高速公路石灰改良膨脹土路基施工工法#內(nèi)容詳細

1、高速公路膨脹土路基采用“二次摻灰”工藝施工工法第二工程有限公司江蘇分公司 張 撿一、前言在高速公路路基施工中，膨脹土不能直接作為路基填料，需采取有關(guān)技術(shù)措施對其進行處理，以達到提高路基強度和穩(wěn)定性的目的，滿足路基的使用要求。用石灰改良膨脹土修筑高速公路路基技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，但要使施工質(zhì)量達到規(guī)定要求，并最大限度縮短工期和節(jié)約成本，還必須根據(jù)實際情況，采取合理的施工工藝和科學(xué)的檢測方法。寧淮高速公路nh-mw6標(biāo)石灰改良膨脹土路基施工積累了豐富的施工經(jīng)驗，經(jīng)歸納整理，形成本工法。二、工法特點1.施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、施工過程程序化，作業(yè)效率高采用“二次摻灰” 工藝，縮短土料從上路到碾壓成型的施工周期。

2、采用“路拌法”標(biāo)準(zhǔn)施工工藝，嚴(yán)格按照取土燜灰、上土攤鋪、翻曬破碎、二次摻灰、粉碎拌和、整平碾壓、驗收簽證的程序組織大面積平行流水作業(yè)，各道工序緊密銜接、連續(xù)快速。2.施工過程控制要求高從取土燜灰開始，嚴(yán)格控制土料含水量變化速率、石灰摻量、攤鋪厚度、施工段落劃分、縱坡、橫坡調(diào)整、碾壓前灰劑量及灰土的拌和、粉碎效果，系統(tǒng)研究碾壓組合工藝，使整個施工過程處于可控狀態(tài)。3.施工檢測科學(xué)化，可操作性強施工中，微波爐及時快速檢測含水量，方便、快捷；利用石灰劑量的衰減規(guī)律及石灰劑量對土料干密度的影響大小，提出了在一定施工周期內(nèi)現(xiàn)場實際灰劑量和壓實度的確定方法；檢測方法科學(xué)，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。三、適用范圍本

3、工法主要適用于用石灰改良膨脹土修筑高速公路路基施工，對其它情況下的石灰改良土路基施工可參照適用。四、施工工藝（一）工藝流程（見圖1）（二）工藝原理利用生石灰在潮濕膨脹土中的水化作用和離子交換作用，在取土坑摻入2%的生圖1 工藝流程石灰堆土“燜料”，初步降低土的含水量，并有效降低土顆粒的表面活動性，短期內(nèi)減弱土顆粒間的粘聚力，使土料“砂化”。土料上路后，再按照設(shè)計石灰劑量摻足消石灰，經(jīng)粉碎、拌和、整平、碾壓后，利用熟石灰的結(jié)晶效應(yīng)、熟石灰與土的長期火山灰效應(yīng)及熟石灰的長期碳酸化效應(yīng)，提高石灰-土體系的整體強度和穩(wěn)定性。（三）標(biāo)準(zhǔn)試驗及現(xiàn)場灰土含水量、灰劑量和壓實度的確定方法1.土料最大干密度和最

4、佳含水量的確定方法土料的最大干密度和最佳含水量按照“濕法擊實試驗”方法確定。即從現(xiàn)場第一次摻灰燜料到碾壓完畢的施工周期內(nèi)，室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗的取樣、試樣制備均模擬現(xiàn)場施工過程進行，最后通過不同含水量試樣的擊實試驗得出擊實曲線，獲得最大干密度和最佳含水量，用于現(xiàn)場施工壓實度的檢測。2.改進的石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作方法從現(xiàn)場取土“燜灰”到碾壓完畢的施工周期內(nèi)，室內(nèi)改進的石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線制作試驗的取樣、試樣制備均模擬現(xiàn)場施工過程進行，最后得出不同灰劑量（0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%）土料的石灰劑量與時間的關(guān)系曲線，用于確定現(xiàn)場灰土的實際灰劑量。3.現(xiàn)場灰土灰劑量和壓實度的確定方法先按照

