姚孟龍，張洪毓，王嘉志，王鑒淞

(中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 湛江 524000)

1 工程概況

省道S374線霞山百蓬至麻章田寮村段改建工程(以下簡稱湛江大道)位于廣東省湛江市西側(cè)，是湛江市規(guī)劃的“一環(huán)九射”快速路系統(tǒng)中“一環(huán)”的重要組成部分。湛江大道一標(biāo)段起訖樁號(hào)K17+160～K21+916.5，建設(shè)總長度約4.75 km，其中路基待改良高液限土約29.1萬m3。

干硬時(shí)高液限土強(qiáng)度高，土體透水性較差，吸水后能長時(shí)間保持水分，因此，吸水后土體承載力變小、穩(wěn)定性差，毛細(xì)現(xiàn)象明顯，高液限土的強(qiáng)度主要取決于土的基質(zhì)吸力和粘聚力。高液限土具有較大的可塑性、一定的膨脹性和黏性，僅在不受水浸泡的條件下其強(qiáng)度、承載力和穩(wěn)定性能滿足設(shè)計(jì)要求。湛江市屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，全年高溫多雨，必須對(duì)湛江大道一標(biāo)段路基中存有的大量高液限土進(jìn)行改良，才能保證道路工程的施工質(zhì)量。

2 改良技術(shù)路線

高液限土改良的方法是通過對(duì)其摻入一定量的水泥(灰)使土體中黏粒含量減少，親水性減弱導(dǎo)致液限、塑性指數(shù)降低，以滿足路基施工填料滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。改良時(shí)，需在試驗(yàn)路段上，對(duì)摻灰(水泥或石灰)混合料進(jìn)行四種不同形式的碾壓試驗(yàn)，即：靜壓+強(qiáng)振，靜壓+中振，靜壓+小振+中振，靜壓+小振+中振+強(qiáng)振。在碾壓相同遍數(shù)后(一般取6～8遍)，對(duì)碾壓效果進(jìn)行檢測，選擇效果最佳的碾壓方式。

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 填料原材試驗(yàn)檢測

對(duì)作為路基填料的高液限土及改良后的3%水泥改良土做天然含水量、最佳含水量和最大干密度、擊實(shí)、液塑限、細(xì)顆粒含量、室內(nèi)CBR值等試驗(yàn)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E40—2007)，每項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)不得小于3組(每組3個(gè)樣本)。試驗(yàn)結(jié)果的離散性應(yīng)控制在5%以內(nèi)，若離散性超過5%，需增加試驗(yàn)數(shù)量，以保證能在離散性小于5%內(nèi)的3個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中取平均值。

水泥改良時(shí),土中硫酸鹽含量應(yīng)小于0.25%，必須選用技術(shù)性能符合要求的合格水泥；滲入水泥初凝時(shí)間應(yīng)大于3 h，終凝時(shí)間宜大于6 h，因此可選用PO.42.5緩凝型普通硅酸鹽水泥。改良土外摻料配合比應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，當(dāng)土源發(fā)生變化時(shí)必須按要求重做配比試驗(yàn)。

3.2 測量放線

根據(jù)路基設(shè)計(jì)表，采用復(fù)合后的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，定出路基邊樁、路堤坡腳樁、中樁、1/4斷面樁的具體位置，每20 m一個(gè)斷點(diǎn)，每斷面測5點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場地形設(shè)置易于保護(hù)的路線控制樁。

3.3 清除表土、地基處理

根據(jù)確定的路基寬度，清除路基范圍內(nèi)的雜草、樹根及表土，清理深度根據(jù)植土厚度確定。如原地面有坑洞，應(yīng)分層回填，進(jìn)行碾壓處理。場地清理標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 3610—2019)的要求。清理的雜物運(yùn)至指定棄土點(diǎn)。

路基填筑施工前應(yīng)進(jìn)行地基檢測，如地基不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理使其達(dá)到地基設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度或地基承載能力。

3.4 攤鋪與整平

1)采用挖掘機(jī)裝土自卸車運(yùn)至施工路段，為保證填土厚度一致，應(yīng)嚴(yán)格按照布格大小進(jìn)行上土，施工現(xiàn)場應(yīng)由專人指定位置卸料。高液限土攤鋪至少應(yīng)在鏟水泥或石灰前一天進(jìn)行，采用推土機(jī)對(duì)待改良填料進(jìn)行攤鋪，平地機(jī)進(jìn)行精平。為保證水泥攤鋪均勻、高效，采用水泥撒布車進(jìn)行水泥攤鋪施工，攤鋪完成后嚴(yán)禁其他車輛通行。攤鋪長度應(yīng)按日進(jìn)度的需要量控制，滿足次日完成摻加水泥、拌和、碾壓成型即可。

