 壓實厚 松鋪系數(shù)

K6+170 3m 216 190 1.136

7m 221 197 1.12

10m 225 198 1.136

K6+160 3m 245 219 1.12

7m 245 221 1.11

10m 212 184 1.15

K6+150 3m 215 189 1.137

7m 245 219 1.12

10m 220 196 1.12

K6+140 3m 228 200 1.14

7m 220 198 1.11

10m 221 195 1.13

K6+130 3m 225 198 1.136

7m 230 205 1.12

10m 232 206 1.126

K6+120 3m 230 209 1.1

7m 228 195 1.16

10m 224 200 1.12

平均值：1.12

⑤壓路機的碾壓組合、順序、速度和遍數(shù)

試驗段中配備四臺壓路機，其中鐵三輪壓路機兩臺，振動壓路機和膠輪壓路機各一臺。在精平結(jié)束后，由低向高用振動壓路機穩(wěn)壓一遍，微振一遍，強振兩遍共碾壓四遍，在用鐵三輪壓三遍，即可達到規(guī)定壓實度，然后視表面情況，使表面在潮濕狀態(tài)下，用膠輪壓路機封面，以達到減少起皮現(xiàn)象。碾壓順序為振動壓路機、鐵三輪壓路機、膠輪壓路機。具體組合見表四，壓實度檢測結(jié)果見表五。

壓路機碾壓組合

表四

振動壓路機 鐵三輪壓路機 膠輪壓路機

速度 1.5～2.0km/h 1.5～2.5km/h 1.5～2.5km/h

遍數(shù) 4遍 3遍 至少一遍，視表面情況可適當增加遍數(shù)

方式 靜壓、振動 靜壓 靜壓

壓實度檢測結(jié)果

表五

K5+950 K5+990 K6+030 平均值

95.5 96.0 95.8 96.4 96.2 95.9 96.0

⑥施工中隨時測定含水量，根據(jù)最佳含水量決定采取翻曬或用灑水車加水的方法控制含水量。

經(jīng)過試驗段的充分準備，取得各種必要的施工參數(shù)，可展開大面積施工。

3.1.2機械準備

為了使機械組合能夠適應大面積施工的需要，結(jié)合實際情況投入了以下機械。

3.1.3人員準備

每個作業(yè)組應配備一名施工負責人，負責施工作業(yè)組的日常管理，生產(chǎn)的全盤安排、協(xié)調(diào)。現(xiàn)場工程師一名，負責現(xiàn)場的施工組織與質(zhì)量管理。測量技術(shù)人員兩名，負責施工過程中的測量工作。試驗員一名，負責過程中的試驗監(jiān)測?；覉鲐撠熑艘幻?，負責石灰的消解、過篩、收發(fā)料工作。路面工人10名。

3.2工藝流程圖（見附圖）

3.3施工方案

1、總體方案

石灰粉煤灰穩(wěn)定土底基層采用路拌法施工。土、石灰、粉煤灰分別用大噸位自卸車運輸?shù)浆F(xiàn)場，分層攤鋪，路拌機拌和，平地機整平，壓路機碾壓并養(yǎng)生成型。

