胡阿平

摘要：悶灰法施工石灰土路基基層是一種特殊的石灰土拌和施工工藝，此方法可以是含水量較大的土質通過悶灰施工工藝方法達到降低含水量、改良土質性能、提高路基基層承載力目的。此施工方法簡單、施工速度快、造價低，既經(jīng)濟又實惠。本文對此施工工藝簡要進行介紹，希望能對其類似工程起到指導作用。

Abstract： The construction of lime-soil subgrade base by stuffy lime method is a special limestone mixing construction technology. This method can be used to reduce water content， improve soil properties and improve the bearing capacity of roadbed bases. The construction method is simple， the construction speed is fast， and the construction cost is low， which is economical. This paper briefly introduces the construction process and hopes to guide its similar projects.

關鍵詞：悶灰；施工工藝；降低土方含水量；改良土質性能；提高地基基層承載力

Key words： stuffy lime；construction technology；reducing soil moisture content；improving soil properties；improving foundation bearing capacity

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0175-04

1 工程概況

本工程為常州市軌道交通1號線一期工程南夏墅停車場工程。南夏墅停車場位于常州市武進區(qū)鏡湖路南側、鳳棲路西側，規(guī)劃勝洲西路北側，江蘇武進漢能光伏有限公司東側的地塊內。場地地勢平坦，地面標高3.0～4.5m不等，占地面積約16.36公頃。本工程的施工范圍是從出入線路橋設計分界C2SK1+044.583至車場線設計終點C2SK1+751.125范圍內的站場路基設計。

2 工程地質及水文要求

本工程位于長江之南，太湖之濱的常州市，區(qū)內地表水系極為發(fā)育，為太湖上游高水位區(qū)。區(qū)域內河流縱橫，湖泊交織，連江通海。主要河流有長江、京杭大運河、北塘河、武南河等，湖泊主要有太湖、滆湖。長江位于擬建場地北面，京杭大運河距離本標段8.5km，滆湖距離本標段6.5km。水系發(fā)達，雨量充沛，四季分明。常州春末夏初時多有梅雨發(fā)生，夏季炎熱多雨，導致土層內含水量長期處于飽和狀態(tài)，地表滲透差。根據(jù)近年來常州氣象臺資料統(tǒng)計，常州市多年平均氣溫為15.7攝氏度，極端最高氣溫39.4攝氏度，極端最低氣溫零下15.5攝氏度；年平均降水量1086mm，最大降水量達到1815.6mm（1991年）。降水主要集中在每年的6-7月份梅雨期和每年8-9月份臺風期，受來自海洋的東南信風控制，天氣炎熱，且伴有大到暴雨，降水量大。根據(jù)本工程初步勘察階段工程勘察質量，場地各土層分布如下：①層——填土（Q4am）雜色，松散-密實，以人工填土為主，下部為粘性土。③1層——粘土（Q3al+l）：灰黃色—褐黃色，可塑，局部硬塑，含少量鐵錳質結核和高嶺土，無搖振反應，切面少有光澤，干強度高，韌性高，局部中等壓縮性。

3 工程設計相關要求

車場路基橫斷面采用鋸齒形2%橫坡，一個坡面的軌道數(shù)不超過3條。車場路基基床厚度表層為0.5m，底層為1.50m。路基基床底層填料選用C組填料，C組填料的粉土、粉粘土和細粒土含量不大于30%時，其塑性指數(shù)不得大于12，液限不得大于32%。嚴禁選用D、E組填料作為基床填料。基床以下填料的設計壓實度0.91。根據(jù)地勘報告顯示，場區(qū)清表后原狀土層為③1層粘土，土層厚度約2.5m～4.5m，土層含水量26.9%，重度19.8kN/cm3，土質含水量大無法組織施工，故按照原設計要求對不符合設計要求的填料進行土質改良——石灰土基層。

