劉振華

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京 102600）

1 工程概況

新建哈佳鐵路貨物聯(lián)絡線位于哈爾濱市賓縣賓西鎮(zhèn)境內，全長8.8km，設計時速120km/h，其中上行聯(lián)絡線路長度1.6km，下行聯(lián)絡線7.2km，路基挖方61.16 萬方，路基填方51.76 萬方，利用土22.24 萬方，改良土14.2 萬方。

2 試驗段選取

按照建設單位和設計單位的要求，選用LDK33+860-LDK34+060 作為試驗段，長度200 米，地勢平坦、平順，斷面具有代表性，利用土來自于LDK36+000～LDK43+749 路基大挖方處。本段利用土為低液限粉質黏土，也稱C 組土，因天然含水率過大，摻入石灰進行改良，根據(jù)土體含水情況，調整石灰改良土配比，確定石灰改良土配合比，再進行試驗段改良土填筑施工。試驗時記錄好設備類型、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓方式，每層填料厚度，最優(yōu)含水率。

3 試驗目的

通過對選取的試驗段進行施工獲得的數(shù)據(jù)信息最終確定該項工程采用的施工工藝，確定各項對施工質量產生影響的參數(shù)系數(shù)。其中，主要對改良土配合比、松鋪系數(shù)、分層填筑厚度、最佳含水量以及碾壓遍數(shù)等。通過對所選取的試驗段所反饋的各項數(shù)據(jù)進行收集和分析，可以為改良土施工提供參考和指導。

4 利用土改良技術原理

進場的生石灰為粉末狀，進行充分消解后與土體中的水和存在于空氣當中的二氧化碳產生化學變化，出現(xiàn)碳化，最終形成不溶于水CaCO3結晶狀固體，在碳化作用下使土體硬化，促進土體的固結，提高土體強度，起到了固化本體的作用。

消解過程：CaO+H2O === Ca(OH)2+64.9KJ；碳化作用：Ca(OH)2+CO2+nH2O === CaCO3+(n+1)H2O

5 試驗段改良土施工方法

5.1 施工工藝流程

施工準備→攤鋪利用土→摻石灰、現(xiàn)場拌和→反復翻曬、檢測最最佳含水率→整平，碾壓成型→檢測合格，進行下一層填筑。

5.2 施工技術方法

5.2.1 施工準備

5.2.1.1 石灰的選定

試驗段石灰采用滿足試驗要求的鈣鎂生石灰，為了使施工方便，減少加工，可以采用粉末狀生石灰。施工人員應當在對C 組土進行改良處理后，需要使用石灰的時候，充分消解石灰，消解后的石灰需要含有相應的濕度，以免太干造成揚灰，對環(huán)境造成污染，但也不能過濕成團。

5.2.1.2 石灰的檢測指標

氧化鈣+ 氧化鎂，標準規(guī)定值≥75%, 試驗結果77.2%；未消化殘碴含量(5mm 圓孔篩的篩余)，標準規(guī)定值≤15%，試驗結果≤10%。

5.2.2 利用土攤鋪

5.2.2.1 施工放樣：在路基表面恢復中線，直線段每15～20m 設一樁，曲線段每10～15m 設一樁，并在兩側路肩邊緣外設高程木樁，水準儀測量后，在兩側高程木樁上標記中線樁和處理層厚度的指示樁。

5.2.2.2 備料：計算好生石灰用量，所用材料應符合質量要求，經熟化消解后根據(jù)車輛噸位，劃分卸料網格，進行現(xiàn)場攤鋪。

5.2.3 路拌法拌合

石灰均勻撒布，采用五鏵犁將石灰的利用土翻拌，調好機械入土深度，以保證充分拌和。在進行翻拌的時候，應當遵循從路基中心開始的順序，而后翻拌的時候應分分兩步開展：第一步，將混合料向外側翻，進而從兩邊開始；第二步，則是將混合料向中間翻，確保最終將混合料翻拌均勻。

經過晾曬3～4 小時后，使用旋耕機將混合料打碎，確保最終得到的土塊粒徑小于15 毫米，而通按照施工工藝的配比要求進行均勻攪拌，確保最終成品的色澤一致，無灰條、灰團、花面。在拌和物中，不可出現(xiàn)土塊、生石灰塊。同時，當發(fā)現(xiàn)存在粗細集料窩和局部過分潮濕時，應當采取有效的途徑予以處理。

在進行施工操作時，應對拌灰機輪跡重疊寬度予以合理的控制。一般而言，應控制在40cm 以上。疊層拌和時拌和機葉輪要切入到下層3～5cm 左右，以防有夾層和漏拌情況出現(xiàn)，不得留有“素土”層，每100m 抽檢斷面2 個，左、中、右各1 點。

