石灰固化土在沖積平原地區(qū)高速公路路基填筑施工的應(yīng)用

李 崗，蔣華龍，管培鈞，劉朝振

(1.嘉興市嘉蕭高速公路投資開發(fā)有限公司，浙江 嘉興 314000；2.浙江交工宏途交通建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310012)

1 前 言

杭嘉湖平原區(qū)，為沖湖積平原，地勢平坦，河流縱橫，呈網(wǎng)格狀分布，地表為沖湖積粉質(zhì)粘土。沿線水系、池塘較多，宕渣資源緊缺。路基填筑宕渣料源購買困難，價格昂貴。為實(shí)現(xiàn)就地取材，因地制宜，降低成本，特將宕渣填筑變更為石灰土填筑。筆者通過對石灰土路基填筑施工進(jìn)行了系統(tǒng)的室內(nèi)和工地現(xiàn)場試驗(yàn)研究，從路基填筑一年多時間的觀測，質(zhì)量良好，效果明顯?，F(xiàn)就工程應(yīng)用中的有關(guān)情況進(jìn)行分析研究，現(xiàn)與同仁交流，共同提高。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 材料準(zhǔn)備

(1)外購?fù)练剑蛑苓叺貐^(qū)建設(shè)項(xiàng)目購買開挖土方，通過辛江塘碼頭或汽車運(yùn)輸，運(yùn)至堆土場，先摻2%生石灰，進(jìn)行集中悶灰，上路后路拌摻消石灰。

(2)生石灰產(chǎn)地主要有安徽廣德，本項(xiàng)目生石灰從安徽廣德石灰礦上采購，石灰符合Ⅲ級以上標(biāo)準(zhǔn)，塊灰在使用前7～10 d充分消解，消石灰存放時間控制在2個月以內(nèi)。

2.2 機(jī)械準(zhǔn)備

灰土路基施工設(shè)備如表1。

表1 石灰土路基主要機(jī)械設(shè)備表

續(xù)表1

2.3 人員準(zhǔn)備

本項(xiàng)目石灰土路基計劃配置1個班組，下轄2個施工隊(duì)，施工人員配置如表2。

表2 施工人員配置表

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

(1)鋪設(shè)土工布(首層)

碎石墊層鋪設(shè)完成路段，人工鋪設(shè)土工布，路堤兩側(cè)各留出一定長度，遮蓋碎石墊層，防止石灰土覆蓋路堤兩側(cè)碎石墊層，影響碎石墊層排水效果。

土工布在搭接過程時，搭接長度宜為30～60 cm，搭接方向與石灰土攤鋪方向一致。

(2)摻灰燜料

外購?fù)练竭\(yùn)至現(xiàn)場后，土堆摻入2%生石灰進(jìn)行燜料2～3 d，期間使用挖掘機(jī)進(jìn)行翻拌，翻倒1～2次，使石灰與土摻拌均勻，以降低土含水量，改良土的性能。

(3)上土、攤鋪

上土前，現(xiàn)場技術(shù)員使用GPS恢復(fù)線路中線，并放樣出填筑范圍，路基兩側(cè)各加寬50 cm。用推土機(jī)進(jìn)行土方的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，在攤鋪的過程中加強(qiáng)橫坡控制，每個橫斷面取路基中樁、路基邊樁位置，共計三個點(diǎn)，現(xiàn)場安排技術(shù)員進(jìn)行標(biāo)高跟蹤測量，確保標(biāo)高控制到位。

(4)土方的翻耕、晾曬與摻灰

對攤鋪好的土用鏵犁、旋耕機(jī)和鏵犁進(jìn)行翻耕與粉碎，在翻耕作業(yè)過程中，要由外側(cè)向內(nèi)測靠攏，以利于形成橫坡，翻耕和粉碎必須貫穿全層，不允許留有夾層。

