沿海高塑性路基改良土集中路拌法施工的技術措施及控制要點

姜仁廣

摘 要：文章結合鐵路工程實例應用，介紹了沿海富含水量地區(qū)高塑性路基改良土集中路拌法填筑的施工工藝，分析了三種改良土填筑施工的優(yōu)缺點，總結了集中路拌法改良土填筑的控制要點。

關鍵詞：富含水量；路基填筑；改良土；集中路拌法

集中路拌法是在取土場按照設計外摻料用量進行布灰，接著采用挖掘機進行集中的預拌處理后打堆燜灰降低含水量，然后將混合料運輸?shù)铰坊┕がF(xiàn)場進行攤鋪，最后采用路拌機拌合均勻之后碾壓成型。采用集中路拌法對石灰改良土進行施工，具有施工效率高、均勻性良好等特點，同時能夠有效地快速降低含水量，并且施工所產(chǎn)生的揚塵較少，有利于環(huán)境的保護。因此在沿海富含水量地區(qū)高塑性土改良土填筑施工中具有非常廣泛的應用前景。

1 工程概況

連鹽鐵路連接江蘇省連云港、鹽城兩市，設計時速200km，客貨共線，位于蘇北濱海平原、黃淮沖積平原區(qū)。本地區(qū)無山地、丘陵，氣候濕潤，雨量充沛，河流、水渠縱橫交錯，地下水發(fā)育，地下水位0.3-0.5m，土天然含水率達到25%以上。地表主要以沖積、海積為主的第四系全新統(tǒng)（Q4）黏土、粉質黏土、粉土、粉砂，表層土質為高液限、高塑限粉質黏土，灰褐色、黃褐色，軟塑，液限34.7%，塑限20%，塑性指數(shù)Ip大于14。沿線土源不能直接用作填料，必須進行改良。連鹽線選用的改良劑為石灰，而路基填筑采用何種方法既能保證路基的各項參數(shù)，同時又能加快施工進度，是一個研究的重大課題。通過施工實踐，采用集中路拌法生產(chǎn)改良土進行路基填筑施工能夠快速降低含水量，加快施工進度，保證了路基填筑質量。

2 集中路拌法施工技術

2.1 施工工藝流程

石灰改良土施工原理是對需改良的土質摻入石灰進行改良，以減少土的天然含水量，使其不產(chǎn)生較大的脹縮變形和強度衰減。集中路拌法的核心是改良土的集中拌置，具體做法是在取土場內(nèi)按施工摻灰比摻入生石灰，用挖掘機集中預拌均勻后打堆存放，利用生石灰消解快速降低含水量，待生石灰完全消解后將混合料運輸?shù)铰坊钪妫?jīng)短期晾曬含水量達到最佳含水率允許偏差范圍后用碾壓設備碾壓成型。其改良土生產(chǎn)施工工藝流程圖見圖3.1

2.2 集中路拌法的施工工序

集中路拌法路基改良土施工的主要工序有：在取土場內(nèi)將場地進行平整，確定取土拌合深度，畫方格網(wǎng)進行布灰控制，集中預拌、打堆燜灰，改良土挖裝運，推平，晾曬，路拌，精平，壓實。

2.2.1 施工前準備工作

（1）場地平整。在進行施工前，應當結合工程地形特點等因素，對場地采取清表處理，挖排截水溝，增大路基表面橫坡。對于取土場地范圍內(nèi)的地面，需要采用推土機進行平整處理，從而確保表面平順。一般情況下，取土場的實際范圍應比理論取土范圍略大。

（2）檢測土的物理指標。主要的指標包括天然干密度、天然含水量，根據(jù)設計的含灰量在室內(nèi)確定配合比。

（3）改良劑采用生石灰，進場后需過篩，以保證石灰在燜土過程中能夠完全消解。進場時對石灰進行有效鈣、氧化鎂等檢驗，經(jīng)檢測合格后方能由于石灰改良土外摻料施工，