4 石灰土基層概述

石灰土基層是在粉碎的土中摻加入一定比例的石灰拌和均勻后，在最優(yōu)含水量時，采用機械碾壓壓實，經(jīng)養(yǎng)護而成型的路基基層結構。石灰土基層具有很好的板結整體作用、后期強度高、力學強度高，且取材方便，施工工藝簡單，經(jīng)濟實惠。

5 石灰土基層準備

5.1 原材料要求

5.1.1 土

土為粘性土壤，粘性土、粉質粘土夾粉質粉土。土中不得含有樹根、雜草等易腐朽物質的材料，根據(jù)本標段實際，回填所需素土均為外購土，素土試驗參數(shù)為：最大干密度1.87g/cm3，最佳含水量15.3%，液限為35.7%，塑限為15.0%，塑性指數(shù)為20.7，實際天然含水量為28.9%，使用塑性指數(shù)偏大的粘性土時，應進行土質改良粉碎，粉碎后土塊的最大尺寸不應大于15mm。

5.1.2 生石灰

鈣質生石灰采用SZ-1 MA200電子分析天平，對其鎂含量、鈣含量進行檢測，經(jīng)檢測符合現(xiàn)行質量驗收規(guī)范中規(guī)定的Ш級的要求，有效鈣+MgO含量指標達到73.3%。為了保證石灰質量，根據(jù)施工進度及現(xiàn)場所需石灰的總量，按需求時間分時進場，確定石灰的存放數(shù)量和存放時間，如現(xiàn)場存放時間較長，可采用帆布或土體進行覆蓋降低石灰質量損失。

5.2 混合料組成

石灰土又稱為石灰穩(wěn)定土，是由石灰和土按照設計要求通過試驗在最佳含水量的情況下，拌制而成的混合料，利用石灰與土的離子交換作用、結晶作用、碳酸化作用等物理化學作用反應下，吸水、膨脹和發(fā)熱等反應下使土體固結，從而提高石灰土壓實后的強度，達到增強地基承載力的目的。

5.3 施工設備

5.3.1 大型機械設備

EX200履帶式挖掘機、TY160履帶式推土機、平地機、鏟車、大寶馬、中拖、鏵犁、拖拉機（旋耕機）、自卸汽車、全液壓單驅單鋼輪22噸壓路機、RT型系列25噸三鋼輪壓路機、灑水車等。

5.3.2 小型機具

平板振動液壓夯、立式?jīng)_擊夯、鐵耙、小型手推板車、尖頭鐵鍬等。

5.3.3 測量儀器和試驗設備

電子水準儀、電子經(jīng)緯儀、電子全站儀、GPS測量儀、3m鋼卷尺、100m鋼卷尺、壓實度檢測灌砂筒等儀器設備。

6 基層石灰土施工

石灰土基層施工采用悶灰法施工，悶灰按照工藝要求，分為廠拌和路拌，本次主要介紹路拌。悶灰法施工工藝是目前采用的一種復雜于常規(guī)灰土施工工藝的特殊石灰土基層的施工方法，其施工工藝流程為：施工準備→攤鋪→拌和晾曬→粉碎→初平、精平→碾壓成型→養(yǎng)護→報驗與驗收。

6.1 施工準備

6.1.1 悶灰場地選擇

首先根據(jù)設計藍圖及現(xiàn)場施工條件選擇最佳的悶灰拌和場地，石灰土悶灰場地優(yōu)先選在道路基層以外的悶灰點拌和，并根據(jù)擬建路基寬度就近堆放，悶灰場地宜選在比其他場地地坪高的場地上，并在悶灰場地四周布設排水明溝有利于雨水抽排疏導。通往悶灰場和施工作業(yè)面的臨時運輸便道以及悶灰場內的臨時便道，采用在天然地基整平壓實后，在其面層鋪設40mm厚鋼板作為臨時通行便道，滿足進土車輛及其他施工車輛安全通行，確保不因便道質量問題影響施工進度和區(qū)域內的環(huán)境保護。