5、“公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程（jtj057-94）”中的石灰劑量測定方法(edta滴定法)進行現(xiàn)場待檢灰土的取樣和edta滴定，得出現(xiàn)場灰土的edta消耗量，然后根據(jù)“改進的石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線”，計算現(xiàn)場待檢灰土的灰劑量?，F(xiàn)場待檢灰土灰劑量的計算公式如下：p灰土=（p1-p2）/（v1-v2）v灰土式中：p灰土現(xiàn)場待檢測灰土的石灰劑量；v灰土第二次摻灰t天后，現(xiàn)場待檢測灰土的edta消耗量；p1edta消耗量高于現(xiàn)場待檢測灰土edta消耗量的標(biāo)準(zhǔn)樣的灰劑量；p2edta消耗量低于現(xiàn)場待檢測灰土edta消耗量的標(biāo)準(zhǔn)樣的灰劑量；v1第二次摻灰t天后，含灰量為p1的標(biāo)準(zhǔn)樣的edta消耗量；v2

6、第二次摻灰t天后，含灰量為p2的標(biāo)準(zhǔn)樣的edta消耗量。4.施工現(xiàn)場含水量快速測定方法采用“微波爐烘干法”。使用該方法前，需先建立素土和不同灰劑量（2%、4%、6%、8%、10%、12%）灰土在不同含水量范圍的“烘箱烘干法”和“微波爐烘干法”所測定的試樣含水量之間的對應(yīng)關(guān)系，然后根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系確定被檢土料準(zhǔn)確含水量。該對應(yīng)關(guān)系的建立方法為：先采用“作圖法”找出兩種方法所測定的含水量之間的關(guān)系曲線類型，然后用“回歸分析”建立對應(yīng)的關(guān)系式，并利用數(shù)理統(tǒng)計方法對所建立的關(guān)系式進行檢驗和修正，最后將該關(guān)系式用于現(xiàn)場實際施工檢測。（四）施工要點1.施工準(zhǔn)備施工前，先按照設(shè)計要求對天然原地面及溝塘進行處理

7、，進行原材料的合格性檢測，進行不同劑量灰土的標(biāo)準(zhǔn)試驗工作。根據(jù)現(xiàn)場實際情況合理劃分作業(yè)區(qū)段，每一作業(yè)區(qū)段以100200m為宜。根據(jù)填土高度及分層填筑厚度劃分出每區(qū)段不同壓實度和灰劑量部位的填筑層數(shù)。2.試驗路段施工試驗段主要試驗項目包括：上土工藝、石灰土拌和工藝、土料粉碎工藝、土料含水量變化過程及其控制、松鋪系數(shù)的測定、碾壓機械優(yōu)化組合和碾壓過程中壓實度增長規(guī)律、改進石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線和快速測定含水量方法、標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗的試樣制備方法、路基壓實度檢測方法等。通過對試驗段的施工，確定以下工藝參數(shù)：施工周期、機械的優(yōu)化組合、土料松鋪系數(shù)、土塊翻曬和破碎作業(yè)遍數(shù)、土料最容易粉碎的含水量范圍和粉碎遍數(shù)、最

8、佳碾壓組合方式和碾壓遍數(shù)、不同施工工藝條件下改進的石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線、“微波爐烘干法”與“烘箱烘干法”所測定含水量的相關(guān)關(guān)系。3.取土燜灰取土坑燜灰采用生石灰，取土燜灰前，先清除取土坑地表耕植土、腐渣土等非適應(yīng)性土，然后將地表推平，由原狀土的平均干密度、取土深度及摻灰量計算每車生石灰的攤鋪面積，然后在地面打方格，并在每個方格內(nèi)將生石灰用人工均勻攤平，再用挖掘機挖土燜料34天。為保證土料含水量及摻灰均勻并確保土料“砂化”效果，燜料期間每天用挖掘機將土料翻拌1遍。4.上土攤鋪路基填筑采用水平分層填筑法，路基兩側(cè)各超填3050cm。根據(jù)土的壓實厚度、松鋪系數(shù)確定每車土的松鋪面積，然后在地面打方格，并以

