公路工程中石灰土路基施工技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制措施

劉基發(fā)

（核工業(yè)長沙中南建設(shè)集團(tuán)有限公司，長沙 410000）

1 引言

路基是道路結(jié)構(gòu)的基本組成部分， 與路面共同承受交通荷載，路基質(zhì)量的好壞會(huì)反映到路面上，影響公路交通的通行質(zhì)量，所以，路基必須有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。 石灰土是一種改良土，添加石灰作為結(jié)合材料和固化材料，能夠改善原狀土的工程特性，但必須提高施工技術(shù)運(yùn)用水平，做好細(xì)節(jié)處理，采取質(zhì)量控制措施，否則會(huì)產(chǎn)生許多道路病害。

2 工程概況

S224 皖蘇界—楊疃段改建工程第一標(biāo)段的起止樁號為K0+000～K23+000，共計(jì)23 km。 該標(biāo)段項(xiàng)目起點(diǎn)位于申橋北側(cè)與G104 平面交叉， 終點(diǎn)位于西土樓村附近， 新建路段共20.970 km，老路加寬路段2.03 km。本標(biāo)段全線工程類別有路基工程、路面工程、橋涵工程、交通安全設(shè)施工程、綠化及環(huán)保工程。 其中， 路基工程以清淤換填和路基填筑石灰改善土為主，主要工程量為路堤填筑4%石灰改善土33.0 萬m3，路床填筑6%石灰改善土41.8 萬m3，全線無挖方路段，低填淺挖及填挖交界挖土方量為23.5 萬m3，挖除淤泥及軟土路基處理方量為13.6 萬m3。

3 公路工程中石灰土路基施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備

施工方案是施工技術(shù)應(yīng)用的主要依據(jù)， 需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)資料，結(jié)合施工現(xiàn)場情況，不斷優(yōu)化施工方案，明確石灰土路基填筑施工工藝流程，掌握技術(shù)應(yīng)用重難點(diǎn)，做好相關(guān)資源供應(yīng)計(jì)劃，提高技術(shù)交底質(zhì)量。 施工前，應(yīng)調(diào)查路基填筑范圍內(nèi)燃?xì)夤艿馈⒆詠硭艿馈⒌叵峦ㄐ殴艿赖鹊芈窆艿赖奈恢谩⒙裆钋闆r，并與設(shè)計(jì)文件進(jìn)行對比，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)告知相關(guān)部門， 采取處理措施， 避免破壞管線導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失；遵循永久與臨時(shí)相結(jié)合的基本原則，施工前做好臨時(shí)排水系統(tǒng)，確保雨水不對路基產(chǎn)生危害。 做好溝通協(xié)調(diào)工作，積極與相關(guān)部門取得聯(lián)系，以提供正常施工條件，同時(shí)，還應(yīng)注重與周邊居民做好有效協(xié)調(diào)， 防止因施工影響他人利益而導(dǎo)致發(fā)生矛盾沖突。 本標(biāo)段石灰土路基施工分為3 個(gè)階段，即準(zhǔn)備階段、施工階段、驗(yàn)收階段；分為4 個(gè)區(qū)段，即填筑區(qū)、平整區(qū)、碾壓區(qū)、檢測區(qū)；分為7 個(gè)流程，即施工準(zhǔn)備、基底處理、分層平整、摻灰改良、攤鋪整平、機(jī)械碾壓、質(zhì)量檢驗(yàn)。 路基修正應(yīng)加強(qiáng)教育培訓(xùn)工作，組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)范和資料文件，保證施工技術(shù)交底質(zhì)量，通過視頻影音、BIM、VR 等多種方式，降低理解難度，提高交底效率[1]。

3.2 基底處理

基底是填料與原地面接觸的部分， 關(guān)系到兩者的結(jié)合效果，如果結(jié)合質(zhì)量不佳，可能會(huì)產(chǎn)生較大的變形和滑動(dòng)，所以，在路堤填筑前，需要做好基底處理，根據(jù)基底的土質(zhì)、坡度、水文、植被以及填土高度等因素，采取針對性的處理措施。 如果基底土密實(shí)穩(wěn)定且橫坡較緩，可不做處理，簡單清除地表雜草即可；如果橫坡較陡，則需要按要求挖臺階。 當(dāng)基地土為耕地或松土?xí)r，應(yīng)先清除有機(jī)土、種植土、草皮、樹根等，必須達(dá)到設(shè)計(jì)清除深度，一般要超過15 cm，然后進(jìn)行平整壓實(shí)。當(dāng)線路經(jīng)過池塘、洼地等多水區(qū)域時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取排水疏干措施，有地下水滲出時(shí)，必須先將地下水引入排水溝內(nèi)，防止對填筑土進(jìn)行浸泡，經(jīng)過處理后再碾壓密實(shí)。 對于低填路基，為了保證壓實(shí)度，應(yīng)在原地面以下做翻挖壓實(shí)處理。 基底處理產(chǎn)生的土體應(yīng)集中堆放、合理應(yīng)用，比如，種植土有機(jī)土可用于復(fù)墾、綠化等工作。