6.1.2 摻灰

將試驗檢測合格的外購素土采用挖掘機、推土機，在悶灰場地堆成規(guī)則形錐形土堆方便方量計算，但是一次堆土量不能過多，應根據(jù)實際工作面土方用量來核定，依據(jù)土方體積換成土方質量，按照設計要求或試驗確定的石灰用量摻加生石灰，按照“夾心餅干”（即撒一層石灰，加蓋一層素土）摻拌法將已存儲好的土方進行打堆悶灰，考慮到石灰含量會因悶灰時土與石灰而產生的物理化學反應，再加之悶灰、翻拌時間長，而造成石灰含量衰減，故計算石灰實際用量時還應考慮因以上原因造成的石灰衰減，故應適當增加石灰用量。摻灰完成后，要馬上用挖掘機的料斗將整個土堆的四周和頂面拍平、拍實，且須考慮陰雨天氣對悶灰質量的影響，整個錐形土堆需用防雨帆布或塑料布覆蓋，并在土堆四周設置排水溝，避免因雨水流入悶灰土堆中影響悶灰質量，導致石灰用量加大和影響石灰土質量。悶灰時間通?？刂圃?天以內，使含水量過大的土方和生石灰發(fā)生物理化學反應，使土體破碎、松散改變土的本質性質，達到土的含水量降低和塑性指數(shù)降低，達到土體容易粉碎的目的。

6.1.3 翻拌

為確保石灰土的均勻性，在悶灰2天以后，采用挖掘機開始對悶灰土體進行翻拌。挖掘機采取后退式翻拌，翻拌土前置式的順序進行。翻拌過程中特別要注意的是針對還未充分破碎、成團、大塊土疙瘩的處理，可采用挖掘機的料斗在翻拌過程中對其土塊采用拍碎、翻倒、敲擊等方式進行初步破碎，確保土和石灰的有機結合。第一次翻拌結束后，對悶灰土體仍應打堆、修坡、拍實成錐形土堆，并對其土堆及時進行覆蓋。翻拌次數(shù)主要是按照現(xiàn)場隨機取樣試驗的結果、悶灰整體效果、灰土含水量的降低率、生石灰的反應程度和土體破碎程度來決定，但翻拌次數(shù)一般情況下控制在2次。對含水量特別高土體、不易粉碎的土體可根據(jù)現(xiàn)場實際測定的試驗數(shù)據(jù)，按實際情況加大翻拌次數(shù)或按照試驗參數(shù)加大生石灰用量，確保悶灰的土和石灰有機反應直到拌和均勻，保證土中不存在大于20mm的土塊，且不存在未熟化的生料，灰土土體呈粉狀，含水量達到試驗值為止。

6.1.4 覆蓋

悶灰翻拌結束后的石灰土仍需打堆、拍實，并立即采用防雨型帆布或塑料布將整個土堆全部覆蓋，防止因陰雨天氣影響灰土的質量和含水量。悶灰結束后，灰土堆放的時間不能太長，要及時將悶好的灰土運至路基作業(yè)面進行攤鋪，并再次進行灰劑量檢測，如灰劑量有衰減，灰劑量達不到設計及試驗數(shù)據(jù)要求劑量時，則需進行二次補灰，補灰時必須均勻。