2)對(duì)于天然含水量與最佳含水量絕對(duì)值差在10以內(nèi)的，最大土塊粒徑在15 mm以內(nèi)，應(yīng)在攤鋪完成后進(jìn)行旋耕、翻曬施工，若有一項(xiàng)超過應(yīng)考慮采取其他措施。

3)填料達(dá)到碾壓狀態(tài)后，用推土機(jī)進(jìn)行整平、平地機(jī)精平。同時(shí)，在推土機(jī)后備3～5人，一輛手推車，用以填縫補(bǔ)平，或搬掉不符合要求的塊料，使填料攤鋪保持平整、均勻。

4)進(jìn)行攤鋪施工時(shí)，應(yīng)控制和檢測松鋪厚度，使攤鋪厚度均勻一致，尤其應(yīng)重視路堤邊緣部位的平整和均勻。

3.5 定填土網(wǎng)格、摻灰翻拌

按摻灰比和車輛運(yùn)載能力，在填土表面用白灰畫出摻灰方格網(wǎng)，并采用框格法控制水泥攤鋪的均勻性。填料攤鋪順序?yàn)橥?水泥，即先在場地?cái)備佉粚釉?，第二層均勻攤鋪水泥。填土厚度及水泥摻量通過計(jì)算得出。按每格的摻灰比計(jì)算摻灰量，具體計(jì)算公式如下：

m=(γd×S×H×n)×壓實(shí)度/松鋪系數(shù)

式中，m為摻灰質(zhì)量，kg；γd為最大干密度，kg/m3；S為攤鋪面積，m2；H為攤鋪厚度，m；n為摻灰比，%。

摻灰翻拌后，需檢驗(yàn)摻灰攤鋪量是否均勻，對(duì)不均處應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證灰、土能拌和均勻。備灰前，用壓路機(jī)對(duì)鋪開的松土靜壓一遍，保證備灰時(shí)不產(chǎn)生大的車轍。

土方攤開后，立即采用水泥撒布車將水泥均勻地?cái)備佋陬A(yù)定的路基方格上，表面要求平整。在整平后的原狀土面上按照比例將水泥均勻攤鋪在土層上。具體操作要點(diǎn)如下。

1)測量人員用水平儀在平整后的場地內(nèi)沿縱向每20 m一個(gè)斷面設(shè)置好的控制樁上標(biāo)示出路基土頂面高程,以便檢查厚度并配備鋼釬隨機(jī)抽檢拌和深度把信息及時(shí)反饋給操作人員進(jìn)行調(diào)整。

2)撒布水泥采用水泥撒布車，水泥要撒布均勻，施工中要嚴(yán)格控制水泥用量。

3.6 拌和、整平

采用路拌法進(jìn)行高液限土摻灰改良填筑時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)。

1)采用拌和機(jī)械，先將攤鋪好的摻灰和填土翻拌兩遍，但不應(yīng)翻拌到底，預(yù)留3～4 cm為宜，并使高液限土粒徑大小降至1.5 cm以下，基本均一致。

2)兩遍后的拌和應(yīng)翻拌到底，并進(jìn)入下層1.0～2.0 cm為宜，以利于層與層之間的結(jié)合。

3)拌和機(jī)應(yīng)速、平穩(wěn)行走，現(xiàn)場取5 m/min為宜。拌和到摻灰填筑層達(dá)到灰、土顏色一致，無灰條、灰斑，粒徑大小符合要求為止，一般4～5遍即可。

4)對(duì)于邊角部位處、拌和機(jī)施工不到處，應(yīng)采用鏵犁、旋耕機(jī)配合施工，死角處人工配合施工；同時(shí)，應(yīng)注意各處理路段之間的搭接寬度不少于30 cm，以保證填筑層全部翻透和無漏拌。

5)混合料達(dá)到碾壓要求后，可以進(jìn)行整平施工。進(jìn)行整平時(shí)，應(yīng)隨時(shí)控制填料的松鋪厚度。

3.7 碾壓密實(shí)

碾壓前需對(duì)混合料含水率進(jìn)行檢測，施工時(shí)保證壓實(shí)含水量差應(yīng)控制在最佳含水率-2%～+6%，如不符合，進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺霓k法進(jìn)行調(diào)整，含水量符合要求后才能進(jìn)行碾壓。

碾壓速度應(yīng)根據(jù)“先慢后快、先靜后振、先邊后中”的原則。第一遍碾壓以1.5 km/h進(jìn)行靜壓并開始檢測壓實(shí)厚度，第二遍碾壓以1.5 km/h進(jìn)行振動(dòng)碾壓，第三遍及后續(xù)碾壓以2km/h進(jìn)行振動(dòng)碾壓。當(dāng)壓實(shí)度達(dá)到要求后以2 km/h進(jìn)行最終遍數(shù)的靜壓，碾壓時(shí)每兩行之間的接頭應(yīng)重疊1/4～1/3輪跡。