2、材料數(shù)量的控制方法

根據(jù)混合料的最大干密度、壓實度、施工路段的寬度、厚度、長度和混合料配合比，分別計算所需混合料干重和各種材料的干重。

所需混合料干重=混合料最大干密度*施工壓實體積*要求壓實度

單一材料干重=所需混合料干重*單一材料占總量比例

分別控制如下

（1）土：

根據(jù)所用土含水量及所需土干重，求出所需土濕重，并以標定的單車土濕重為標準計算出車數(shù)上料。

現(xiàn)場厚度控制：按照穩(wěn)壓后的壓實度K土，求出穩(wěn)壓后的攤鋪厚度h土，然后計算土的松鋪標高加以控制。

（2）石灰：

按照施工所需石灰干重及當日石灰含水量求出其濕重，并以標定的單車重為標準計算出車數(shù)上料。

現(xiàn)場厚度控制：按照穩(wěn)壓后壓實度K石灰求出穩(wěn)壓后攤鋪厚度h石灰，用此厚度來控制石灰的攤鋪均勻度。

（3）粉煤灰：

根據(jù)施工所需粉煤灰干重及當日粉煤灰含水量求出其濕重，并以標定的單車重為標準計算出車數(shù)上料。

現(xiàn)場厚度控制：按照穩(wěn)壓后壓實度K粉煤灰求出穩(wěn)壓后攤鋪厚度h粉煤灰，用此厚度來控制粉煤灰的攤鋪均勻度。

3、施工工藝

（1）準備下承層：

對準備施工的路段進行檢查驗收，按照附表《路基質(zhì)量檢查驗收標準》對路基進行全面檢驗。清除表面雜物，進行機械準備。

（2）測量放樣：

首先用全站儀放出路基控制樁位，然后用經(jīng)緯儀放出每10m中心樁，再用鋼尺放出邊樁，所有樁位均用木樁固定，加以保護。然后用白灰打出上料方格，并對所設的臨時水準點進行閉合檢查。

（3）現(xiàn)場布土：

根據(jù)施工路段所需土數(shù)量、車數(shù)，采取方格控制布土。每車面積=施工面積/車數(shù)，以此可得每格車數(shù)=每格面積/每車面積，以保準確上料，然后用推土機和平地機輔以人工整平，振動壓路機穩(wěn)壓。用灌沙法測定其干密度，計算土的松鋪厚度調(diào)整土方標高，采用灰點法控制橫坡、縱坡，再進行整平、穩(wěn)壓，以控制布土的厚度。在此過程中測定土的含水量是否接近最佳含水量，以決定是否立即在其上面攤鋪石灰和粉煤灰。

（4）攤鋪石灰：

在施工前根據(jù)配合比計算施工路段所需石灰數(shù)量由自卸車運到現(xiàn)場，在預定倒料位卸料保證布灰均勻，由平地機輔以人工整平，再用振動壓路機靜壓一遍。用灌沙法測定其干密度，（若灰劑量少，也可用平均厚度的方法。）計算松鋪厚度，依此厚度用灰點法進行整平、穩(wěn)壓。以控制布灰的均勻度。

（5）攤鋪粉煤灰：（方法同攤鋪石灰）

在此過程中測定石灰、粉煤灰的含水量，進行混合料綜合含水量的控制。

（6）拌和：

混合料的含水量，可根據(jù)天氣情況用灑水車調(diào)整混合料含水量，使之略大于最佳含水量2-4個百分點，然后用路拌機拌和（根據(jù)試驗路結(jié)果可知該土質(zhì)需用CMI拌和機拌和兩遍）。在拌和時設專人跟蹤、檢測拌和深度，保證不留夾層，同時對拌和底面進行跟蹤檢測嚴防拌和過深，影響混合料的配比和成型后的下部壓實度，對下承層（路基）頂面，可略破1cm左右以利上下層粘結(jié)。拌和結(jié)束后，進行含水量、灰劑量檢測，含水量控制應略大于最佳含水量1-2個百分點。同時取樣制件做無側(cè)限抗壓強度試驗。（如需外摻水泥，則在第一遍拌和后人工攤鋪水泥，并保證均勻。）

（7）精平、整型：

拌和均勻后，先用振動壓路機穩(wěn)壓一遍，平地機粗平。以松鋪系數(shù)（松鋪系數(shù)由試驗路中測得為1.15）計算標高，放樣虛鋪灰點，灰點放好后進行整平，第一遍整平后檢測標高，若不滿足規(guī)范對標高的要求，放樣第二遍虛鋪灰點，再次進行整平。然后進行標高檢測，若合格則可開始碾壓，否則再次精平。局部過低部分必須耙松補料、嚴禁薄層貼補。

（8）碾壓成型：

精平結(jié)束后，遵循先輕后重，由低向高原則。壓實過程中，每次重疊1/2輪寬，保持1.5-2.5km/h速度。先用振動壓路機穩(wěn)壓一遍，再振壓三遍。然后用鐵三輪靜壓三遍，最后用膠輪封面。確定正式的碾壓組合如下見表六。

（9）養(yǎng)生：

碾壓結(jié)束后，根據(jù)二灰土表面干濕情況進行灑水養(yǎng)生，每天灑水次數(shù)隨氣候條件而定，始終保持表面潮濕，養(yǎng)生期為7天。

（10）接頭處理：同日施工的兩個工作段接頭，應采用搭接形式處理，前一段拌和整平后不碾壓，留5-8m的預留段和下一段共同進行拌和壓實，以確?？v向與橫向的平整度。兩個工作段施工間隔在一天以上時，應把先施工的接頭挖齊，然后把拌和好的混合料攤鋪到接縫處，作成平接縫。

