姜仁廣

摘 要：文章結(jié)合鐵路工程實(shí)例應(yīng)用，介紹了沿海富含水量地區(qū)高塑性路基改良土集中路拌法填筑的施工工藝，分析了三種改良土填筑施工的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了集中路拌法改良土填筑的控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：富含水量；路基填筑；改良土；集中路拌法

集中路拌法是在取土場(chǎng)按照設(shè)計(jì)外摻料用量進(jìn)行布灰，接著采用挖掘機(jī)進(jìn)行集中的預(yù)拌處理后打堆燜灰降低含水量，然后將混合料運(yùn)輸?shù)铰坊┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪，最后采用路拌機(jī)拌合均勻之后碾壓成型。采用集中路拌法對(duì)石灰改良土進(jìn)行施工，具有施工效率高、均勻性良好等特點(diǎn)，同時(shí)能夠有效地快速降低含水量，并且施工所產(chǎn)生的揚(yáng)塵較少，有利于環(huán)境的保護(hù)。因此在沿海富含水量地區(qū)高塑性土改良土填筑施工中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

1 工程概況

連鹽鐵路連接江蘇省連云港、鹽城兩市，設(shè)計(jì)時(shí)速200km，客貨共線，位于蘇北濱海平原、黃淮沖積平原區(qū)。本地區(qū)無(wú)山地、丘陵，氣候濕潤(rùn)，雨量充沛，河流、水渠縱橫交錯(cuò)，地下水發(fā)育，地下水位0.3-0.5m，土天然含水率達(dá)到25%以上。地表主要以沖積、海積為主的第四系全新統(tǒng)（Q4）黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂，表層土質(zhì)為高液限、高塑限粉質(zhì)黏土，灰褐色、黃褐色，軟塑，液限34.7%，塑限20%，塑性指數(shù)Ip大于14。沿線土源不能直接用作填料，必須進(jìn)行改良。連鹽線選用的改良劑為石灰，而路基填筑采用何種方法既能保證路基的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)又能加快施工進(jìn)度，是一個(gè)研究的重大課題。通過(guò)施工實(shí)踐，采用集中路拌法生產(chǎn)改良土進(jìn)行路基填筑施工能夠快速降低含水量，加快施工進(jìn)度，保證了路基填筑質(zhì)量。

2 集中路拌法施工技術(shù)

2.1 施工工藝流程

石灰改良土施工原理是對(duì)需改良的土質(zhì)摻入石灰進(jìn)行改良，以減少土的天然含水量，使其不產(chǎn)生較大的脹縮變形和強(qiáng)度衰減。集中路拌法的核心是改良土的集中拌置，具體做法是在取土場(chǎng)內(nèi)按施工摻灰比摻入生石灰，用挖掘機(jī)集中預(yù)拌均勻后打堆存放，利用生石灰消解快速降低含水量，待生石灰完全消解后將混合料運(yùn)輸?shù)铰坊钪?，?jīng)短期晾曬含水量達(dá)到最佳含水率允許偏差范圍后用碾壓設(shè)備碾壓成型。其改良土生產(chǎn)施工工藝流程圖見(jiàn)圖3.1

2.2 集中路拌法的施工工序

集中路拌法路基改良土施工的主要工序有：在取土場(chǎng)內(nèi)將場(chǎng)地進(jìn)行平整，確定取土拌合深度，畫(huà)方格網(wǎng)進(jìn)行布灰控制，集中預(yù)拌、打堆燜灰，改良土挖裝運(yùn)，推平，晾曬，路拌，精平，壓實(shí)。

2.2.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）場(chǎng)地平整。在進(jìn)行施工前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程地形特點(diǎn)等因素，對(duì)場(chǎng)地采取清表處理，挖排截水溝，增大路基表面橫坡。對(duì)于取土場(chǎng)地范圍內(nèi)的地面，需要采用推土機(jī)進(jìn)行平整處理，從而確保表面平順。一般情況下，取土場(chǎng)的實(shí)際范圍應(yīng)比理論取土范圍略大。

（2）檢測(cè)土的物理指標(biāo)。主要的指標(biāo)包括天然干密度、天然含水量，根據(jù)設(shè)計(jì)的含灰量在室內(nèi)確定配合比。

（3）改良劑采用生石灰，進(jìn)場(chǎng)后需過(guò)篩，以保證石灰在燜土過(guò)程中能夠完全消解。進(jìn)場(chǎng)時(shí)對(duì)石灰進(jìn)行有效鈣、氧化鎂等檢驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)合格后方能由于石灰改良土外摻料施工，

