淺談石灰改良土對(duì)路基彎沉值的影響

靳峰

摘? ? 要：濰坊港中港區(qū)東作業(yè)區(qū)#18-#19泊位后方疏港二路為吹填土形成，地層為沖填土、粉砂，地基承載力較低，液化等級(jí)為中等，地基處理采用無填料振沖和滿夯施工工藝，經(jīng)檢測(cè)壓實(shí)度和地基承載力均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但路基彎沉值檢測(cè)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，探討通過石灰改良土工藝提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：石灰改良土;壓實(shí)度;彎沉值

1? 引言

生石灰加到粉質(zhì)砂土中，既能吸收土中多余水分，又能反應(yīng)生成有顯著膠結(jié)能力的二氧化鈣，使松散狀粉質(zhì)砂土轉(zhuǎn)為有粘性的復(fù)合土層，即改良土層，經(jīng)壓實(shí)后，具有較高的強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，同時(shí)生石灰的酸化作用使路基土層獲得長期的強(qiáng)度儲(chǔ)備，確保路基在使用中具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

2? 工程概況

濰坊港中港區(qū)東作業(yè)區(qū)#18、#19滾裝泊位工程疏港二路項(xiàng)目，位于濰坊港中港區(qū)南大堤以北，道路設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于南大堤，向北延伸至#19泊位碼頭前沿，設(shè)計(jì)全長1130.036m，道路總寬度為50m，路面面層為水泥混凝土高強(qiáng)連鎖塊，并配套建設(shè)道路照明、排水、碼頭通信、給排水等工程。

疏港二路設(shè)計(jì)道路總寬50m，橫斷面布置形式為（自左至右）：3m（人行道）+0.75m（路緣帶）+5×3.75m（行車道）+0.5m（路緣帶）+4m（中分帶）+0.5m（路緣帶）+5×3.75m（行車道）+0.75m（路緣帶）+3m（人行道）。道路全線路拱橫坡度為2%;人行道橫坡度2%，坡向行車道。

疏港二路采用高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊路面，路面結(jié)構(gòu)如下：

設(shè)計(jì)道路路面結(jié)構(gòu)層總厚度95cm，自上而下分別為：10cmC50高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊面層+5cm中粗砂墊層+20cm水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石上基層+20cm水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石下基層+40cm厚石碴墊層。

由于路基均為吹填形成，吹填土主要為粉土、夾粉薄砂，局部為淤泥，因此需對(duì)軟基處理后的路基頂面往下0.3m厚（路基范圍內(nèi)）的吹填土進(jìn)行摻石灰改良（石灰摻量8%）。

3? 石灰改良土施工工藝

3.1? 土基處理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）地基承載力：地基承載力特征值≥150kPa;

（2）沉降要求：容許工后沉降≤0.5m;

（3）壓實(shí)度≥93%;

（4）路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值 LS= 310.5 （0.01mm）。

疏港二路地基處理采用無填料振沖法（振沖點(diǎn)間距為2.4m，處理深度10.0m，且達(dá)到原海底面以下1.0m），振沖完成后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行碾壓、整平，最后采用1000kN·m夯擊能滿夯兩遍。經(jīng)壓實(shí)度和承載力檢測(cè)均滿足設(shè)計(jì)要求，但土基大部分區(qū)域頂面彎沉值達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)（LS=310.5）。為了解決彎沉值不達(dá)標(biāo)的問題，結(jié)合學(xué)習(xí)東營廣利港施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本工程吹填土特點(diǎn)，路基摻石灰改良厚度為0.6m（原設(shè)計(jì)厚度為0.3m），選取K0+160-K0+200西半幅進(jìn)行8%的石灰改良土試驗(yàn)。

3.2? 施工工藝

3.2.1? 工藝流程

施工放樣→土方開挖→布生石灰→石灰拌合→整平碾壓→試驗(yàn)檢測(cè)。

試驗(yàn)段選在K0+160-K0+200段西半幅，長40m，寬22m，厚 60cm。分兩層施工，每層厚度30cm，分兩次拌和、整平及碾壓。2017年4月3日至7日，進(jìn)行第一層石灰改良土施工，4月7日至12日進(jìn)行第二層石灰改良土施工。采用22t壓路機(jī)穩(wěn)壓2遍，振壓4遍。

3.2.2? 施工過程

（1）施工放樣。試驗(yàn)段控制邊線施工放線，用石灰標(biāo)記，邊線處適當(dāng)放坡，南北方向，兩端各放坡2m。

（2）土方開挖。對(duì)試驗(yàn)段采用挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖，設(shè)計(jì)土基頂標(biāo)高挖深30cm，倒運(yùn)至土方存放區(qū)。每5m測(cè)量整平后的高程，用白灰作出基準(zhǔn)點(diǎn)，以便后期控制改良土厚度。

（3）布生石灰?；鶎诱酵瓿珊?，按照設(shè)計(jì)摻量、拌和厚度、網(wǎng)格面積計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格石灰用量（根據(jù)試驗(yàn)段土工擊實(shí)報(bào)告數(shù)據(jù)暫估，8%的石灰改良土最大干密度按1.71，最佳含水率15.1%，碾壓完成后壓實(shí)度不低于93%重新核算）。

