世紀大道石灰固化土成果

石灰固化土在公路路基施工中的質量控制

發(fā)布單位：天津第一市政公路工程有限公司小組名稱：濱海新區(qū)中部新城世紀大道項目QC小組發(fā)布人：張路泉發(fā)布時間：2014.06

當前第1頁\共有40頁\編于星期四\16點一、課題概況天津濱海新區(qū)中部新城南起步區(qū)市政基礎設施一期工程施工一標段世紀大道工程位于濱海新區(qū)中部新城南起步區(qū)內，全長約1255m，紅線寬度50m。

（一）工程概況當前第2頁\共有40頁\編于星期四\16點世紀大道道路工程路基為80cm5%灰土固化土+30cm4%石灰土+60cm山皮土替代傳統(tǒng)道路路基的40cm8%石灰土+40cm碎石墊層+30cm4%石灰土+60cm山皮土的結構形式。一、課題概況（二）課題背景傳統(tǒng)道路路基斷面圖世紀大道現(xiàn)路基斷面圖當前第3頁\共有40頁\編于星期四\16點離子液體固化劑的使用原理是：固化劑能使水發(fā)生電離，在黏土顆粒表面誘發(fā)離子的交換，使土壤顆粒表面被束縛的水大部分以自由水的形式排走，從而減少土壤顆粒與水的吸引作用。起到減少石灰固化土的膨脹和收縮，增大石灰固化土的強度，改善其滲透性的作用。

本工程使用的固化劑為建設單位指定的美國進口路邦EN-1電離子溶液類固化劑。該產品具有用量少、易于運輸、施工方便等優(yōu)點，并且早期和后期強度易于控制，對土的適應性強。

一、課題概況（三）固化劑介紹當前第4頁\共有40頁\編于星期四\16點二、QC小組概況 小組名稱濱海新區(qū)中部新城世紀大道項目QC小組活動時間2013.4-2013.7課題類型現(xiàn)場型受QC教育情況平均45小時注冊號SZY-2013-02成員概況及責任分工姓名職務年齡文化程度組內分工朱世明項目經理36本科組長：全面負責劉濤總工31本科副組長：現(xiàn)場施工張路泉技術員28本科組員：資料收集，成果發(fā)布黨雪鵬技術員28本科組員：資料收集張鵬技術員26本科組員：現(xiàn)場施工陳璐試驗員29大專組員：試驗張連凱測量員30大專組員：測量高健安全員29大專組員：現(xiàn)場施工李世剛技術員33本科組員：現(xiàn)場施工劉婷婷技術員31大專組員：資料收集制表人：張路泉制表時間：當前第5頁\共有40頁\編于星期四\16點理由一目前石灰固化土在工程中得到小范圍的應用，

石灰固化土的應用減少道路的直接投資成本。充分利用路基原土,有效降低開挖、外運費及人工機械成本，是未來路基施工的發(fā)展方向。理由二我項目首次進行石灰固化土施工，通過對石灰固化土施工的質量控制和技術改進的摸索和總結，為今后的同類工程施工積攢施工經驗。理由三天津濱海新區(qū)中部新城毗鄰渤海灣，本工程區(qū)域為退海地主要為鹽池，沿線地勢低洼，水系發(fā)達，地下水位高，土含水量大、壓縮性高嚴重影響路基土方施工質量控制。基于以上3點理由確定本次小組活動課題為“石灰固化土在公路路基施工中的質量控制”

。三、選題理由當前第6頁\共有40頁\編于星期四\16點四、現(xiàn)狀調查

我小組在路基施工前對其他在濱海新區(qū)施工的兄弟單位公路工程應用石灰固化土的施工情況進行調查，共收集了66條問題信息，并將石灰固化土施工中產生的問題歸納總結為五類，做出統(tǒng)計調查表如下。石灰固化土質量調查頻數(shù)統(tǒng)計表序號檢查項目頻數(shù)頻數(shù)頻率（%）累計頻率（%）1表面裂縫343451.551.5%2局部彈軟225633.384.8%3隆起開裂5617.692.4%4表層脫離現(xiàn)象3644.597%5其他2663100%6合計6666100100%制表人：黨雪鵬制表時間：當前第7頁\共有40頁\編于星期四\16點四、現(xiàn)狀調查根據調查統(tǒng)計表得出排列圖6655443322110100％90％80％70％60％50％40％30％20％10％0頻數(shù)累計頻率（%）N=663422532