9、每個方格內(nèi)上一車土進行控制，用自卸汽車運土，推土機均勻攤鋪。5.翻曬破碎經(jīng)第一次摻灰處理過的土料上路攤鋪后，即開始土料的翻曬和破碎作業(yè)。翻曬時，根據(jù)天氣情況，用鏵犁定時對土料進行翻耕，同時用中拖破碎土塊，使整個土層均勻降低含水量并使土塊破碎。土料翻曬期間，定時測定土料的含水量，并檢查土塊的破碎情況，以及時確定第二次摻灰時間。6.二次摻灰當(dāng)土料中土塊粒徑小于8cm并且土料含水量降到最佳含水量+35%時進行第二次摻灰（氣溫較高時取上限含水量，氣溫較低時取下限含水量），第二次摻灰采用消石灰。摻灰前，先用輕型壓路機把土層表面壓實，然后用平地機整平，并按照該土層壓實后的干密度和厚度計算每平方米二次摻灰質(zhì)

10、量和每車石灰的攤鋪面積，在地面上打方格，方格的面積以每個方格內(nèi)堆放一車石灰進行控制，然后用人工或平地機將石灰均勻攤平。7.粉碎拌和石灰均勻攤平后，立即用穩(wěn)定土拌和機對土料進行粉碎。粉碎期間，派專人檢查拌和機的拌和深度，以避免素土夾層。同時，每粉碎一遍檢測一次土料的含水量和土顆粒分布情況，直至土料中大于5的土顆粒含量低于5%、大于2的土顆粒含量低于20%為止。此時，測試粉碎后土料中的石灰劑量和含水量，當(dāng)每一測點的石灰劑量均大于設(shè)計石灰劑量-1%且含水量在最佳含水量+3%范圍內(nèi)時，即可進行整平和碾壓。若灰劑量偏低，則立即補充石灰并再用穩(wěn)定土拌和機拌和一遍；若含水量偏高，則用鏵犁連續(xù)翻拌加快降低含水

11、量。8.穩(wěn)壓整平土料粉碎好后，先用光輪壓路機穩(wěn)壓1遍，然后用平地機按照規(guī)定橫坡沿線路方向由邊緣向中間的順序進行整平。整平過程中，及時測量土層的厚度，并根據(jù)該階段土料的松鋪系數(shù)調(diào)整土層厚度。施工不同壓實度和灰劑量灰土的頂層時，在土層穩(wěn)壓、整平完畢后即測量高程，并按照設(shè)計高程和該階段土料的松鋪系數(shù)對土料進行再次整平，直至土層高程、橫坡、縱坡滿足設(shè)計要求為止。9.碾壓（1）土料整平完成后，即可開始碾壓作業(yè)，碾壓作業(yè)必須連續(xù)進行，直至達到規(guī)定壓實度及外觀質(zhì)量要求。碾壓機械組合及遍數(shù)由試驗段確定，每層土的碾壓時間最長不能超過12小時。按照寧淮高速公路nh-mw6標(biāo)試驗段得出的碾壓組合方案為： 下路堤：先

12、用yz18型振動壓路機振壓2遍，然后用3y18/21型三輪壓路機空載靜壓2遍，最后用yz18型振動壓路機靜壓光面。上路堤：先用yz18型振動壓路機振壓2遍，然后用3y18/21型三輪壓路機滿載靜壓3遍，最后用yz18型振動壓路機靜壓光面。路床：先用yz18型振動壓路機振壓2遍，然后用3y18/21型三輪壓路機滿載靜壓6遍，最后用yz18型振動壓路機靜壓光面。（2）碾壓時，如出現(xiàn)表層含水量太少而松散的現(xiàn)象，可適量補充灑水并在表層收干不沾輪后再碾壓。如出現(xiàn)“彈簧”等局部含水量過多現(xiàn)象，則挖出“彈簧”土，用合格土料回填并補充壓實。（3）碾壓時，壓路機沿線路方向按照由邊緣向中間的順序進行碾壓，振動壓路

13、機重疊4050，三輪壓路機重疊后輪寬的一半，路基邊緣部分應(yīng)重復(fù)碾壓2遍。10.驗收簽證每層填土碾壓成型后，立即組織人員進行驗收，主要驗收項目包括：壓實度、灰劑量、高程、寬度、平整度、外觀質(zhì)量及內(nèi)業(yè)資料等，上路床頂層還應(yīng)進行彎沉驗收。11.臺后填土橋臺背后、涵洞和通道兩側(cè)與頂部、錐體等部位的填土采用薄層填筑，松鋪厚度不超過20cm。由于施工作業(yè)面的限制，該部位的土料應(yīng)該在相鄰路段上攤鋪、摻灰、拌和、粉碎好以后再用推土機推到填筑部位進行整平和碾壓。對于壓路機碾壓不到位的區(qū)域，采用小型夯實機具夯實，使壓實度達到規(guī)定要求。（五）施工注意事項1.施工期間做好臨時排水措施：保證每層路堤填筑面作成不小于2%