6.2 攤鋪

在已驗收合格的基層上，順路基方向每20m作為一個斷面，并準確的定出中線、邊線，并打樁定出高程控制線，填土邊線按設計寬度各加寬30cm進行測放。并在基層上用白灰劃出灰格，根據(jù)虛鋪厚度（平均松鋪厚度30cm，平均壓實厚度25.6cm，松鋪系數(shù)1.17，平均壓實度91.7）控測高程，計算出每格的灰土量，采用自卸汽車進行分堆卸土，卸土完成后采用挖掘機、推土機、平地機開始進行平整，將灰土均勻攤鋪在擬建路基上，卸土時要根據(jù)劃好的石灰格均勻卸土，施工機械攤鋪時要盡量保證路基的橫坡和平整度。測量人員采用電子水準儀跟隨施工進度進行標高控制測量，嚴格控制虛鋪系數(shù)及推平后的標高。測量人員用石灰在現(xiàn)場直接寫出標高的高低數(shù)值，施工機械嚴格按照標高進行反復整平工作，整平后的精度控制在30mm至10mm之間，盡量避免土方偏低?；彝猎跀備仌r也是灰土再次拌和的過程，以提高灰土的均勻性?；彝猎跀備伣Y束后現(xiàn)場技術人員應再次進行灰土虛鋪層的攤鋪厚度及標高測量，檢查是否達到了規(guī)范及試驗技術參數(shù)要求。

6.3 拌和、晾曬

攤鋪好的灰土經(jīng)過了摻灰、翻拌、覆蓋、短駁、攤鋪等工序，整個工序已間隔了一段時間，石灰劑量因為工序施工間隔時間等原因，導致石灰計量肯定會有衰減損失。為確保石灰土施工的整體質量，在施工過程中，安排試驗室人員進行灰劑量和含水量檢測，對于局部含灰量不足的地方進行補灰處理，補灰量控制在1%以內。在攤鋪好并平整好的灰土上按照2m×2m劃分方格網(wǎng)的方法來計算補灰數(shù)量，按照計算好的補灰量，用充分消解過的消石灰進行補灰施工，但一定要注意分撒均勻，這會直接影響到抽檢的石灰劑量及后期灰土的整理質量。先采用鏵犁將攤鋪好的灰土翻松，再用旋耕機配合翻拌，深度應達到石灰土底層。安排施工員隨時檢查機械的翻拌深度，并配合拌和機械司機隨時調整拌和深度。一般情況下拌和三遍以上，確保石灰和土充分拌和均勻，每次拌和應重疊不得漏拌，避免“夾層”。拌和均勻并通過晾曬達到降低土方含水量的目的，翻拌晾曬的時間和遍數(shù)，以土方含水量接近最優(yōu)含水量16.4±5%要求為準。

6.4 粉碎

6.4.1 第一次寶馬粉碎

①試驗人員在現(xiàn)場隨機進行取樣，測試含水量（含水量測試深度，取土層厚度的2h/3處），含水量在最優(yōu)含水量±5%左右時，進行第一次寶馬粉碎。粉碎時設專人在寶馬后量測深度，防止有素土夾層現(xiàn)象發(fā)生。

②施工員要準確記錄本段單行粉碎時間，人工及時填補粉碎中兩行間和寶馬粉碎起終時的凹塘。

③經(jīng)過寶馬粉碎后土的粒徑需達到設計及規(guī)范要求，其中最大顆粒15mm的土塊不能超過總量的5%。

6.4.2 第二次寶馬粉碎

①試驗人員及時測出石灰劑量，當灰劑稍有偏低時應用人工補灰，但要石灰與土拌合均勻，拌和后土層要求顏色一致，無灰條、灰斑，無素土夾層。

②寶馬粉碎時應嚴格控制寶馬粉碎的深度，需旋耕到下承層10-20mm，以保證與下承層具有良好的結合。

③在粉碎過程中，試驗人員要及時檢測含水量大小，待含水量小于最優(yōu)含水量2%時為止，并安排壓路機開始碾壓。若含水量過小，采用灑水車酌情灑水，使混合料的含水量不大于最佳含水量，灑水車行走的距離應大于所灑水路基長度5m。灑水車嚴禁在正在拌和或當天計劃拌和的路段上調頭和停留；若含水量過大，則嚴禁灑水，需加大施工機械的拌和遍數(shù)，拌勻表層和底層的灰土，從而加快灰土中水分的揮發(fā)。在施工機械拌和過程中，要配備3-5人配合機械，將大于規(guī)范要求的土塊和雜物挑揀出來，清除沒有粉碎的土條，以及局部過濕的土塊，特別要清除未消減熟化透的石灰塊，以防止在碾壓階段產生起皮、龜裂、泥餅、炮子等不良現(xiàn)象。