4、施工的控制要點

（1）由于該地區(qū)土質(zhì)大多具有高液限、高塑性、天然含水量較高的特點，所以布土的工作顯得特別重要。把土攤鋪后，用鏵犁和圓盤耙配合使用，進行翻曬、破碎土顆粒，使土的含水量降低到最佳含水量附近，且土顆粒破碎到，粒徑15mm以上含量在7%～9%左右為宜，以利二灰土強度的形成。

（2）含水量的控制：在施工前應充分掌握石灰、粉煤灰、土的含水量，計算綜合含水量，然后決定相應措施。若其含水量偏大，則繼續(xù)翻曬土，降低含水量。若含水量偏小，則在適當時間用水車補水。使得綜合含水量控制在略大于最佳含水量（%）2～4%附近，再進行下道工序——攤鋪石灰。

（3）灰劑量的控制：由于石灰是二灰土強度形成的重要材料，石灰劑量的多少直接影響二灰土的早期強度。所以要嚴格控制。A、應從源頭把關，每批石灰進場應按規(guī)定進行檢驗，確保石灰等級。B、進行總量控制，按配合比計算好施工段的石灰總量，控制在±1%。C、攤鋪時應力爭石灰攤鋪均勻，使各部位的石灰劑量都滿足要求。

（4）拌和中的控制：在拌和中應設專人檢測拌和深度，并將檢測結(jié)果及時告知拌和機操作手，嚴防拌和過深或留有夾層，確保配合比的準確。拌和后篩分檢驗土顆粒大于15mm含量是否滿足要求，且要檢查有無夾層、灰?guī)?，混合料顏色應基本一致。使得壓實度和強度都得到可靠保證。

5、常見問題及措施

（1）按標準施工但制件的強度卻不滿足設計強度要求：分析其原因，主要是由以下幾方面原因造成的：A、現(xiàn)場拌和時拌和深度控制不到位，B、路基潛在的不平整。使實際施工配比發(fā)生了變化，導致最大干密度比標準最大干密度提高、灰劑量的下降而引起的。這就要加大拌和深度的檢測頻率，在保證不留夾層的前提下不能拌和過深，確保配合比準確。加密控制下承層的標高、平整度，精確控制材料的用量和部位。

（2）壓實度不足：由于攤鋪的潛在不均勻和測點的隨機性，就會產(chǎn)生個別點壓實度不足的現(xiàn)象。根據(jù)配合比、強度、壓實度之間的辯證關系，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場配比發(fā)生偏差，應根據(jù)實際情況適當增加碾壓功率。

（3）起皮、裂紋現(xiàn)象：在碾壓過程中，有時隨著碾壓工作的進行就會發(fā)現(xiàn)，局部路表出現(xiàn)1CM左右的土殼與基層分離，稱之為起皮。糾其原因：A、平地機反復整平過程中，填補了先前低洼部分，產(chǎn)生薄層引起。B、表層含水量與下部相差過大，碾壓時產(chǎn)生分層引起。C、拌和、攤鋪不均勻使局部灰量過大引起。這就應當盡量減少整平次數(shù)，增加拌和效果，縮短整平到碾壓的時間，并在鐵三輪碾壓結(jié)束后，使表面在潮濕狀態(tài)下，用膠輪壓路機封面，并酌情確定封面碾壓遍數(shù)。從最終結(jié)果看，這些方法能起到良好作用。

發(fā)生裂紋的原因經(jīng)分析主要是由于表面干縮而引起的，應在成型后及時養(yǎng)生，并要保持濕潤，就可以減少干縮裂縫。但也應控制水量，防止過量灑水。

6、結(jié)束語

在路面工程施工中，二灰土底基層由于其自身的施工特點，成為路面施工中的重要分項。它能不能既快又好地完成，直接制約著其它面層的大面積展開。特別是在多雨地域，有效施工時間短的情況下，更要加強現(xiàn)場的組織協(xié)調(diào)，使各工序銜接緊湊，有效形成流水作業(yè)。把土的翻曬、粉碎盡量提前。對調(diào)節(jié)好含水量的土和后場的石灰、粉煤灰采取防雨措施。使雨后能及時恢復生產(chǎn)。在土質(zhì)變化大的情況下加強土源的檢測，發(fā)現(xiàn)土質(zhì)變化，及時調(diào)整配合比，以保證路面質(zhì)量。