3.3 路基填筑

3.3.1 土方翻曬

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙， 采用儀器設(shè)備， 在施工現(xiàn)場進(jìn)行測量放樣，準(zhǔn)確標(biāo)記邊線、中心線等主要部位，設(shè)置邊樁和中心樁。 石灰土路基填筑采用分層填筑的方式， 布灰前需要進(jìn)行翻曬和平整，將大塊土進(jìn)行破碎處理，在自然條件下，使土壤散發(fā)多余水分，達(dá)到最佳含水率，控制翻曬時(shí)間，土方防曬完成后，使用推土機(jī)進(jìn)行整平，粗略碾壓，使路基土具有一定的壓實(shí)度。

3.3.2 布灰拌和

根據(jù)施工方案確定的石灰土技術(shù)參數(shù)， 結(jié)合所選石灰實(shí)際參數(shù)，計(jì)算每平方米所需的石灰用量。 所選的石灰不能含水過多，也不能不含水，否則會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵。 在路基上打上灰格，使用裝載機(jī)將計(jì)算定量的石灰散布在灰格內(nèi)， 在機(jī)械施工的基礎(chǔ)上輔助人工，能夠獲得更好的布灰效果。 使用路拌機(jī)進(jìn)行拌和作業(yè)， 遵循從兩側(cè)到中間的順序， 并安排專業(yè)人員跟隨檢查，對拌和均勻性、拌和深度等方面嚴(yán)格控制，每層拌和深度應(yīng)深入下層結(jié)構(gòu)，使上下層更好地結(jié)合，不得出現(xiàn)灰團(tuán)、灰條、花面等問題。 如果達(dá)不到均勻性要求， 應(yīng)該適當(dāng)增加拌和遍數(shù)；如果石灰土的含水量不足，可以采用適當(dāng)方式補(bǔ)充水分，但不能出現(xiàn)局部過分干燥、過分潮濕現(xiàn)象[2]。

3.3.3 整平處理

石灰土拌和達(dá)到要求后，開始整平處理，先粗平，后精平。在直線路段，使用平底機(jī)從兩側(cè)向中心刮平；在平曲線路段，從內(nèi)側(cè)向外側(cè)刮平。 粗平重點(diǎn)處理波浪、溝槽等問題，可以采用人工輔助處理的方式，在低洼處補(bǔ)充成品石灰土。 粗平后，使用壓路機(jī)穩(wěn)壓1 遍，然后通過平地機(jī)對石灰土進(jìn)行精平。 根據(jù)高程控制要求，遵循從兩側(cè)向中心的順序施工，對可能出現(xiàn)低洼的地方，需要往下翻松一定深度，并填補(bǔ)成品石灰土。 整平處理必須達(dá)到規(guī)定要求的坡度、拱度，如果出現(xiàn)快速失水現(xiàn)象，需要適當(dāng)補(bǔ)水，但要嚴(yán)格控制補(bǔ)水量。

3.3.4 路基碾壓

在正式碾壓前，需要對平整度、松鋪厚度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢查，檢查合格后才能開始碾壓施工。 采用振動(dòng)壓路機(jī)，從兩邊向中間靜壓1 遍，并使用平地機(jī)刮平不平整部位；啟動(dòng)振動(dòng)裝置，振動(dòng)壓實(shí)2 遍，采用從兩邊到中間縱向進(jìn)退式碾壓的方式，根據(jù)試驗(yàn)段確定控制時(shí)速及碾壓遍數(shù)，壓路機(jī)的碾壓行駛速度不超過4 km/h，控制相鄰區(qū)域和行列的重疊寬度，達(dá)到無漏壓、無死角的效果，確保碾壓均勻。 使用三輪壓路機(jī)低速錯(cuò)輪碾壓兩遍，使路基表面光潔、平整。 對于同一天施工的兩個(gè)工作段，需要做好接縫處理，應(yīng)采用搭接的方式，在前一段壓實(shí)平整后，預(yù)留一定寬度不進(jìn)行碾壓，當(dāng)進(jìn)行后一段施工時(shí)，與預(yù)留部分一起拌和、碾壓。