根據以上調查表，繪制排列圖。從排列圖中可以看出表面裂縫和局部彈軟是影響石灰固化土質量的主要問題。51.5％84.8％92.4％97％局部彈軟表面裂縫隆起開裂表層脫離現(xiàn)象其它排列圖制圖人：黨雪鵬制圖時間：當前第8頁\共有40頁\編于星期四\16點五、目標確定總目標：探索和總結石灰固化土的施工工藝及方法，總結出一套具有指導性的作業(yè)標準，指導日后施工。目標值彎沉值小于200（1/100mm）壓實度大于97%當前第9頁\共有40頁\編于星期四\16點六、目標確定依據根據《城鎮(zhèn)道路工程施工驗收規(guī)范》（CJJ1-2008）的要求：固化土壓實度達96%以上，路基彎沉值小于266.2（1/100mm）。本小組制定目標：壓實度達97%以上，彎沉值小于200（1/100mm）。當前第10頁\共有40頁\編于星期四\16點七、原因分析

表面裂縫局部彈軟養(yǎng)護初期缺乏交通管制人員缺乏新工藝的施工操作能力拌和次數(shù)較少固化劑噴灑不均勻原材料含水量控制不當拌和不均勻石灰消解不充分碾壓的遍數(shù)、速度、順序不到位施工人員對工序質量控制要求不達標水酸性過大降雨后路槽積水，局部過濕施工期間氣溫過高，蒸發(fā)量大末端因素達不到最佳含水量對排列圖找出的問題用關聯(lián)圖進行原因分析共找出7條末端原因

制表人：劉濤制表時間：原材進場驗收和檢測不達標拌和方法不合理施工材料質量控制不到天氣因素虛鋪厚度不當碾壓方法不當路基出現(xiàn)松散網裂狀況碾壓效果不佳固化劑與土壤反應不徹底當前第11頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法資料調查標準要求設計圖紙、相關技術規(guī)范確認內容達不到最佳含水量分析實踐證明含水量小時結構材料松散、穩(wěn)定性差、不宜壓實,含水量較大時則碾壓成型困難,產生較大的輪跡、擁包、彈簧等現(xiàn)象,達不到規(guī)定的壓實度、平整度。含水量在結構施工過程中起著非常重要的作用,所以我們在施工過程中要重視并嚴格控制含水量。確認結論八、要因確認確認一：達不到最佳含水量要因為了驗證從關聯(lián)圖找出的7條因素，我小組以100m石灰固化土施工情況為依據，對各個因素逐一加以確認。當前第12頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法現(xiàn)場調查、理論分析標準要求設計圖紙、相關技術規(guī)范確認內容碾壓方法不當分析

固化劑加入水中后，其初始作用如同分散劑，具有增塑性，對碾壓要求高。采用常規(guī)的碾壓方案不能滿足施工質量要求。

確認結論八、要因確認確認二：碾壓方法不當要因當前第13頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法現(xiàn)場調查、理論分析標準要求人員對新材料的性能、檢測標準及施工控制方法熟練掌握確認內容人員缺乏新工藝的施工操作能力分析施工作業(yè)隊的拌和機操作手、壓路機操作手缺乏新工藝的施工經驗，試驗員對固化劑的性能、檢測標準及施工控制方法不夠了解，若不進行細致系統(tǒng)的培訓會對質量控制造成不良影響。確認結論確認三：人員缺乏新工藝的施工操作能力八、要因確認要因當前第14頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法現(xiàn)場調查、試驗分析標準要求設計圖紙、相關技術規(guī)范確認內容原材進場驗收和檢測不達標分析拌合現(xiàn)場儲存的原材料進場后根據驗收規(guī)范對其手續(xù)和各項檢測指標進行檢測。對石灰的鈣鎂含量、現(xiàn)場工程用水的酸堿性和素土塑性進行檢測。工地試驗室器材齊全，試驗員經驗豐富。對石灰、素土和水的驗收能控制較好。確認結論確認四：原材進場驗收和檢測不達標八、要因確認非要因當前第15頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法現(xiàn)場調查標準要求一定的管控措施保證石灰固化土基層成型確認內容路基出現(xiàn)松散網裂狀況分析施工完成后，首先在路口設置必要的警告標志，其次設置有效路障，如堆土壩等限制通行措施，同時配備專職的交通人員疏導交通，從而有效地保證了石灰固化土的成型。確認結論確認五：路基出現(xiàn)松散網裂狀況八、要因確認非要因當前第16頁\共有40頁\編于星期四\16點八、要因確認確認六：拌和方法不合理確認方法現(xiàn)場調查標準要求設計圖紙、相關技術規(guī)范確認內容拌和方法不合理分析