計(jì)算如下：

每方灰土的干混合料質(zhì)量M=1710*93%=1590.3kg;

每方灰土中石灰的質(zhì)量M灰=1590.3*8%/（1+8%）=117.8kg;

灰土總量=40*22*0.6=528m3;

石灰總量：M=528*117.8/1000=62.2t;

每層拌和石灰方量為31.1t?？紤]到放坡等的影響，第一層拌和生石灰使用約35t，第二層拌和時(shí)生石灰使用約38t。

（4）石灰拌合。按照計(jì)算量布石灰采用挖掘機(jī)攤平后進(jìn)行碾壓，將大粒徑生石灰塊壓碎，具體拌和情況：路拌機(jī)拌和3次，石灰攤平后進(jìn)行第一次拌和，拌和后用挖掘機(jī)粗平，然后覆蓋篷布防雨悶料。第一次拌和24小時(shí)后用路拌機(jī)進(jìn)行第二次拌和，拌和后，取樣進(jìn)行含水率檢測(cè)為17.65%;第一次拌和34小時(shí)后用路拌機(jī)進(jìn)行第三次拌和，取兩組土樣進(jìn)行含水率檢測(cè)分別為17.5%、16.4%，符合碾壓條件，進(jìn)行整平碾壓。拌和過程中石灰改良土均勻，無結(jié)團(tuán)、大塊、夾層等現(xiàn)象。

（5）整平、碾壓。分兩層整平、碾壓，每層設(shè)計(jì)松鋪厚度為35cm。

第一層碾壓情況：先用挖掘機(jī)粗平并初步碾壓，然后采用平地機(jī)進(jìn)行刮平，刮平后壓路機(jī)先穩(wěn)壓2遍，無特殊情況，振動(dòng)碾壓第一遍，輪跡明顯;振動(dòng)碾壓第二遍，輪跡明顯，部分起皮粘輪;振動(dòng)碾壓第三遍，輪跡減輕，前進(jìn)時(shí)起皮粘輪明顯，后退時(shí)消除;振動(dòng)碾壓第四遍，輪跡減輕。因第四遍振壓時(shí)間較晚，視線較差，第二天穩(wěn)壓一遍收面，收面時(shí)距路邊緣7m處開始出現(xiàn)起皮粘輪現(xiàn)象。

第二層碾壓情況：拌和悶料同第一層，在含水率檢測(cè)分別為16.67%，15.76%，14.90%后，開始整平、碾壓。穩(wěn)壓兩遍無特殊情況，效果良好。振動(dòng)碾壓第一遍，輪跡1cm左右，土層表面有破碎，碾壓至邊緣7m處開始出現(xiàn)起皮粘輪現(xiàn)象;振動(dòng)碾壓第二遍，輪跡減輕，全部區(qū)域起皮粘輪;振動(dòng)碾壓第三遍，輪跡減輕，土層較干，碾輪中部粘土;振動(dòng)碾壓第四遍，輪跡輕，上層土干裂、分層，破碎較嚴(yán)重（停止碾壓，晾曬，防止過振）。

3.3? 試驗(yàn)檢測(cè)

3.3.1? 石灰改良土的最佳含水率及最大干密度

通過現(xiàn)場(chǎng)取土樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定8%石灰改良土的最佳含水率及最大干密度。

3.3.2? 壓實(shí)度檢測(cè)

（1）第一層石灰土壓實(shí)度。在試驗(yàn)區(qū)取編號(hào)1、2、3、4共四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，分別為95.6%、97.1%、97.2%、93%，達(dá)到設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度93%。

（2）第二層石灰土壓實(shí)度。在試驗(yàn)區(qū)取編號(hào)A、B、C、D共四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，分別為95%、93.2%、96.3%、98.8%，達(dá)到設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度93%。

3.3? 彎沉值檢測(cè)

進(jìn)行彎沉值檢測(cè)并達(dá)到要求。

4? 結(jié)束語

通過石灰改良土試驗(yàn)段施工（石灰摻量8%，分兩層，穩(wěn)壓2遍、振壓4遍），上下兩層壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求（壓實(shí)度不低于93%），彎沉值檢測(cè)除邊緣車道數(shù)值偏高外，其余檢測(cè)值小于設(shè)計(jì)值310.5，路基通過石灰改良后對(duì)提高土基強(qiáng)度和穩(wěn)定性有較好效果，雖然短時(shí)間內(nèi)土基強(qiáng)度增長不明顯，但石灰改良能使路基土層強(qiáng)度逐漸增加，達(dá)到強(qiáng)度的長期儲(chǔ)備。石灰改良土施工工序較多，特別是含水率控制在最優(yōu)含水率條件下進(jìn)行碾壓效果最好，改變路基彎沉檢測(cè)數(shù)值明顯，工程造價(jià)低，是一種值得推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型路基處理方法。