4 公路工程中石灰土路基施工質(zhì)量控制措施

4.1 原材料控制

原材料是構(gòu)成路基實(shí)體的基本組成部分，所以，原材料的質(zhì)量直接決定著路基的施工質(zhì)量。 通常情況下， 石灰等級越高、細(xì)度越大，石灰土的穩(wěn)定效果越好。 石灰中的有效物質(zhì)含量會(huì)隨著存放時(shí)間的延長而降低，因此，要盡可能選用新料并及時(shí)使用。 同時(shí)，做好進(jìn)場計(jì)劃和存儲管理，避免造成不必要的性能損失。土質(zhì)同樣起著決定性作用，增大塑性指數(shù)、pH、碳酸鈣含量，會(huì)增強(qiáng)材料的化學(xué)活性，有利于提高石灰土的凝聚力和穩(wěn)定性，而有機(jī)質(zhì)含量和硅鋁含量較大時(shí)，則會(huì)降低石灰土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，所以，土的粒徑、無機(jī)物、有機(jī)物都會(huì)影響石灰土質(zhì)量。 為了保證施工質(zhì)量， 本工程采用三級以上生石灰，氧化鎂、氧化鈣的含量超過65%。在使用前，通過石灰消解機(jī)集中消解，消解后過1 cm 篩，保證石灰細(xì)度；消解后的石灰采取有效覆蓋措施，防止被污染和揚(yáng)塵。 在土的選擇上，主要選擇塑性指數(shù)大于4 的砂性土和塑性指數(shù)在15～20 的黏性土，有利于粉碎、拌和、碾壓施工，土中的有機(jī)質(zhì)含量不超過10%，硫酸鹽含量控制在0.8%之內(nèi)[3]。

4.2 含水量控制

除了原材料質(zhì)量控制， 石灰土混合料的質(zhì)量控制同樣重要。 水在石灰土混合料強(qiáng)度形成過程中發(fā)揮著重要作用，是石灰與土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)， 而且碾壓過程中需要在最佳含水量條件下才能形成最大干密度，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的路用性能。在進(jìn)行石灰土配比設(shè)計(jì)時(shí)， 需要通過室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)分析含水率與干密度之間的關(guān)系，確定最佳含水率和最大干密度，并按規(guī)范要求制作試件，開展無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗壓回彈模量試驗(yàn)等工作，驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 在確定理論最佳含水率的基礎(chǔ)上，需要充分考慮施工過程中產(chǎn)生的水分損失，可以在最佳含水率的基礎(chǔ)上增加1%。同時(shí)，在石灰土拌和、碾壓等施工環(huán)節(jié)還應(yīng)進(jìn)行含水率檢驗(yàn)，如果含水量不足或過多，需要及時(shí)采取補(bǔ)充水分或翻曬等措施， 將石灰土含水率控制在合理范圍內(nèi)。

4.3 常見病害控制

在未充分消解的情況下，直接進(jìn)行石灰土路基施工，遇到水的作用，石灰會(huì)繼續(xù)消解，容易產(chǎn)生起泡問題，導(dǎo)致路基裂縫的產(chǎn)生，所以，為保證石灰消解質(zhì)量，必須安排專人進(jìn)行控制管理，待石灰充分消解后，還要全部過篩，以避免出現(xiàn)大塊石灰。 在石灰土拌和時(shí)，為了避免“夾心餅干”現(xiàn)象，必須使拌和深度深入下層結(jié)構(gòu)超過3 cm，使上下層結(jié)構(gòu)能夠有效黏結(jié)。在整平時(shí)，為了防止出現(xiàn)表面起皮、松散的問題，必須嚴(yán)格控制路拱橫坡和路基高程，不得對路基表面反復(fù)刮平和碾壓。 為防止出現(xiàn)壓實(shí)度不夠、壓實(shí)不均勻的問題，拌好的石灰土應(yīng)當(dāng)天碾壓成型， 在碾壓過程中， 要嚴(yán)格控制碾壓速度和重疊寬度，不得出現(xiàn)急剎車、急調(diào)頭的情況，合理組織機(jī)械施工，配合一定的人工作業(yè)。 碾壓作業(yè)完成后，應(yīng)及時(shí)封閉交通，防止出現(xiàn)重車碾壓的情況。 采用保濕養(yǎng)護(hù)的方式，嚴(yán)格控制灑水量，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境合理安排灑水時(shí)間和次數(shù)， 不得使用高壓噴管灑水，可以使用噴霧式噴頭進(jìn)行噴灑作業(yè)。

4.4 施工質(zhì)量檢測

加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)也是保證石灰土路基施工質(zhì)量的有效措施，在路基鋪筑以及鋪筑完成后，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)程序，檢驗(yàn)關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)驗(yàn)證，綜合評價(jià)施工成果。 壓實(shí)度檢測主要采用灌砂法，從施工層全厚取樣，檢驗(yàn)壓實(shí)度是否滿足規(guī)定要求，運(yùn)用貝克曼梁法進(jìn)行彎沉檢測，檢測中的彎沉值應(yīng)低于設(shè)計(jì)值。另外，平整度檢測、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測也至關(guān)重要。 如果檢測結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求，則可證明石灰土路基施工質(zhì)量良好。

5 結(jié)語

綜上所述，石灰土主要由石灰和土組成，在水的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)加固效果，提高土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 石灰土在公路工程中應(yīng)用具有一定的必要性和可行性， 通過石灰土路基的應(yīng)用，不但能解決許多技術(shù)問題，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，必須根據(jù)實(shí)際情況，加強(qiáng)分析研究，不斷優(yōu)化施工方案，合理運(yùn)用施工技術(shù)，針對可能出現(xiàn)的質(zhì)量隱患，采取針對性控制措施，保證路基的使用性能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。