2.2.2 取土場內(nèi)確定集中拌合區(qū)域

取土場內(nèi)取土面經(jīng)推土機整平后，用白灰畫出網(wǎng)格線，通過探坑確定擬取土深度。

2.2.3 確定布灰厚度、布灰

在本工程中取土場土體的天然干密度為1.79×103kg/m3，石灰密度1.5×103kg/m3，設計含灰量為8%。在取得取土深度、長度、寬度及布灰網(wǎng)格線長度、寬度等數(shù)據(jù)后，通過計算公式（m土：m灰=（1-8%）：8%）確定網(wǎng)格線內(nèi)需拌合的石灰厚度。將石灰倒在土料層上，人工用刮板均勻攤開，使石灰厚度均勻。布灰完成后，使用鋼尺測量布灰厚度是否與設計計算的石灰厚度一致，保證石灰摻入量。

2.2.4 均勻拌合、打堆燜灰

采用挖掘機將取出的混合料按照順序挖出，拌合5次（其中開挖時2次，過程中翻拌2次，最后打堆燜土再翻拌1次），直至改良土色澤均勻、無灰條、灰團。利用挖掘機集中預拌時，其單機產(chǎn)生量應控制在50m3/h左右。挖掘機在取土預拌過程中，要將塊狀土反復搓揉（特別是最后一次預拌）直至松散為止，達到外觀上色澤均勻一致、土塊最大粒徑不大于15cm方可打堆燜料，以保證含灰量的均勻性。再高位卸放至指定位置，并按照錐形的形式進行混合料的堆放。在土體的卸放時，需要特別注意的是混合料應沿著錐頂自由灑落，如果錐底存在顆粒較大的土塊時，應將其粉碎，然后再次進行局部的翻拌處理。

拌合好的改良土需經(jīng)試驗檢測含灰量，含灰量檢測采用EDTA滴定法檢測，石灰的摻入量允許偏差為+1%～-0.5%。

經(jīng)試驗檢測含灰率滿足設計要求后打堆存在在取土場，留作路基改良土填料使用，填寫場地悶灰標識牌，標注悶灰時間，并報監(jiān)理工程師確認。要求打堆的改良土需在土場內(nèi)存放至少7天，以便生石灰完全消解，嚴禁將含有未消解的石灰運至路基上。

此時注意，通過EDTA滴定法檢測，打堆土灰劑量檢測隨著時間推移逐漸減少，需專門進行室內(nèi)試驗確定灰劑量的變化規(guī)律，繪制石灰含量隨時間衰減標準對照表。將現(xiàn)場混合料隨時間變化的石灰含量與室內(nèi)試驗灰劑量變化規(guī)律對比，來保證摻灰量滿足設計要求。

2.2.5 晾曬、路拌

裝運攤鋪，將完全消解后的混合料裝運至基面合格的填筑面，用推土機將其按虛鋪厚度30cm均勻攤鋪在填筑范圍內(nèi)。檢測混合料的含水率，一般來說此時的含水率大于最佳含水率，需要在路基面進行晾曬。

經(jīng)初平后改良土用犁地機及路拌機進行翻開晾曬。同時將改良土粉碎，施工時土塊應打碎，粒徑不應大于15mm，應按配合比配料并拌和均勻，色澤一致，無灰條、灰團、花面，拌和物中不得含有土塊、生石灰塊。根據(jù)施工經(jīng)驗，先采用犁地機將改良土犁開晾曬，再利用路拌機將改良土粉碎。每天翻開晾曬3～4遍，連續(xù)晾曬2-3天即可滿足施工質量要求。經(jīng)晾曬好的改良土進行含水率的檢測，如經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)含水量仍偏大，灰土重新翻開晾曬后再進行拌合施工。最終經(jīng)檢查含水量、拌合均勻性均合格后進入下道工序施工。

2.2.6 壓實

檢測含水率偏差是否符合壓實條件，同時采用EDTA滴定法測定石灰劑量，并與室內(nèi)試驗取得的石灰含量隨時間衰減標準對照表進行對照。如含水量在最佳含水量允許范圍內(nèi)及含灰量滿足設計要求，用平地機將混合料精平，準備進行碾壓壓實施工。碾壓時壓路機按最佳施工壓實工藝流程碾壓，達到規(guī)定的指標。