3.8 壓實(shí)度檢測

應(yīng)采用灌砂法檢測各層的壓實(shí)度，壓實(shí)度檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2004)和《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 3610—2019)要求。

4 材料與設(shè)備

4.1 材料要求

所取高液限土原材最佳含水率27.1%，塑限37%，液限51%，塑性指數(shù)14，93區(qū)CBR值2.2%，94區(qū)CBR值2.3%，96區(qū)CBR值2.5%。所改良完成的高液限改良土最佳含水率25.6%，93區(qū)CBR值7.9%，94區(qū)CBR值8.8%，96區(qū)CBR值9.9%。所采用的PO.42.5緩凝型普通硅酸鹽水泥經(jīng)檢測水泥初凝時(shí)間約6 h，終凝時(shí)間約8 h。

4.2 機(jī)械設(shè)備需求表(見表1～2)

表1 場拌法設(shè)備儀器配置表

表2 路拌法設(shè)備儀器配置表

5 場拌法摻灰翻拌工藝對(duì)比

5.1 場拌法摻灰翻拌工藝

摻灰翻拌環(huán)節(jié)常采用的工藝為場拌法，即在固定的設(shè)置翻拌場地將高液限土進(jìn)行翻拌改良，然后用自卸車將改良土原材料卸至填土區(qū)，由挖機(jī)將土均勻攤鋪在填土區(qū)內(nèi)。具體做法如下：設(shè)置邊長10.4(m)×10.4(m)×2翻拌場地，填土區(qū)四角及四邊中點(diǎn)設(shè)置共8根鋼釬。鋼釬露出地面1.2 m并在距離地面50、51.3、101.3 cm處綁扎紅帶，拌和場地布置如圖1所示。

圖1 拌和場地布置(單位：m)

高液限土改良所需水泥用量：經(jīng)計(jì)算每批拌和需土108 m3(四車)，約137.7 t；需水泥約1.34 m3，約4.131 t，根據(jù)已規(guī)劃好的翻拌場地面積，計(jì)算出攤鋪厚度約1.3 cm。

翻拌區(qū)上料方法為兩臺(tái)自卸車將改良土原材料卸至填土區(qū)，由挖機(jī)將土均勻攤鋪在填土區(qū)內(nèi)，控制厚度為50 cm，攤鋪完成后在上面均勻攤鋪一層1.3 cm厚水泥，最后由兩臺(tái)自卸汽車次攤鋪一層50 cm土，后由兩臺(tái)挖機(jī)進(jìn)行翻拌作業(yè)。

翻拌方法為將已攤鋪好的待拌和土挖移使其自由下落至翻拌區(qū)，將填土區(qū)的所有拌和料轉(zhuǎn)移至翻拌區(qū)后再回移至填土區(qū)，反復(fù)拌和后使其到達(dá)翻拌均勻的要求。最后將改良土通過自卸汽車運(yùn)送至施工場地進(jìn)行施工。

5.2 效益對(duì)比分析

若采用場拌法水泥改良高液限土需要施工人員5人，負(fù)責(zé)水泥撒布、輔助拌和，需要配置挖掘機(jī)2臺(tái)、裝載機(jī)2臺(tái)。

若采用路拌法水泥改良高液限土需要施工人員5人，負(fù)責(zé)輔助拌和，需要配置冷再生機(jī)1臺(tái)、水泥撒布車1臺(tái)。

兩種拌和方法所需的其他設(shè)備都相同，人工費(fèi)按6000元/人×月計(jì)，以拌和施工每100 m所需填料100×40×0.25=1 000 m3為例。

根據(jù)高液限改良土試驗(yàn)段所得出結(jié)果，采用挖掘機(jī)拌和、人工撒布水泥的場拌法改良施工自拌和至碾壓后檢測完成用時(shí)約6 h，約1 d時(shí)間完成100 m路段的填筑施工；采用水泥撒布車撒布水泥、冷再生機(jī)拌和的路拌法改良施工自拌和至碾壓后檢測完成用時(shí)約4 h，約12 h完成100 m路段的填筑施工。

6 結(jié) 語

相對(duì)于需要挖掘機(jī)人工配合的場拌法施工，路拌法在保證施工進(jìn)度的同時(shí)，也大大提高了拌和質(zhì)量。在氣候環(huán)境與工程條件正常的情況下，采用靜壓—弱振—強(qiáng)振—靜壓的工藝，控制在最佳含水率附近碾壓，工藝科學(xué)，操作簡單，消耗壓實(shí)功少，節(jié)省了油耗與碾壓時(shí)間，加快了施工進(jìn)度。

本工程針對(duì)塑液限較高的高液限水泥改良土施工，對(duì)土拌和施工工藝進(jìn)行改良，不僅解決了改良土拌和的技術(shù)性難題，提高了工作效率，而且加快了項(xiàng)目的工程進(jìn)度，使施工成本有所降低。

[ID:012688]