□ 劉 瑞 鐘 慶華

灰土地基施工具有工藝簡單、取材容易、費用較低、板體性強等特點。現(xiàn)以鳳凰河綜合治理工程主園路施工為例，對灰土地基的施工工序、質(zhì)量控制、易出現(xiàn)的問題及解決方法進行簡要敘述，并提出灰土摻灰量“雙控制”方案，以供類似工程施工參考。

一、概述

（一）工程概況

鳳凰河位于安徽省六安市城區(qū)西南，全長33km，城區(qū)段長6.7km，流域面積269km2，其50年和20年一遇設計洪水洪峰分別達到723m3/s、556m3/s。鳳凰河綜合治理工程是一項集園路、橡膠壩、排澇涵、階梯式格賓石籠、生態(tài)擋墻等多種建筑形態(tài)為一體的市重點建設工程。該項工程既是本地區(qū)中小河流治理的典范工程，也是打造西城景觀中軸帶的民生工程，建設成果將惠及全市人民。

（二）灰土概述

灰土是市政道路工程應用最為廣泛的材料之一，鳳凰河綜合治理工程中10.8km主園路地基結構層選用的是10%灰土。嚴格控制灰土地基質(zhì)量是該工程主園路質(zhì)量控制的關鍵所在。

1.灰土的特點：具有強度高、承載力好、造價低廉、板體性強等特點。

2.強度形成原理：其強度形成的主要原因是石灰與細粒土的相互作用。一是土中摻入適量的石灰，經(jīng)最優(yōu)含水量壓實后，既發(fā)生力學作用，也發(fā)生物理化學作用。在這一系列作用發(fā)生的同時，形成了石灰土基層的強度；二是由于石灰與土之間發(fā)生了一系列相互作用，使土的性質(zhì)發(fā)生根本改變。與原素土相比，初期表現(xiàn)在土的結團、塑性降低、最優(yōu)含水量增大和最大密度減小等，而后期變化主要表現(xiàn)在結晶結構的形成，土的強度與穩(wěn)定性的提高；三是石灰加入土中發(fā)生的物理與化學反應主要有離子交換、Ca(OH)2的結晶、碳酸化合物和火山灰反應，結果使粘土膠粒絮凝，生成Ca(OH)2、CaCO3等晶體和含水硅、鋁酸鈣等膠結物。這些膠結物逐漸由膠凝狀態(tài)向晶體狀態(tài)轉化，致使石灰土的剛度不斷增大，強度與水穩(wěn)定性不斷提高。

3.灰土基層的優(yōu)缺點?；彝粱鶎拥膬?yōu)點:板體性好，強度較高；強度隨著齡期的增長而增長；垂直變形小，能使路面表層保持較好的平整度；水穩(wěn)定性較好。灰土因此成為水文狀況不良路段和缺乏砂石地區(qū)修建路面基層的較好選擇。缺點:耐磨性較差；低溫季節(jié)施工時強度增長較慢，影響路面施工；抗凍性能較差，容易產(chǎn)生干縮和凍脹裂縫；遇雨施工，灰土易成泥漿，難于壓實。

二、施工準備

（一）現(xiàn)場準備

施工人員應按照圖紙確定路槽位置，劃清邊線，認真清理路基用地范圍內(nèi)的樹枝、雜草。兩側路肩應留有適當距離的施工作業(yè)面，便于壓實。路基兩邊應開挖臨時排水溝，以利雨天排水。施工人員在下承層整理通過驗收后，應向施工班組進行技術交底，制定具體詳細的施工方案，明確施工流程，把握質(zhì)量控制關鍵點。

（二）施工原材料準備

1.石灰：將生石灰運進施工現(xiàn)場時，應選擇寬且地勢較高的場地集中堆放。生石灰塊應在使用前7～10d內(nèi)充分消解。消解后的石灰粒徑≤5mm，其濕度應保證既不會產(chǎn)生揚塵，也不會過濕成團。