14、的橫坡，且表面無坑洼積水現(xiàn)象；路基兩側(cè)設(shè)置臨時排水溝；設(shè)置必要的邊坡急流槽，以保護邊坡防止雨水沖刷；若在碾壓前降雨，則快速整平碾壓1遍，以防雨水大量滲入土層。2.每層土方碾壓完畢并經(jīng)驗收合格后，立即進行下層土方的填筑施工，以防碾壓好的土層失水干裂。4.碾壓成型的路基越冬時，要采取覆土保溫措施，覆土厚度不小于25cm，壓實度不小于80%。五、機具設(shè)備（見表1）六、勞動力組織（見表2）表1 主要機械設(shè)備配備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1挖掘機卡特320c臺22裝載機zl50c臺13自卸汽車解放5t輛124推土機t160臺15多鏵犁ns650臺16中拖ns50臺37穩(wěn)定土拌和機wb23g臺18平地

15、機py180臺19壓路機yz18jc臺110壓路機3y18/21臺211沖擊夯臺212灑水車輛1注：本表以1.52km施工路段計。表2 勞動力組織序號工 種人 數(shù)備 注1隊長1全面組織現(xiàn)場施工生產(chǎn)2技術(shù)主管1負責(zé)施工技術(shù)及質(zhì)量控制3測量員2控制中線、標(biāo)高、寬度及相關(guān)內(nèi)業(yè)4試驗員2進行現(xiàn)場試驗檢測及相關(guān)內(nèi)業(yè)5資料員1負責(zé)資料整理6機械司機32負責(zé)各自機械的正常作業(yè)及經(jīng)常性保養(yǎng)7修理工1負責(zé)機械修理8力工10邊坡修整及其它雜活合計50注：本表以1.52km施工路段計。七、質(zhì)量控制1.加強取土坑的燜灰作業(yè)，確保土料的“砂化”效果。2.及時快速測定土料含水量，嚴(yán)格控制土料的含水量變化速率，及時組織機械

16、設(shè)備進行相應(yīng)工序的作業(yè)。3.準(zhǔn)確測定土料的松鋪系數(shù)，嚴(yán)格控制松鋪厚度，確保壓實厚度不超過20cm。4.準(zhǔn)確計算摻灰數(shù)量，確保鋪灰均勻；拌和作業(yè)時，排專人跟隨檢查，避免素土夾層和拌和不均勻現(xiàn)象。6.嚴(yán)格控制碾壓前灰劑量及土料的拌和、粉碎效果，確保石灰改良效果。7.嚴(yán)格控制土料粉碎前和碾壓前含水量。8.加強施工期間的縱、橫坡調(diào)整及臨時排水措施，保護成型路基不被雨水沖刷和長期浸泡。9.加強灰土的標(biāo)準(zhǔn)試驗工作，確保試驗結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。八、安全措施1.轉(zhuǎn)變思想觀念，作好安全規(guī)劃，搞好安全教育，定期組織安全教育和培訓(xùn)，消除事故隱患，把不安全的因素消滅在萌芽狀態(tài)。2.建立和完善安全生產(chǎn)規(guī)章制度，堅持定期安全檢查和日常的安全監(jiān)督工作，嚴(yán)格安全施工獎懲制度。3.加強機械作業(yè)的安全管理，所有機械作業(yè)人員必須持證上崗，嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè)，嚴(yán)禁酒后和疲勞作業(yè)。4.所有交叉路口設(shè)置清晰醒目的安全警示標(biāo)志，取土坑周圍設(shè)置安全防護柵欄。5.作好油庫的安全預(yù)防措施，所有油罐均埋入地下，并在周圍設(shè)置防護柵欄，準(zhǔn)備足夠數(shù)量的滅火設(shè)施。九、效益分析“