2.2.2 取土場(chǎng)內(nèi)確定集中拌合區(qū)域

取土場(chǎng)內(nèi)取土面經(jīng)推土機(jī)整平后，用白灰畫(huà)出網(wǎng)格線，通過(guò)探坑確定擬取土深度。

2.2.3 確定布灰厚度、布灰

在本工程中取土場(chǎng)土體的天然干密度為1.79×103kg/m3，石灰密度1.5×103kg/m3，設(shè)計(jì)含灰量為8%。在取得取土深度、長(zhǎng)度、寬度及布灰網(wǎng)格線長(zhǎng)度、寬度等數(shù)據(jù)后，通過(guò)計(jì)算公式（m土：m灰=（1-8%）：8%）確定網(wǎng)格線內(nèi)需拌合的石灰厚度。將石灰倒在土料層上，人工用刮板均勻攤開(kāi)，使石灰厚度均勻。布灰完成后，使用鋼尺測(cè)量布灰厚度是否與設(shè)計(jì)計(jì)算的石灰厚度一致，保證石灰摻入量。

2.2.4 均勻拌合、打堆燜灰

采用挖掘機(jī)將取出的混合料按照順序挖出，拌合5次（其中開(kāi)挖時(shí)2次，過(guò)程中翻拌2次，最后打堆燜土再翻拌1次），直至改良土色澤均勻、無(wú)灰條、灰團(tuán)。利用挖掘機(jī)集中預(yù)拌時(shí)，其單機(jī)產(chǎn)生量應(yīng)控制在50m3/h左右。挖掘機(jī)在取土預(yù)拌過(guò)程中，要將塊狀土反復(fù)搓揉（特別是最后一次預(yù)拌）直至松散為止，達(dá)到外觀上色澤均勻一致、土塊最大粒徑不大于15cm方可打堆燜料，以保證含灰量的均勻性。再高位卸放至指定位置，并按照錐形的形式進(jìn)行混合料的堆放。在土體的卸放時(shí)，需要特別注意的是混合料應(yīng)沿著錐頂自由灑落，如果錐底存在顆粒較大的土塊時(shí)，應(yīng)將其粉碎，然后再次進(jìn)行局部的翻拌處理。

拌合好的改良土需經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)含灰量，含灰量檢測(cè)采用EDTA滴定法檢測(cè)，石灰的摻入量允許偏差為+1%～-0.5%。

經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)含灰率滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后打堆存在在取土場(chǎng)，留作路基改良土填料使用，填寫(xiě)場(chǎng)地悶灰標(biāo)識(shí)牌，標(biāo)注悶灰時(shí)間，并報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)。要求打堆的改良土需在土場(chǎng)內(nèi)存放至少7天，以便生石灰完全消解，嚴(yán)禁將含有未消解的石灰運(yùn)至路基上。

此時(shí)注意，通過(guò)EDTA滴定法檢測(cè)，打堆土灰劑量檢測(cè)隨著時(shí)間推移逐漸減少，需專(zhuān)門(mén)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)確定灰劑量的變化規(guī)律，繪制石灰含量隨時(shí)間衰減標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表。將現(xiàn)場(chǎng)混合料隨時(shí)間變化的石灰含量與室內(nèi)試驗(yàn)灰劑量變化規(guī)律對(duì)比，來(lái)保證摻灰量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.2.5 晾曬、路拌

裝運(yùn)攤鋪，將完全消解后的混合料裝運(yùn)至基面合格的填筑面，用推土機(jī)將其按虛鋪厚度30cm均勻攤鋪在填筑范圍內(nèi)。檢測(cè)混合料的含水率，一般來(lái)說(shuō)此時(shí)的含水率大于最佳含水率，需要在路基面進(jìn)行晾曬。

經(jīng)初平后改良土用犁地機(jī)及路拌機(jī)進(jìn)行翻開(kāi)晾曬。同時(shí)將改良土粉碎，施工時(shí)土塊應(yīng)打碎，粒徑不應(yīng)大于15mm，應(yīng)按配合比配料并拌和均勻，色澤一致，無(wú)灰條、灰團(tuán)、花面，拌和物中不得含有土塊、生石灰塊。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，先采用犁地機(jī)將改良土犁開(kāi)晾曬，再利用路拌機(jī)將改良土粉碎。每天翻開(kāi)晾曬3～4遍，連續(xù)晾曬2-3天即可滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。經(jīng)晾曬好的改良土進(jìn)行含水率的檢測(cè)，如經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)含水量仍偏大，灰土重新翻開(kāi)晾曬后再進(jìn)行拌合施工。最終經(jīng)檢查含水量、拌合均勻性均合格后進(jìn)入下道工序施工。

2.2.6 壓實(shí)

檢測(cè)含水率偏差是否符合壓實(shí)條件，同時(shí)采用EDTA滴定法測(cè)定石灰劑量，并與室內(nèi)試驗(yàn)取得的石灰含量隨時(shí)間衰減標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表進(jìn)行對(duì)照。如含水量在最佳含水量允許范圍內(nèi)及含灰量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，用平地機(jī)將混合料精平，準(zhǔn)備進(jìn)行碾壓壓實(shí)施工。碾壓時(shí)壓路機(jī)按最佳施工壓實(shí)工藝流程碾壓，達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)。

3 集中路拌法優(yōu)缺點(diǎn)分析

在沿海富水含量地區(qū)，傳統(tǒng)場(chǎng)拌法、路拌法、集中路拌法改良土施工優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表4.1。

4 集中路拌法質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 原材料控制要點(diǎn)