2.土：應選用塑性指數(shù)（wp）在10～20的粘性土，土中硫酸鹽含量≤0.8%，腐殖質(zhì)≤10%。

（三）機械準備

要根據(jù)施工需要配置機械設備，詳見機械設備表。

機械設備表

三、施工工序

（一）鋪土

1.施工人員應結合現(xiàn)場實際對主園路合理分段、分塊施工，在劃定的路段中依據(jù)路段面積、松鋪厚度，大致估算出上土量，使用裝載機將土卸在路段中。

2.施工人員應先用推土機對路段中的土料粗平，然后人工配合平地機精平。精平后應采取挖深法對松鋪厚度自檢復核。

3.對自檢后的土層，應灑水并使用光輪壓路機靜壓，確保路面平整，利于石灰均勻鋪攤。

（二）石灰攤鋪

10%灰土的攤灰量應換算成相應的石灰與土的體積比進行控制。質(zhì)量比換算成體積比應依據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)及消解后石灰測定的密度進行，施工人員根據(jù)路段面積、上土厚度、體積比可計算出該路段需要的上灰量。現(xiàn)場應按此上灰量使用裝載機大致布灰，推土機粗平，然后人工配合精平。精平后應對上灰量進行復檢，合格后才可進入下道工序。

（三）灰土拌合

灰土攤鋪結束后應用旋耕機翻拌2～3遍，拌合時應控制好旋耕機的拌合深度及行駛速度，速度一般控制在5～7m／min，旋耕機各行程間的搭接寬度應≥30cm。在橋涵兩端拌合時，旋耕機應人工配合橫向進行兩個單程拌合，確保拌合均勻。拌合后應滿足的條件：拌合深度適宜；混合料沒有離析現(xiàn)象，色澤一致，無灰條、灰團和花面；混合料粒徑合乎要求且含水量均勻適中；灰土路無土坎、溝槽等，平整度較佳。

（四）碾壓

1.應遵循“先兩邊后中間，先慢后快”的原則，碾壓前兩遍的速度為1.5～1.7km／h，之后為2.O～2.5km／h。壓路機應保證橫向重疊寬度不少于半輪寬，輪跡應有1/3～1/2的重疊，做到無死角，以確保壓實度和施工質(zhì)量。

2.應按照光輪壓路機靜壓1遍→平地機刮平→振動壓路機碾壓5～7遍→壓實度檢測的順序進行碾壓施工。利用振動壓路機碾壓時，應采用灌沙法，按每20m隨機檢查1處的原則做壓實度檢測，待壓實度滿足設計要求后碾壓才可結束。

（五）接口的處理

施工時如遇接口，應采用搭接法加以處理。先預留3～5m不進行碾壓，等進行后一段施工時，添加部分石灰到前一段并與后一段一起碾壓。

（六）養(yǎng)生

應盡量在當天完成灰土碾壓，碾壓成型后應及時均勻灑水，保溫養(yǎng)生，避免表面干濕交替。養(yǎng)生期間應封閉交通，避免重車行駛或調(diào)頭行駛對成品的破壞。

四、灰土路基施工的質(zhì)量控制

（一）含灰量的控制

鳳凰河綜合治理工程主園路路基采用的是10%的灰土。《公路路面基層施工技術規(guī)范》規(guī)定，石灰劑量是以石灰質(zhì)量占全部粗顆粒干質(zhì)量的百分率表示的。而在實際施工中，多以質(zhì)量比換算出的體積比來控制含灰量。

1.質(zhì)量含灰比與體積含灰比之間的關系

目前，學術界尚未對含灰比給出統(tǒng)一的規(guī)定，但考慮行業(yè)習慣與實際操作性，含灰比一般采用體積含灰比表達，如施工中常采用的2：8灰土或3：7灰土等，均采用體積含灰比的表達形式，其換算為質(zhì)量含灰比，大概為8%和14%。

設體積含灰比為q，質(zhì)量含灰比為p，a為土與石灰的干密度之比，則密度可使用輕型擊實儀測定。

當a分別是1，2，3時，質(zhì)量含灰比與體積含灰比關系見下圖。

質(zhì)量含灰比與體積含灰比之間的關系

從圖上可見，a=1時，體積含灰比與質(zhì)量含灰比呈線性關系，隨a值不斷變大，其關系曲線曲率越大，越往上凸起。

2.鳳凰河主園路灰土地基摻灰量的“雙控制”

(1)攤鋪厚度控制：鳳凰河路基采用10%的灰土。以Ⅴ標為例，消石灰的堆積密度為0.71t/m3，土的最大干密度為1.86t/m3，0.97壓實度對應干密度為1.8t/m3。則單位體積中灰土的總質(zhì)量是1.8t，灰的質(zhì)量是灰的體積是1m3的灰土攤在5.2m長、0.2m高的灰土層上，就有0.961m寬，見單位體積灰土模型圖。