④寶馬粉碎好，在碾壓之前，要取樣做好無側限試件。

6.5 初平、精平

由施工員用電子水準儀進行標高跟蹤測量，以確保標高的精確控制，安排施工員拉線整邊，整邊結束后，平地機根據(jù)整型邊線初平2遍，此時必須把所有坑洼之處填平，否則碾壓后將會有顆粒大、松散現(xiàn)象，初平完后，在灰劑量檢測符合要求，含水量小于最優(yōu)含水量1-2%時，用振動壓路機快速穩(wěn)壓2遍，然后用平地機進行精平，精平后對平整度及縱橫坡進行檢查，縱橫坡滿足設計要求。

6.6 碾壓成型

石灰土的壓實度質量控制最為關鍵，它直接影響后期的灰土強度、灰土的后期變形及穩(wěn)定性。故碾壓一定要做到先輕壓后重壓，由邊到中，直線行駛碾壓，并嚴格控制行駛速度，做到中途不停車不倒車，做到緩慢起步、緩慢行駛、穩(wěn)定停車。

具體步驟如下：①先采用22T振動壓路機靜壓1遍，接著弱振1遍，強振2遍，再弱振1遍，碾壓時必須由慢到快，由低到高，由邊到中進行碾壓；②再用25T（灌砂）鐵三輪壓路機收光碾壓2遍，使路基達到光面、無輪跡為止；③碾壓時速由慢到快，最大時速不超過3km/h，施工時由外側向內側進行碾壓，振動壓路機重疊三分之一輪寬，三輪重疊一半輪寬。對于路基兩側為確保邊緣壓實，比相應的施工面增壓2-3遍，以確保壓實度達到要求；④施工員測出此時的標高，作好記錄；⑤在石灰土碾壓過程中，如石灰土表面出現(xiàn)水分降低現(xiàn)象，應采用灑水車酌情補水。如出現(xiàn)橡皮土、翻漿等現(xiàn)象，應立即停止碾壓，并將缺陷部位的灰土翻開重新置換新灰土再次重新拌和、重新碾壓。在已碾壓完成的路基上禁止壓路機等重型機械在上面“調頭”和急剎車。膠輪震動壓路機碾壓結束后，再用鐵三輪壓路機復壓收面兩遍，使其縱坡、橫坡、路拱和標高均到達設計及質量驗收規(guī)范要求。復壓工作必須經(jīng)現(xiàn)場實測實量后進行，做到認真細致，發(fā)現(xiàn)局部偏高時，必須將局部高出位置采用平地機刮平，并將多余灰土棄置路基之外，保證灰土面層外觀質量。對于灰土面層局部低洼、平整度控制不好的地方復壓結束后，不再進行填補，等到下層灰土攤鋪或下道工序施工時再行處理。碾壓時，后輪應重疊一半輪寬，后輪必須壓過兩段接縫位置一半距離，后輪輪跡重疊壓完全寬路面時即為一遍，碾壓直至壓實度檢測達到設計要求為止。

6.7 養(yǎng)護

石灰土初期養(yǎng)護，將影響后期石灰土的強度，為此對已完成石灰土基層要及時灑水養(yǎng)護，確保底基層強度。由于石灰土屬于水硬性材料，故石灰土在養(yǎng)生初期必須經(jīng)常灑水濕潤，應保持一定的濕度。石灰土在養(yǎng)生期間必須封閉通行，嚴禁任何車輛通行。養(yǎng)生期結束后，應盡早進行下道工序施工，不應讓石灰土長期裸露、暴曬，否則石灰土基層表面容易起皮、起灰、龜裂、干裂、縮裂。