固化劑與5%石灰土拌合宜采用寶馬拌和機充分拌和，細粒土應盡量粉碎。若固化劑與5%石灰土拌和不均勻，則固化劑不能徹底與土壤發(fā)生離子化作用。固化劑與土壤顆粒發(fā)生離子交換不徹底，不能使土壤顆粒表面被束縛的水大部分以自由水的形式排走，從而減少土壤顆粒與水的吸引作用。即不能起到減少石灰固化土的膨脹和收縮，增大石灰固化土的強度，改善其滲透性的作用。確認結論要因當前第17頁\共有40頁\編于星期四\16點確認方法現(xiàn)場調查標準要求設計圖紙、相關技術規(guī)范確認內容天氣因素分析通過調查往年該月份濱海新區(qū)中部新城歷史天氣發(fā)現(xiàn)該段時期，氣溫較高，但雨水較多。我方派專人跟蹤天氣變化。采取措施錯峰施工，早晨和下午施工，防止高溫作業(yè)。降雨時及時用防滲土工布苫蓋路基的方法避免路基過濕。同時路槽邊側開挖排水溝渠，保障路基降水及時排除。確認結論確認七：天氣因素八、要因確認非要因當前第18頁\共有40頁\編于星期四\16點九、制定對策序號要因提出對策對策分析比較分析確認對策1人員缺乏新工藝的施工操作能力對人員進行新工藝的施工操作的培訓。針對性強，可操作性強，保證率高。對策一比對策二更加科學合理，符合實際需要。選擇對施工人員進行詳細的技術交底不能保證施工人員操作能力滿足施工需要。2固化土混合料達不到最佳含水量增加固化土混合料拌和次數(shù)以達到最佳含水量?？刹僮餍詮姡灰走_到目的，收其他因素影響大。對策一與對策二比較，對策二更可靠。嚴格檢測素土、灰土及固化土含水量并采取相應措施確保達到最佳含水量可靠性強，操作復雜但便于達到目的選擇對策評價表我小組運用5W1H的方法根據4條要因開展了活動，進行專項研究，對于每條要因進行了分解，制定了對策，明確了目標及措施，完成時間和責任人。當前第19頁\共有40頁\編于星期四\16點九、制定對策序號要因提出對策對策分析比較分析確認對策3拌和方法不合理復拌灰土，分2次噴灑固化劑并拌和固化土混合料?？煽啃詮?，保證率高。對策一比對策二有更強的操作性，且經濟可靠。選擇降低拌和機速度，增加拌和次數(shù)?？尚械唤洕?。4碾壓方法不當增加碾壓機械，提高碾壓遍數(shù)，控制碾壓速度。可行但不可靠。對策一與對策二比較，對策二更可靠。通過試驗段施工確定碾壓工藝參數(shù)和方法?？尚行詮?，可靠性高。選擇對策評價表制表人：劉濤制表時間：當前第20頁\共有40頁\編于星期四\16點九、制定對策序號要因對策目標措施負責人時間地點1人員缺乏新工藝的施工操作能力對人員進行新工藝的施工操作的培訓。確保操作人員針對施工方案進行正確、有效操作。組織人員進行新工藝的針對性培訓。黨雪鵬施工準備階段現(xiàn)場和項目部2達不到最佳含水量嚴格檢測素土、灰土及固化土含水量并采取相應措施確保達到最佳含水量。確保壓實度

≥97%1、測定素土含水量。2、測定5%灰土含水量。3、精確計算固化劑稀釋水量。4、測定固化土混合料含水量。陳璐施工階段現(xiàn)場3拌和方法不合理復拌灰土，分2次噴灑固化劑并拌和固化土混合料。細粒土粒徑不大于15mm，固化土混合料拌和顏色一致1、兩次均勻噴灑固化劑。2、優(yōu)化拌和方案，復拌灰土，分2次拌和固化土混合料。張路泉施工階段現(xiàn)場4碾壓方法不當通過試驗段施工確定碾壓工藝參數(shù)和方法。灰土固化土碾壓方案通過有關各方審核嚴控碾壓機械碾壓速度，通過試驗段確定松鋪系數(shù)、碾壓遍數(shù)等工藝參數(shù)。劉濤施工階段項目部制表人：劉濤制表時間：對策表當前第21頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施