當(dāng)混合土粉碎合適且含水量達(dá)到比最佳含水量大2～3個百分點(diǎn)的時候，進(jìn)行摻灰。

(5)布灰

待含水量高于最佳含水量2%～3%時，振動壓路機(jī)靜壓一遍再在土上打好方格，根據(jù)擊實(shí)數(shù)據(jù)計算每方格中石灰質(zhì)量。采用裝載機(jī)配合挖機(jī)將石灰均勻倒入每個格子，初平過程中保證各格子內(nèi)的石灰盡可能的不攤鋪至格子以外，裝載機(jī)配合挖機(jī)初平結(jié)束后，人工對布灰不均勻處進(jìn)行處理。

(6)拌和

石灰布好后，使用旋耕機(jī)翻拌2遍，路拌機(jī)拌合4遍。初步拌合后由鏵犁將下層土方翻拌至上方，再次使用旋耕機(jī)翻拌2遍，路拌機(jī)拌合4遍。重復(fù)拌合直至拌合均勻，為做好相鄰斷面的銜接，拌合時先將兩端接頭處用拌合機(jī)橫向拌合，然后依據(jù)由邊到中的原則進(jìn)行拌合。石灰土拌勻后，抽取試樣檢測灰劑量。

(7)整平、精平

拌合好石灰土后，用振動壓路機(jī)(22 t)再穩(wěn)壓一遍，隨后使用平地機(jī)整平。仔細(xì)刮平到設(shè)計高程、平整度符合標(biāo)準(zhǔn)位置，最后一遍整平時遵循高刮低不補(bǔ)的原則。整平完成后使用旋耕機(jī)對表層進(jìn)行鑿毛，防止薄層貼補(bǔ)造成的表面起皮現(xiàn)象。

(8)路基碾壓

精平后用壓路機(jī)靜壓，碾壓從路緣向路中心碾壓，先靜壓1遍(壓路機(jī)一進(jìn)一退為一遍，下同)，再弱振1遍，隨后用光三輪壓路機(jī)(21～24 t)靜壓2～4遍；最后用膠輪壓路機(jī)(18～21 t)靜壓1～2遍收光。沉降板周圍使用小型壓路機(jī)碾壓。

表3 碾壓機(jī)械組合

4 試驗(yàn)檢測

4.1 原材料試驗(yàn)項(xiàng)目

原材料檢測指標(biāo)包括土：液限、塑限、塑性指數(shù)、顆粒大小、天然含水率、有機(jī)質(zhì)含量、硫酸鹽含量。石灰：有效鈣鎂含量。

檢測結(jié)果如表4所示。

表4 檢測結(jié)果

4.2 現(xiàn)場檢測項(xiàng)目

(1)石灰劑量

現(xiàn)場拌灰均勻后，試驗(yàn)室在現(xiàn)場均勻取樣，根據(jù)現(xiàn)場提供的悶灰天數(shù)按試驗(yàn)室得出來的衰減曲線計算實(shí)際摻灰量。

表4 衰減曲線計算實(shí)際摻灰量表

(2)壓實(shí)度和彎沉

(3)平整度

宕渣是一種土石混合料，要碾壓平整極其不易，故而宕渣的平整度很差，大部分地方平整度檢測都超過15 mm，而灰土因?yàn)椴捎眉?xì)粒土填筑，粒徑分布均勻，碾壓后表面平整，實(shí)測平整度最大地方為4 mm。

5 結(jié)算語

目前，我國不少地方都缺少天然砂石材料，鋪筑路基完全外運(yùn)石料，工程造價太高，客觀難以實(shí)現(xiàn)。石灰土路基的相比較與宕渣路基也存在較多優(yōu)點(diǎn)，首先石灰土路基就近利用土源，減少材料運(yùn)距，并能消耗部分廢棄土方。其次石灰土的最大石灰土最大干密度為1.7 g/cm3左右，宕渣最大干密度為2.4 g/cm3左右，石灰土輕宕渣30%，可以減少軟基沉降，縮短預(yù)壓期，可有效降低橋頭跳車現(xiàn)象。石灰土為細(xì)顆粒土，填料顆粒級配較好，石灰與土經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)板結(jié)，整體強(qiáng)度比宕渣路基好，路基彎沉指標(biāo)好。