為快速降低土體內(nèi)的含水量，集中路拌法外摻料選用生石灰。生石灰質(zhì)量好壞直接影響工程質(zhì)量及工程成本，質(zhì)量等級(jí)愈高的石灰，在達(dá)到同樣的灰劑量要求時(shí)，對(duì)土的穩(wěn)定效果愈好，因此，購(gòu)買(mǎi)材料要選用三級(jí)以上（生石灰有效鈣鎂含量≥75%），最好是二級(jí)生石灰。建議施工袋裝磨細(xì)生石灰，如采用散裝生石灰，石灰使用前必須過(guò)15mm篩，以確保生石灰在拌合燜灰后能夠完全消解。生石灰進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，同一廠家、品種、批號(hào)的石灰每4000t為一批，不足4000t時(shí)也按一批計(jì)，檢查每批產(chǎn)品的生產(chǎn)檢驗(yàn)報(bào)告和產(chǎn)品合格證。石灰取樣時(shí)必須具備代表性，切忌選取塊灰做有效含量實(shí)驗(yàn)。

生石灰宜隨用隨買(mǎi)，現(xiàn)場(chǎng)確需儲(chǔ)存，應(yīng)妥善保管，不得日曬雨淋，氣硬變質(zhì)。

4.2 拌合、燜灰過(guò)程控制要點(diǎn)

4.2.1 環(huán)保控制要點(diǎn)

取土場(chǎng)表層種植土集中堆放，待土場(chǎng)取完土后運(yùn)回取土場(chǎng)；石灰存放場(chǎng)四周采用鋼管搭設(shè)彩鋼瓦圍擋，圍擋高度不小于3m；裝載機(jī)運(yùn)輸石灰時(shí)采用篷布覆蓋；布灰盡量選擇在無(wú)風(fēng)時(shí)，避免大風(fēng)布灰及翻拌；布灰完成立即翻拌，避免石灰長(zhǎng)時(shí)間暴露在表面。

4.2.2 拌合、燜灰過(guò)程控制要點(diǎn)

拌合遍數(shù)必須保證5遍以上，拌合過(guò)程中檢查拌合物外觀，要求大面上色澤均勻一致，無(wú)灰團(tuán)灰條和大于15cm的素土塊。

在第一遍挖拌作業(yè)時(shí)必須安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查取土深度，嚴(yán)禁超深取土，以免因取土超量影響含灰量。

燜灰時(shí)按照錐形的形式進(jìn)行混合料的堆放。在土體的卸放時(shí)，混合料應(yīng)沿著錐頂自由灑落，如果錐底存在顆粒較大的土塊時(shí)，應(yīng)將其粉碎，再次進(jìn)行局部的翻拌處理。

打堆的混合料須在取土場(chǎng)內(nèi)放置7天以上，以確保生石灰完全消解，嚴(yán)禁運(yùn)至路基面的混合料內(nèi)混有未消解的生石灰。

4.3 摻灰量控制要點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，明確摻灰量是內(nèi)摻還是外摻，然后通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，確定改良土施工配合比。在室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定所使用的外摻料的灰劑量變化規(guī)律，繪制石灰含量隨時(shí)間衰減標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表，用于路基含灰量檢測(cè)時(shí)對(duì)比石灰含量，反推摻灰量是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

集中路拌法改良土填的筑施工機(jī)具均為普通設(shè)備，不需要過(guò)多投入。外摻料使用生石灰，利用生石灰消解降低土體含水量，既減少了生石灰消解工序，又能快速減低土體的含水量。在取土場(chǎng)內(nèi)可隨時(shí)隨地按照需求進(jìn)行翻拌燜灰作業(yè)，無(wú)需專(zhuān)用租用晾曬場(chǎng)地，且與路基填筑在時(shí)間上平行作業(yè)，不影響施工進(jìn)度，同時(shí)取土場(chǎng)內(nèi)摻灰，能夠控制揚(yáng)塵，降低環(huán)境污染。打堆的混合料易于覆蓋，經(jīng)打堆燜灰后的混合料含水量已降低許多，可在路基面上短時(shí)間晾曬即能碾壓成型，減少外部環(huán)境對(duì)路基填筑的影響，提高了沿海高塑性路基改良土填筑的施工效率。

文章通過(guò)結(jié)合工程施工實(shí)例，針對(duì)工程存在的實(shí)際情況，總結(jié)出在沿海富水量、多雨水地區(qū)，在使用當(dāng)?shù)赝猎催M(jìn)行改良土填筑路基時(shí)，通過(guò)嚴(yán)格的摻灰量和拌和均勻性控制，從質(zhì)量控制、環(huán)保、工效、經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合考慮，集中路拌法具有良好的適用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔慶暖.石灰改良膨脹土集中預(yù)拌路拌法填筑路基施工技術(shù)研究[J].科學(xué)之友旬刊，2008（10）.

[2] 孫述彬.路拌法施工石灰土基層的質(zhì)量控制[J].建筑與施工，2004（03）.

[3] 陸全發(fā).鐵路客運(yùn)專(zhuān)線路基工程施工工藝研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2006.