針對新工藝的機械使用方法，碾壓遍數(shù)及相關問題，我們組織了管理人員對施工操作人員進行了機械的應用及工序質量控制方法的培訓（如下表），通過培訓使相關人員能夠真正掌握機械的使用要求。實施一：組織人員進行新工藝的針對性培訓培訓人員培訓內容培訓時間培訓人數(shù)培訓效果機械員及操作手拌和機、灑水車、壓路機等機械使用方法和規(guī)范要求24課時8良好質量員各項工序質量控制方法的培訓3良好試驗員現(xiàn)場土、石灰土和混合料、含水量檢測、頻率、方法的培訓3良好其他管理人員對施工現(xiàn)場完成情況進行監(jiān)督、驗收等有效方法的培訓8良好實施效果1：作業(yè)人員工藝培訓合格率達100%，能力評定達合格標準。制表人：劉濤制表時間：當前第22頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施實施二：嚴格進行含水量檢驗，確定材料最佳含水量

在5%石灰固化土施工前，取現(xiàn)場土樣進行標準擊實試驗確定含水量，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場素土含水量過大。因此灰土拌合采用兩次拌和。第一次加40-70％預定劑量的石灰進行拌和，悶放1-2d使石灰充分消解，并與素土中的水反應，減少素土含水量；此后補足需要的石灰，再進行二次拌和。（一）測定素土含水量：當前第23頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施實施二：嚴格進行含水量檢驗，確定材料最佳含水量對拌和好的5%石灰土進行3次含水量和干密度檢測，通過試驗測得5%石灰土含水量為13.4%；13.6%；13.2%。取平均值為13.4%，即石灰土實際含水量。5%石灰土最佳含水量為14.7%。

為保證有足量的水用于稀釋固化劑，使其達到一定稀釋比例（稀釋比例過小，不利于固化劑均勻噴灑）。因此，5%石灰土實際含水量應稍小于其最佳含水量。若5%石灰土實際含水量大于其最佳含水量應再次拌和、翻曬。

（二）測定5%灰土含水量：當前第24頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施通過“稀釋水量=（5%石灰土最佳含水量-5%石灰土實際含水量）×5%石灰土的總重量”

計算出稀釋水量：5%石灰土的總重量=0.2m×100m×35.56m×1750kg/m3=1244600kg固化劑用量=0.014%×1244600kg÷32.5kg×20L=0.107m3

稀釋水量=（14.7%-13.4%）×1244600kg=16.18m3

實施二：嚴格進行含水量檢驗，確定材料最佳含水量（三）精確計算固化劑稀釋水量當前第25頁\共有40頁\編于星期四\16點固化土混合料二次拌和后，通過擊實試驗進行6次含水量檢測。以此確定固化土混合料是否達到最佳含水量（±1%~±2%）。測得固化土混合料含水量如下表：制表人：陳璐制表時間：十、實施實施二：嚴格進行含水量檢驗，確定材料最佳含水量（四）測定固化劑混合料含水量實施效果2：保持在最佳含水量允許的范圍內，保證了壓實度碾壓成型后，檢測壓實度如下表：制表人：陳璐制表時間：序號123456最佳含水量%14.714.714.714.714.714.7實測含水量%14.2513.7813.6414.1313.5913.8最佳與實測差值的比值%0.450.921.060.571.110.9序號12345678910平均值標準值不合格點數(shù)壓實度%98.198.498.39898.298.298.397.49897.798.06≥970洞深mm1941891831871961911901861871911851800當前第26頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施選用東風140壓力式灑水車噴灑固化劑稀釋液，保證固化劑單位面積噴灑量可控。灑水車具體參數(shù)：自重5噸、容積10m3、效率2.5m3/h、噴灑寬度7m。固化土平均寬度35.56m，長度100m。采用每次噴灑50%的固化劑，分兩次噴灑的方式進行固化劑噴灑。通過“灑水車速度=（稀釋水量+固化劑用量）÷2×噴灑寬度÷

固化土寬度÷效率÷100×1000”

