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过湿性粘土二次掺灰施工技术

2017年7月6日 4,271 0

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1、技术背景

1.1 石灰稳定土是在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石

灰和水，经拌合、压实及养生后得到的一种混合料。由于石灰稳定土的材料来源广泛，价格低廉，施工技术简单，且基于石灰稳定土路基的整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好等优点，因此

石灰稳定土已渐渐被广泛用于高等级公路的路基及底基层，在我国公路建设中发挥了重要的作用。

1.2本技术应用工程全线总长19.640km，路线经过地段为冲积平原，路基填筑所需的土源主

要来自于河道边堆积的素土和取土场的素土，全线代表性土质的天然含水率约为24%～32%、液限约为39%～52%、塑性指数约为18～30，主要为过湿性粘土，易结块，天然含水率偏高。若采用常规的石灰土路拌法施工方法，过湿性粘土粉碎、翻晒工序占用路基时间过长，在摊铺前闷灰时间过短，土性未得到全面改良，因而土质颗粒含量过大，不仅无法保证施工进度，而且在一定程度上影响路基施工质量。二次掺灰施工工艺由于是在取土坑内提前采用生石灰进行一次闷灰，降低含水量的同时改善了土性，再结合常规路拌法施工工艺，较好的解决了这一问题，故对过湿性粘土采用二次掺灰施工方法来改良土质，使路基具有良好的稳定性和强度，从而确保施工质量和进度。

2、技术简介

2.1.技术原理

在过湿粘性土质中掺入适量石灰，通过机械的拌合作用，石灰中的CaO和土质中的硅酸盐发

生一系列的物理化学反应，将土粒胶结成成一个整体，降低了过湿性粘性土的塑性指数，使其砂化，并通过CaO与土质中的水份的消解作用，大大降低了过湿性粘土的含水率，从根本上改善了土性，使其满足用作路基填料的施工要求；且石灰稳定土初期强度形成速率慢，在施工过程中有充足的时间进行拌合及压实，从而达到改良过湿性粘土的目的。

2.2.要点及构成

为较好的解决过湿性粘土改良的问题，本技术利用厂拌场预先实施掺灰闷料，再结合路拌法施工质量比较规范的优点，施工方便，质量可靠，碾压成型后外观平整密实，美观，对提高路基的整体性、强度和稳定性起到积极作用。

本技术与常规的石灰土路拌法施工技术相比,通过提前在取土坑内掺生石灰，能有效

降低土的天然含水量，使成大团土块提前砂化，避免了常规路拌法施工时素土翻拌晾晒时间过长的问题,缩短约20%的施工工期，使其满足路基填筑的施工进度要求。

此技术在第二次掺灰时确定了掺灰时熟料的含水量，有效地减少了因石灰衰减所引起的灰剂量检测不足的风险，避免了因二次掺灰不足再补灰时所增加的施工成本的风险。

3、适用范围

本技术适用于对过湿性粘土（天然含水率约为24%～32%、液限约为39%～52%、塑性指数约为18～30）进行掺灰改良的路基施工。

4、施工工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程

4.2、施工操作要点

施工准备

下承层处理：将路基范围内、取土坑的原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理，按设计要求整平压实。

取土坑闷灰、翻拌

根据施工填筑的路段长度、宽度、厚度计算出需要的土源方量，确定取土坑面积和深度，

用装载机将生石灰（含水量为24%时，灰剂量约为总量的30%；含水量为30%时，灰剂量约为总量的50%；含水量为其他值时，通过插值法确定）大致均摊铺在取土坑范围之内，采用挖掘机连土带石灰一起开挖并堆放在一侧，形成大堆料，再用同样的方法翻拌2遍。翻拌后将石灰土打堆闷料。

为保证闷料的灰剂量的均性，在闷灰2～3d以后，采用挖掘机对闷灰土进行2次翻拌。翻拌过程中特别需要注意的是对尚未实质性粉碎、结团、大块土体的处理，可使用挖掘机的机械斗在翻拌时对上述土体采用敲打、滚动、翻落的方式进行初步粉碎。总闷料时间应在7天以上。

与常规的路拌法施工相比，生石灰进场后同样需要进行消解，消解时间不少于7天，且消

解过程中需要机械配合人工的方式进行掺水消解，消解过程中散发的热量未能有效利用；本技术将生石灰直接掺入过湿性粘土中对其进行改良，利用生石灰的消解作用，提前吸收粘土中的水分，并散发热量进一步降低土质含水量，能够充分利用生石灰的消解作用，减少粘土在路基上翻拌晾晒需投入的时间和机械成本，施工进度可加快约20%。

施工放样

填料前用全站仪恢复中线及边桩，标出松铺高度，打上方格网。

运输、摊铺熟料

石灰备料

根据施工进度要求，对石灰应提前分批进场，并对进场石灰进行检测，石灰达到设计要求的

Ⅲ级以上标准方可投入使用，使用前7天内充分消解再过9.5mm筛。将消解后的石灰用彩条布覆盖，防止石灰出现水化现象，影响石灰改良的效果。

熟料运输

用自卸汽车将闷灰熟料运往施工现场，严格按打好的方格网卸土，以“竖成行，横成排”的形式施作，以利于快速进行熟料摊铺。

摊铺翻晒

用推土机配合平地机将熟料整平，在整平的过程中随时检测熟料含水量情况。含水量仍偏大时，应通过铧犁配合旋耕机的方式，进一步将摊铺好的熟料翻拌、晾晒，降低其含水量。直至熟料含水量控制在高出佳含水量5%左右（二次掺灰拌合后，经过一晚上的闷料时间，可以大约降低3%个含水量，第二天即可进行石灰土的碾压成型工序），再用20T压路机稳压一遍，保证表面有一定的平整度与路拱。

