石灰土路基填筑施工工艺及质量控制

2018年第19期（7月 上）

石灰土路基填筑施工工艺及质量控制

林丹江

（福建华通路桥建设有限公司，福建 福州 350000）

摘要：结合270省道邳州东南绕越公路建设工程石灰土路基施工经验和技术总结。分析施工前试验检测应注意的事项，施工工艺各工序的施工方法，分析石灰土作为填料进行路基填筑的施工质量控制点，为石灰土路基施工质量控制提供技术参考。关键词：石灰土；路基填筑；施工工艺；质量控制中图分类号：U416.1

文献标识码：B

1 石灰改良土的作用机理

在谈石灰土路基施工前，应当先了解石灰改良土的作用机理。CaO 是生石灰的主要成分，在石灰土拌和过程中CaO 首先会和水作用生成 Ca（OH）2，是石灰土强度形成的前提条件[1]。消石灰在土中不断和空气中的 CO2作用形成CaCO3结晶体，具有较高的强度和水稳定性。由于 CaCO3 对土的胶结作用使土体得到加固，形成石灰稳定土[2]。因此，石灰土碾压成型后，经过一段时间的养护，强度逐渐增高，最后形成一个稳定的整体，达到公路路基使用要求。

② 确定标准灰剂量曲线。

③ 确定灰剂量与干密度关系曲线和EDTA消耗量与石灰剂量关系曲线。

以下列举K14+600处取土点的试验结果供参考，标准击实试验结果见表1。

表1 不同石灰剂量下最大干密度、最佳含水量及EDTA消耗量汇总石灰剂量4%5%

最大干密度（g/cm3）

1.7681.7511.7281.697

最佳含水量15.0%15.5%16.6%17.5%

EDTA消耗量（ml）

17.621.524.830.6

2 工程项目特点

邳州市位于黄河滞洪区，地下水位较高，土壤多为黏土，土的稳定性较差，且不易于粉碎，不能直接用于路基填筑。本项目设计为一级公路，路基基本结构形式由下而上为采用5%水泥土原地翻拌20cm后，填筑20cm压实度92%的5%水泥土，填筑20cm压实度94% 的5%水泥土，填筑4层20cm压实度标准96%的6%石灰土。局部路段填方高度大于1.2m时，采用5%石灰土填筑中间层压实度为94%，路基验收弯沉标准为≤122.6（0.01mm）。路基系利用石灰与土内部的物理化学反应形成致密的整体，使得地下水不容易渗透，路基的强度和稳定性提高。

6%8%

由表1可见，石灰剂量对干密度影响比较明显，而干密度的大小直接影响施工压实度，试验中应充分考虑。根据试验结果采用内插法，建立灰剂量与干密度对照表，便于压实度检测时选用。

④ 确定石灰剂量随时间变化的关系曲线（衰减曲线）。根据确定的最大干密度和最佳含水量，采用无侧限抗压强度试验制件方法制件，模拟现场条件采用覆土对试件进行养生，按不同龄期分别做EDTA滴定试验，确定出石灰剂量衰减曲线。以下列举该取土点土样5%石灰土的剂量衰减曲线见图1。

由图1可见，随着时间推移，石灰土中石灰剂量会出现衰减，结合表1对应取用最大干密度会变高，实测压实度可

3 施工前准备

（1）石灰质量检测。石灰质量对石灰土的强度影响很大，每批次石灰进场应进行石灰有效氧化钙的测定，石灰有效氧化钙的结果应符合《公路路面基层施工技术细则》的要求，本项目采用石灰有效氧化钙含量不低于Ⅲ级。

（2）素土液塑限试验，检测素土的塑性指数是否符合《公路路面基层施工技术细则》中15～20的适宜范围。

（3） 石灰土标准击实试验。确定石灰土最大干密度和最佳含水量以及标准剂量曲线为施工压实度和灰剂量的控制提供依据，在试验过程中还应确定石灰剂量与最大干密度的关系及石灰剂量衰减曲线。

① 确定标准剂量的最大干密度和最佳含水量。

图1 石灰剂量衰减曲线

收稿日期：2018-01-19

作者简介：林丹江（1985—），男，福建龙岩人，工程师，主要研究方向为道路与桥梁施工。

18表2 是否考虑衰减压实度不同检测结果

测点桩号K14+620K14+650K14+700K14+730实测干密度（g/cm3）1.661.651.651.68实测灰剂量（%）4.04.33.93.8取用最大干密度（g/cm3