得灑水車速度：6.5km/h。

嚴格要求灑水車按照該速度行駛在噴灑固化劑稀釋液前要將拌和好的混合料用平地機初平及壓路機靜壓整平，保證灑水車平穩(wěn)行駛。

（一）兩次均勻噴灑固化劑實施三：分兩次噴灑固化劑并調整拌和次數(shù)當前第27頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施實施三：分兩次噴灑固化劑并調整拌和次數(shù)灰土場外翻拌并均勻倒運至路基將曬晾的土和石灰用挖掘機拌和1-2遍，在堆拌過程中使大粒徑土自然滑落，然后用推土機排壓、碾碎，如此反復數(shù)遍。寶馬拌和機再次拌和灰土，光輪壓路機靜壓用寶馬拌和機將灰土再次拌和，將大顆粒打碎。均勻噴灑50%稀釋好的固化劑（二）優(yōu)化拌和方法當前第28頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施實施三：分兩次噴灑固化劑并調整拌和次數(shù)對固化土混合料初拌，平地機初平及壓路機靜壓寶馬拌和機應緊跟灑水車后進行拌和，拌和深度深入下承層1-2mm以加強上下層粘結，拌和過程中設專人跟隨拌和機隨時檢查拌合深度，并配和機械操作員進行深度調整。用寶馬拌和機對固化土混合料進行二次拌和（拌和至少2遍）或至固化土混合料拌和顏色一致，同時人工清除粒徑過大土粒。噴灑余下的50%稀釋好的固化劑對固化土混合料進行二次拌和，平地機初平及壓路機靜壓當前第29頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施一、以100m為一段，噴灑50%固化劑稀釋液后立即進行拌和，再次噴灑剩下的50%固化劑稀釋液后進行復拌，使固化劑與5%石灰土充分混合均勻。二、以100m為一段，分兩次噴灑固化劑，可選用較小的灑水車，使灑水車重量較輕，不易陷入拌和后松軟的混合料中，影響固化劑噴灑的均勻和施工進度。三、分兩次噴灑固化劑，可使混合料表面不泥濘，混合料不黏在灑水車的輪子上，固化劑稀釋液不溢出路基。

實施三的優(yōu)點實施三：分兩次噴灑固化劑并調整拌和次數(shù)實施效果3：細粒土粒徑均不大于15mm，固化土混合料拌和顏色保持一致當前第30頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施依據以往灰土施工經驗，以20cm為一層施工5%灰土固化碾壓效果較好，考慮下層固化處理層攤鋪在相對平整的灰土層上，因此我QC小組將拌和好的固化土初步按松鋪系數(shù)1.5×20cm松鋪30cm進行攤鋪。

碾壓規(guī)則：遵循由輕到重，由邊到中的原則。

碾壓方式：碾壓時第一遍先靜壓，然后先慢后快，由弱振至強振。

實施四：通過試驗段施工確定碾壓工藝參數(shù)和方法當前第31頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施壓路機碾壓第二遍后，每次碾壓后都進行壓實度的檢測，并做詳細記錄，分清壓實度達到97%的碾壓遍數(shù)，以確定合理壓實遍數(shù)。

壓實度達到規(guī)定要求后，用膠輪壓路機靜壓一遍進行光壓，用水準儀測量壓實后的高程，最終確定松鋪系數(shù)為1.4。

實施四：通過試驗段施工確定碾壓工藝參數(shù)和方法當前第32頁\共有40頁\編于星期四\16點十、實施通過以上方式，我QC小組完善和總結壓路機組合方式、碾壓遍數(shù)及碾壓速度（如下表）。壓路機種類機械數(shù)量碾壓方式碾壓遍數(shù)碾壓速度（km/h）12t振動壓路機2穩(wěn)振11.2-1.5弱振2強振218t振動壓路機2強振31.5-1.7光輪壓路機2靜壓22.0-2.5實施四：通過試驗段施工確定碾壓工藝參數(shù)和方法制表人：張鵬制表時間：實施效果4：此方案一次性通過設計、業(yè)主、監(jiān)理、施工四方論證，確定為方案合理。當前第33頁\共有40頁\編于星期四\16點十一、效果檢查★石灰固化土頂面壓實度大于等于97%目標值當前第34頁\共有40頁\編于星期四\16點

路基頂面彎沉值均小于200（1/100mm）。業(yè)主和監(jiān)理對檢查結果相當滿意。十一、效果檢查★石灰固化土彎沉值均小于200（1/100mm）當前第35頁\共有40頁\編于星期四\16點十一、