6.8 報驗與驗收

路基成型后及時進行自檢，自檢合格后進行報驗。驗收項目有：中線偏位、高程、壓實度、灰劑量、平整度、彎沉、寬度、橫坡、縱坡、無側限抗壓強度。所有施工段施工寬度比本層設計總寬度兩邊各加300mm寬度。

7 施工注意事項

①在悶灰過程中，一定要注意石灰的充分消減，避免因石灰消減不到位在路基成型后出現(xiàn)“炮子”現(xiàn)象，影響路基質量。②灰土在短駁時統(tǒng)一車輛類型，嚴格控制每車重量，設專人指揮卸料，每車土均卸在格子內。③在拌和過程中，如發(fā)現(xiàn)含水量過低，則采用灑水車酌情補水。④當灰土含水量小于最優(yōu)含水量2%時碾壓，第一遍碾壓速度采用1檔為宜，以后用2檔；壓路機后輪應重疊一半輪寬，后輪壓完路面全寬時即為一遍；對出現(xiàn)橡皮土、翻漿等現(xiàn)象，應立即停止碾壓，并將缺陷部位的灰土翻開重新置換新灰土再次重新拌和、重新碾壓；在已碾壓完成的路基上禁止壓路機等重型機械在上面“調頭”和急剎車；試驗員記錄碾壓遍數(shù)，在第三遍后每壓一遍取一次樣，測壓實度直至壓實度合格為止。⑤粉碎結束，平地機初平后，明顯低洼處，用粉碎好的石灰穩(wěn)定土補平后，再用中拖翻松后方可進行碾壓。⑥兩工作面搭接部分，應采用垂直對接形式，并將壓實一端采用機械或人工挖松、刨齊、拌勻、以便灰土結合。⑦在各區(qū)段施工時，必須在擬建區(qū)域四周挖設排水明溝，避免因陰雨天氣，造成路基浸泡。⑧遇特殊天氣路基未碾壓成型，必須采用壓路機靜壓已施工的路基面層，并采用塑料布覆蓋避免雨水直接沖刷、浸泡路基。待天氣轉好后，再次翻拌拌和至碾壓要求。⑨堅持“寧高勿低，寧刮勿補”的原則。

8 各種保證措施

①嚴把原材料質量關，認真做好現(xiàn)場抽樣復驗。 ②施工人員在整個施工過程中，必須嚴把測量關，做到線、平測放準確，測量原始記錄清晰，測量數(shù)據(jù)計算無誤。 ③嚴格按照設計圖紙、施工技術規(guī)范、規(guī)則、現(xiàn)行質量驗收規(guī)范標準組織施工，施工前必須做到先交底后作業(yè)，所有工序嚴格按照交底實施，且必須達到交底及質量驗收標準要求，如驗收不合格，堅決返工重來。④認真落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，嚴格落實安全生產責任制和相關安全管理規(guī)章制度，做到生命至上安全生產。⑤設專人定時不定時的對施工便道進行灑水降塵，特別是在車輛出入密集和關鍵工作面周邊設置自動噴淋或霧炮機，確保便道濕潤，并對其所有裸圖及石灰進行覆蓋，確保文明綠色施工。

9 結論

綜上所述，在常州地區(qū)針對粘土中含水量高、難以破碎的土質，采用悶灰法施工石灰土的工藝，是切實可行有效的，能起到降低含水量、改變土質性能、提高回填土基層承載力的要求。此施工工藝簡單、方法成熟、施工速度快、質量容易控制、經(jīng)驗數(shù)據(jù)準確、造價低經(jīng)濟實惠。但因在悶灰翻拌的過程中易出現(xiàn)粉塵，為了響應國家綠色施工的號召，故在市區(qū)人員密集的地方，不建議采用路拌法悶灰施工工藝，可采用廠拌法悶灰施工工藝組織施工，減少對周邊環(huán)境及空氣指數(shù)的影響，做到綠色施工。

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