）1.7681.7631.7701.773不考虑衰减压实度（%）93.3.693.294.8考虑衰减，损失率（%）24%24%24%24%换算掺灰量（%）5.35.65.15.0取用最大干密度（g/cm3）

1.7441.7371.7491.751对应压实度（%）

95.2

95.0

94.3

95.9

能会出现不合格的现象。例如：K14+680—K14+760右幅94区压实度3天检测情况见表2。

综上所述，试验检测工作作为施工质量控制的重要一环，需要认真、客观地对待。这就要求试验人员应多做、多分析、多总结，才能为质量控制提供真实有效的数据支持。

4 石灰土施工工艺

（1）测量放线。首先使用全站仪恢复中线桩，放出边桩；然后使用水准仪测出本层石灰土路基的松铺高程和设计高程，并在两侧边缘外的指示桩上标出，同时从边桩拉线控制上土厚度；最后使用钢卷尺将路基划分成一定尺寸的方格并用白灰洒出白线，以计算堆土量，控制上土厚度。

（2）取土。本次施工所用素土由挖掘机从路基两侧取土，采用土方车（每车10方）按照（5.3m×7.7m）方格打格进行堆料，专人指挥堆料，堆料中发现不能满足要求的填料（如树根等），由人工清理干净，最后采用推土机整平。

（3）素土翻晒及土颗粒粉碎。素土整平后，采用铧犁和路拌机（或旋耕机）不断翻晒，以降低土的含水量，过程中应随时检查土的含水量及颗粒粉碎情况，根据试验总结，以土的含水量大于最佳含水量3～5个点，土颗粒小于15mm为宜停止翻晒。若土的含水量较大，土颗粒较难粉碎时，也可以事先将土采用挖掘机打堆成锥状或带状并覆盖上通过计算略小于最佳石灰剂量数量的生石灰块，采用装载机配合挖掘机翻拌打堆压紧，这样有利于消除土的黏性并快速减少含水量，闷土3～4d后再用推土机整平翻拌，确保生石灰消解完全。

（4）生石灰消解。在素土翻晒过程中，根据施工安排应提前对生石灰块进行集中打堆消解，石灰消解后应及时使用避免石灰有效氧化钙的流失而影响掺灰质量。

（5）上灰。素土的含水量和颗粒粉碎达到要求时，立即将表面整平，使用单钢轮压路机静压，静压后应进行标高的复测，高的地方采用挖坑洒上石灰作为标记，采用自走式平地机整平表面。路基表面整平后，用石灰布设网格，根据设计灰剂量计算每个网格的石灰数量，采用经过计量后的翻斗车将石灰堆均匀地倾倒于网格内，并采用人工扣锹法将石灰均匀地布满整个网格。

（6）翻拌。石灰布好后，立即采用铧犁配合稳定土拌

交通世界TRANSPOWORLD和机进行拌和，注意应先拌和再用铧犁翻土，拌和过程中

应安排人工在拌和机后进行挖坑检查，检查拌和深度以及是否存在素土夹层，否则在碾压过程中路基表面会出现弹簧。石灰土的翻拌以拌和后表面没有明显白色灰带为准，本项目经过铧犁翻土2遍，稳定土拌和机拌和3遍后石灰土拌和均匀。拌和后进行含水量和灰剂量的检测。

（7）整平碾压。含水量和灰剂量符合要求后，先用推土机粗平，并使用单钢轮压路机静压后，进行标高复测，并用平地机精平后进行碾压作业，碾压机械组合应严格按照试验段试验成果进行。以下列举本项目96区6%石灰土试验段机械组合供大家参考。

本项目96区6%石灰土碾压机械组合采用振动压路机静压1遍、弱振1遍，激振2遍，钢轮压路机碾压4遍，胶轮压路机碾压1遍消除轮迹，能保证碾压密实，碾压速度不超过2.5km/h。先用1台振动压路机静压1遍，待够一个机位后，第二台振动压路机进入，开始进行弱振碾压，担负静压的压路机完成静压后回头进行激振碾压，担负弱振压路机碾压完成后回头参与激振碾压。振动碾压结束后用2台钢轮压路机形成梯队进行碾压，钢轮压路机碾压时应重叠后轮1/2轮。

（8）养生。灰土成型后应进行洒水养生或采用覆土养生的方式，养生期不少于7d，养生期间应封闭交通，保持路基表面湿润，避免路基成型过程中，表面水分散失造成路基干缩开裂，破坏路基整体性。