卸置和摊铺石灰

根据熟料的灰剂量、设计灰剂量、拌合深度和石灰土大干密度等参数，计算每平方米所需消解后的石灰重量，再根据石灰运输车吨位计算每车石灰的摊铺面积，打上方格网，安排专人指挥卸置石灰，用人工将石灰均摊铺。

石灰稳定土拌合

采用稳定土拌和机进行石灰稳定土拌合。第一次翻拌时不宜翻拌到底，应预留2～3cm，以防止石灰下沉集中在底部翻拌不上来，形成灰夹层。第二遍翻拌时，一定要翻拌到底，并对下层略有破坏，宜1～2cm左右，这样既能消除夹层，又能使上下两层结合更好。翻拌过程中，人工紧随其后检查翻拌深度是否满足要求。若混合料色泽均一致，没有灰团，没有粗细颗粒“窝或带”，则视为翻拌合格，否则应继续进行翻拌，直至满足要求。

拌合工序工序结束后，应及时检查含水量、灰剂量。灰剂量采用EDTA法进行滴定，如灰剂量不能满足设计要求时，及时进行补灰，继续拌合，拌合均充分后，再次检测灰剂量直至满足设计要求。同时考虑到拌合、整平、碾压过程中的水分损失，含水量较佳含水量高出1～2%为宜。

常规的路拌法施工对土质只进行了一次掺灰改良（在路基上进行掺灰改良），而且由于过

湿性粘土的含水率偏高，往往需要3天左右的时间对土源进行反复的翻拌晾晒，才能达到掺灰时含水率的要求；而本技术对土质进行了二次掺灰改良（在取土场进行掺灰改良和在路基上进行掺灰改良），能更加充分的改善过湿性粘土的工程力学性质，且从取土场运至路基上的熟料的含水量和塑性指数已大大降低，仅仅需要1天左右的时间进行晾晒即可达到掺灰时含水率的要求，减少了机械的投入，不论是在质量上、工期上，还是成本上，本技术在改良过湿性粘土的方面较之常规路拌法施工都有着可取之处。

整型、碾压

灰土拌和均后，压路机稳压一遍，先用平地机粗平，再用振动压路机在初平的路段上快速碾压1～2遍，以暴露潜在的不平整，接着再用平地机进行整平，整平前先用旋耕机将轮迹低洼处表面层5cm以上打松，整平后再用振动压路机快速碾压一遍。碾压结束后，恢复中线及边线，测量人员现场对对各点进行高程测量，并标出各点位置。后用平地机精平一次，由两侧向中心进行刮平，整平的同时做出路拱。精平时应将高出标高处的混合料刮出路基外，严禁形成薄层贴补现象。在整形过程中，严禁任何车辆通行。

用平地机刮平整型完成后及时进行碾压。压路机遵循先轻后重、先稳后振、先低后高、先外后内、先慢后快的原则进行碾压。每次碾压必须连续完成，中途不得停顿。每一往返压路机碾压时轮宽重叠不少于三分之一轮宽，碾压速度控制在4km/h以内。具体的碾压参数如下：各路基结构层碾压参数

路基结构层（灰剂量）	20T振动压路机	25T三钢轮压路机	总共碾压遍数
1区	静压一遍+弱振一遍	碾压两遍	四
2区	静压一遍+弱振一遍+强振一遍	碾压三遍	六
3区	静压一遍+弱振一遍+强振三遍	碾压三遍	八

接缝处理

若路基填筑分几个作业段施工，两段交接处不在同一时间填筑时，先填地段应按1:1坡度分层预留台阶，如能交替填筑，则应分层相互交替搭接，其搭接长度不得小于2m。

养生

不能连续施工的路段，应封闭交通，采取洒水或运土覆盖的措施予以养生。洒水养生时，养生期不少于7d。

5、材料与设备

5.1 主要材料

土源

路基填料不得使用含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐殖质的土。

土源土样进行液塑限、含水量、重型击实标准等试验，并报送试验监理工程师批准，各项性能指标均应符合规范要求。

石灰

石灰要符合Ⅱ级以上石灰各项技术指标的要求，并根据工期计划提前备料。

石灰稳定土

石灰稳定土按要求进行一定数量的重型击实标准试验，以达到指导和控制施工质量的目的。

5.2 主要设备

根据工程量和施工工期要求，投入的主要机械设备如下，具体投入数量根据现场实际情况而定。

表5.5.2 主要机械设备配置表

序号	设备名称	单位	型号/规格	备注
1	挖掘机	台	PC215/1.0m3	翻挖、取土、闷灰翻拌装运石灰
2	推土机	台	T160/165kw	摊铺作业
3	自卸汽车	台	12m3	运土、运石灰
4	振动压路机	台	20T	整形、压实
5	三钢轮压路机	台	25T	压实作业
6	平地机	台	P180	整形作业
7	洒水车	台	8m3	补水、养生、降尘
8	装载机	台	121kw	装土
9	重型铧犁	台	淮丰1L-530J	翻挖作业
10	旋耕机	台	P250	拌合作业
11	路拌机	台	WB21	拌合作业