單位體積灰土模型（cm）

鳳凰河各標段摻灰厚度

（2）過磅總量控制：10%的灰土上在5.2m寬的路基上，以鳳凰河Ⅴ標為例，0.231m3的消石灰可攤0.961m長，那么換算到100m長時就有24.04m3的消石灰。其重量就有24.74×0.73=17.55t=1 754kg。量化以后，施工人員就能通過消石灰過磅重量對上灰量進行有效控制。100m灰土路基施工就過磅17 547kg的消石灰，確保上灰量滿足要求。過磅以后，17 547kg的消石灰按10m一段，每段傾倒1 755kg，整平之后，施工單位應復測攤鋪厚度有沒有達到4.6cm，進而控制上灰質(zhì)量。

（二）含水率、壓實度的控制

1.含水量的控制是保證灰土地基質(zhì)量的重點。控制好含水量，灰土基層就會表現(xiàn)出應有的強度與板結結構，易達到設計密實度。施工人員應使含水量保持在最優(yōu)含水量的±2%，并防止灰土干縮裂縫的出現(xiàn)。

2.主園路施工正值酷暑季節(jié)，灰土易失水且素土中粉粒含量多。故施工過程中應分別在下承層整理、攤鋪素土整平、攤鋪石灰整平、灰土拌合整平四個環(huán)節(jié)中進行適時的灑水養(yǎng)護。當氣溫特別高時，還應在碾壓過程中灑水，有效保證含水量，壓實度符合設計要求。

五、灰土施工中易出現(xiàn)的問題及解決方法

（一）灰土拌合不均，有夾層

1.原因：一是石灰攤鋪不均或攤鋪厚度過厚導致拌合不徹底；二是土的塑性指數(shù)過高，含水量太大，有不易破碎的石塊。

2.解決方法：旋耕機拌合前應將鏵犁一次犁到底層，將素土翻到石灰面層之上后，再使用旋耕機充分拌合直至灰土色澤均勻，沒有花白現(xiàn)象出現(xiàn)。

（二）灰土過干或過濕碾壓

1.原因：一是高溫狀態(tài)下施工，灰土水分易蒸發(fā)，未及時灑水養(yǎng)護；二是雨天覆蓋不及時，排水溝排水不暢。

2.解決方法：高溫天氣施工時，在拌合過程中應密切關注灰土的含水率，適時灑水。為避免雨天雨水浸泡灰土成品，施工單位應及時進行覆蓋保護，同時在施工路基兩側開挖排水溝，保證灰土成品不受損壞。

（三）灰土起皮現(xiàn)象

1.原因：一是灰土缺料找補；二是壓路機碾壓次數(shù)過多，致使灰土上下層含水量即干濕程度不同。

2.解決方法：施工人員應嚴格遵守“寧高勿低”、“寧鏟勿貼”的原則，禁止用薄層補貼的辦法進行找平。壓路機應嚴格按照規(guī)定工序進行碾壓，確保灰土內(nèi)部含水率均勻分布。對于接近最優(yōu)含水量的灰土，其簡單鑒別的方法是，用手去捏灰土，可成團，較費勁，手掌無水??；灰土團自50cm處落地散成蒜瓣形塊狀，自lm高處落在堅實地面即松散，則表明含水量接近最優(yōu)。

（四）灰土“拱蘑菇”現(xiàn)象

1.原因：過燒石灰的存在和生石灰消解不當?shù)取Ｏ夂蟮幕彝林谢蚨嗷蛏俚卮嬖谥形赐耆獾纳翌w粒。當基層材料被壓實形成板體后，這些生石灰顆粒開始慢慢吸收水分進入消解過程。消解過程中發(fā)生體積膨脹，使路面結構隆起、開裂，進而發(fā)生“拱蘑菇”現(xiàn)象。由石灰的消解過程可知，生石灰消解的需水量為生石灰質(zhì)量的32.13%，由于石灰消解過程中水分的流失和放熱時水分的蒸發(fā)，實際加水量往往達到理論需水量的23倍，消解中石灰體積可膨脹至原體積的1～2.5倍。這些不確定因素使得加水量變得很難控制。

2.解決方法：施工時，生石灰堆碼高度應≤3～4m,以水能澆透為宜。在消解過程中不可對石灰進行擾動，以防消石灰粉裹覆生石灰，阻斷水分與生石灰的通道。對于生石灰的消解，可在挖方區(qū)做一個大坑當作生石灰消解池，將計劃一次拌合的生石灰倒入池中，用噴灑的方式進行消解。