5 施工中的注意事项

（1）生石灰施工前应至少7d充分消解，施工中发现个别路段由于石灰未充分消解，在碾压成型后，由于生石灰与土中的水分反应继续消解体积膨胀，造成路基表面鼓包爆裂崩解，使得路基表面局部松散，影响路基强度和平整度从而进行不必要的返工。

（2）掺灰前含水量控制应通过试验段确定，不同土质在施工过程中进行掌握，确保掺灰后碾压前含水量控制在高于最佳含水量1%～2%为宜，一方面避免碾压过程中路基表面水分散失严重造成表面松散无法成型，另一方面避免由于含水量过大在成型后养生期间收缩开裂。

（3）采用路拌法施工中应严格控制拌和深度，安排专人进行检查，查看是否存在素土夹层，避免碾压过程中出现弹簧，造成局部返工，而影响了路基整体性和施工进度。

（4）路基压实度检测应考虑不同石灰剂量对干密度的影响，与此同时在对不同龄期的路基进行压实度复测时还应考虑石灰剂量的衰减，通过现场土样的灰剂量检测，取用相应剂量的干密度能较为精确地计算出现场压实度，更为有效地控制路基压实质量。

6 结语

在公路建设过程中路基的施工质量控制尤为重要。在一些路基土壤强度和稳定性不高的地区利用石灰对路基

（下转第33页）

19交通世界TRANSPOWORLD碎石土、砂石、黏性土、杂填土和素填土等地基处理过程中的应用，有助于改善地基强度与抗振动液化能力，降低路基压缩性，消除土体湿陷性，从而提高软土路基处理效果，便于加强公路施工质量控制[5]。但强夯法在高饱和度黏性土的处理上效果并不理想，因此公路工程软土路基处理中应结合土质具体情况科学选用处理技术[6]。公路施工中应用强夯法对软土路基进行处理时，一般运用大型起重设备提升起稳定结构重物，提升至一定高度后，直接将其从高处落下，对软土路基进行瞬间挤压，从而增强软土路基的密实度，增强软土路基的承载力。强夯法是一种比较简单的软土路基处理技术，应用范围较广，软土路基加固处理效果比较明显。但实际应用中涉及大型设备，对工程建设单位的经济能力要求较高，以强夯法对软土路基进行处理时，极易产生噪声污染，给周边居民的正常生活造成严重干扰，因此强夯法不可应用于人口稠密地区[7]。除此之外，强夯法仅仅适用于黏性土地基、杂填土地基以及砾石土地基等软土路基处理中，切不可应用于淤泥地基处理中，以免造成泥浆分散而影响软土路基处理效果，甚至加大施工难度，不利于公路施工进度与质量控制。2.5 搅拌桩法

就公路施工的实际情况来看，软土路基处理也可通过搅拌桩法来实现，包括水泥搅拌桩和石灰搅拌桩两种操作方式，其中水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土以及泥炭土等软土路基处理中，能够取得理想的处理效果，改善软土路基的稳定性。在软土路基处理过程中，以水泥作为固化剂，运用深层搅拌机械在地基深部对软土和固化剂进行强制搅拌，以改善地基强度，提高软土路基处理效果，这就是所谓的深层水泥搅拌桩，此种方式能够为公路工程软土路基施工质量控制提供可靠的技术支持。由于地基土与石灰能够形成一定的化学反应，深层石灰搅拌桩主要运用专业的深层搅拌机械对地基土和石灰进行充分搅拌，在所生成化学反应的作用下改善软土路基的强度和稳定性，

[8]

减少公路软土路基的不均匀沉降，改善软土路基承载力，加固公路路基，从而全面提高公路路基施工质量，延长公路使用寿命，促进其社会功能的充分发挥。

3 结语

总而言之，软土路基处理技术的科学化应用，有助于加强公路施工质量控制，维护公路工程建设的综合效益。因此在实际施工过程中，应结合公路工程项目具体特点开展深入研究，对换填处理法、排水固结法、碎石桩处理法等加以科用，改善公路路基渗水性能，增强路基承载能力，改善公路工程软土路基处理效果，全面提高公路工程施工质量，延长公路工程的使用寿命。

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（编辑：钱宇宁）

（上接第19页）

土进行改良，从而获得结构强度和稳定性显著提高的路基填筑材料。由于石灰土施工不像水泥混凝土施工那样受到水泥凝结时间的制约，施工较为方便使得施工过程中能够总结出更加精细化的质量管理要点和措施，因此在我国部分地区应用较为广泛。通过总结经验并应用于施工过程控制，使得本项目的施工质量获得了好评并荣获了江苏省优质工程奖。

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（编辑：赵艳）

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