3 集中路拌法優(yōu)缺點分析

在沿海富水含量地區(qū)，傳統(tǒng)場拌法、路拌法、集中路拌法改良土施工優(yōu)缺點見表4.1。

4 集中路拌法質量控制要點

4.1 原材料控制要點

為快速降低土體內(nèi)的含水量，集中路拌法外摻料選用生石灰。生石灰質量好壞直接影響工程質量及工程成本，質量等級愈高的石灰，在達到同樣的灰劑量要求時，對土的穩(wěn)定效果愈好，因此，購買材料要選用三級以上（生石灰有效鈣鎂含量≥75%），最好是二級生石灰。建議施工袋裝磨細生石灰，如采用散裝生石灰，石灰使用前必須過15mm篩，以確保生石灰在拌合燜灰后能夠完全消解。生石灰進場前應進行取樣試驗，同一廠家、品種、批號的石灰每4000t為一批，不足4000t時也按一批計，檢查每批產(chǎn)品的生產(chǎn)檢驗報告和產(chǎn)品合格證。石灰取樣時必須具備代表性，切忌選取塊灰做有效含量實驗。

生石灰宜隨用隨買，現(xiàn)場確需儲存，應妥善保管，不得日曬雨淋，氣硬變質。

4.2 拌合、燜灰過程控制要點

4.2.1 環(huán)?？刂埔c

取土場表層種植土集中堆放，待土場取完土后運回取土場；石灰存放場四周采用鋼管搭設彩鋼瓦圍擋，圍擋高度不小于3m；裝載機運輸石灰時采用篷布覆蓋；布灰盡量選擇在無風時，避免大風布灰及翻拌；布灰完成立即翻拌，避免石灰長時間暴露在表面。

4.2.2 拌合、燜灰過程控制要點

拌合遍數(shù)必須保證5遍以上，拌合過程中檢查拌合物外觀，要求大面上色澤均勻一致，無灰團灰條和大于15cm的素土塊。

在第一遍挖拌作業(yè)時必須安排專人負責檢查取土深度，嚴禁超深取土，以免因取土超量影響含灰量。

燜灰時按照錐形的形式進行混合料的堆放。在土體的卸放時，混合料應沿著錐頂自由灑落，如果錐底存在顆粒較大的土塊時，應將其粉碎，再次進行局部的翻拌處理。

打堆的混合料須在取土場內(nèi)放置7天以上，以確保生石灰完全消解，嚴禁運至路基面的混合料內(nèi)混有未消解的生石灰。

4.3 摻灰量控制要點

根據(jù)設計要求，明確摻灰量是內(nèi)摻還是外摻，然后通過室內(nèi)試驗，確定改良土施工配合比。在室內(nèi)試驗測定所使用的外摻料的灰劑量變化規(guī)律，繪制石灰含量隨時間衰減標準對照表，用于路基含灰量檢測時對比石灰含量，反推摻灰量是否滿足設計要求。

5 結語

集中路拌法改良土填的筑施工機具均為普通設備，不需要過多投入。外摻料使用生石灰，利用生石灰消解降低土體含水量，既減少了生石灰消解工序，又能快速減低土體的含水量。在取土場內(nèi)可隨時隨地按照需求進行翻拌燜灰作業(yè)，無需專用租用晾曬場地，且與路基填筑在時間上平行作業(yè)，不影響施工進度，同時取土場內(nèi)摻灰，能夠控制揚塵，降低環(huán)境污染。打堆的混合料易于覆蓋，經(jīng)打堆燜灰后的混合料含水量已降低許多，可在路基面上短時間晾曬即能碾壓成型，減少外部環(huán)境對路基填筑的影響，提高了沿海高塑性路基改良土填筑的施工效率。

文章通過結合工程施工實例，針對工程存在的實際情況，總結出在沿海富水量、多雨水地區(qū)，在使用當?shù)赝猎催M行改良土填筑路基時，通過嚴格的摻灰量和拌和均勻性控制，從質量控制、環(huán)保、工效、經(jīng)濟效益等方面綜合考慮，集中路拌法具有良好的適用性。

參考文獻

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