改良土拌和每拌合一次測定改良土含水率，根據(jù)施工經驗，經翻曬2 天后，拌和5～6 遍即可滿足最佳含水率的要求，然后開始進行填料施工。

5.2.4 整平

在進行整平工作時，遵循從外部向內部進行的基本順序，可以先進行粗平，進而采用刮平機進行精平，最后通過加以人工的配合。通過上述途徑可以確保表面整體處于平整狀態(tài)，可以有效的避免因拌和操作而出現(xiàn)的槽溝、坑洞等問題。實際工作中，可以首先采用振動壓路機，遵循由外側向內側的基本順序進行碾壓，一般情況下以1～2 遍為宜，而在運用刮平機進行刮平操作時，同樣遵循的是從外側到內測推進的順序，形成路拱，路拱坡度不小于設計要求。

5.2.5 碾壓

碾壓采用22T 振動式壓路機進行碾壓，碾壓5～7遍，從第四遍開始每碾壓一遍對改良土K30 和壓實系數(shù)k 進行檢測并做好記錄，整平完成后，先用壓路機靜壓由路邊沿向路中心碾壓1～2 遍，再用振動壓路機由外向內碾壓, 采用弱振＋強振的順序，碾壓速度≯3.0km/h，縱向行與行之間的輪跡重疊不小于40cm，用此法振壓2～3 遍碾壓。改用靜壓的方式先輕壓、穩(wěn)壓后重壓，先慢后快，錯輪碾壓2～3 遍消除輪跡，使得上部可能因振動產生松動的填料得到壓實。碾壓從路肩向線路中線依次進行，壓路機保持直線行走，達到表面平整、光潔、邊線順直。

6 試驗段改良土的檢側

6.1 取樣檢測點位布置

由線路中心線為軸，分為左半幅和右半幅進行布點檢測，檢測點規(guī)則按照梅花型分布，在路肩線2m 處為最外側檢測點，檢測點范圍橫向為10m，縱向為40m。布置如圖1 所示。

圖1 檢測點位布置示意圖

6.2 石灰摻入配比選定

先采用室內試驗，現(xiàn)場選用具有代表性的C 組土，通過C 組土的各項指標，如天然含水量、液塑限、塑性指數(shù)，作為檢測土的顆粒分析試驗，判斷土的類別。取一定量的生石灰進行試驗鑒定，生石灰應滿足三級生灰驗收標準。

選取的C 組土中分別摻入3%、4%、5%、6%的生石灰，攪拌均勻，記錄好C 組土液塑限指數(shù)、含水量以及塑性指數(shù)試驗，觀察并對比摻入生石灰后C 組土的變化，并做壓實系數(shù)（K）和7d 飽和無側限抗壓強度(qu) 試驗，經過室內試驗數(shù)據(jù)確定改良土5%的摻灰配合比。

按圖1 所示抽檢位置，隨機抽取6 組樣品，檢測含水量，取平均值，見表1 含水量與拌和遍數(shù)的對應關系。

表1 含水量與拌和次數(shù)的對應關系

a.外界環(huán)境相同時，C 組土含水量隨著拌和次數(shù)的增加而減少；含水率與拌和次數(shù)有關，最佳含水率拌合次數(shù)確定為5 次。

b.對土源的含水率進行控制，含水率不符合要求時C 組土采用晾曬翻拌方式處理。

6.3 含灰率

要對含灰率進行合理的控制，主要開展兩項工作：第一，確定在實際施工過程中耗費石灰的具體情況。一般而言，最佳狀態(tài)是保證含灰率大于1%。第二，應當保證含灰率足夠均勻。為了確保其達到均勻的狀態(tài)，則需要準確地進行布灰、拌和等工作。其中，布灰工作是確保拌和區(qū)含灰率的必要基礎條件和前提。而通過合理地對拌灰區(qū)進行攪拌，則是確保整個拌和區(qū)含灰率達到預期要求的重要措施，更是工程開展過程中對成本進行合理控制的關鍵環(huán)節(jié)。為此，應當結合拌合遍數(shù)與含灰率二者之間的實際關系來進行深入研究和分析，最終確保所采用的拌合遍數(shù)符合工程需求。

填土層厚35cm，按圖1 布置測點，在1#點、2#點、3#測試點位取樣，每拌和一遍，在同一測試點取3 組（上、中、下）試樣，進行含灰率檢測試驗，得出45 組數(shù)據(jù)，經整理得表2。

表2 拌和遍數(shù)與含灰率關系

由表2 數(shù)據(jù)分析，拌和遍數(shù)在5 遍時，檢測的同一位置的上、中、下三部分含灰率接近均勻，含灰率與拌和次數(shù)關系趨于平緩，含灰率比較均勻，可以得出最佳拌和遍數(shù)為5 遍；改良土的含灰均勻，含水率最佳。

6.4 松鋪厚度

按照段落進行劃分，每40m 一個斷面，每斷面在左線中心、右線中心及兩側路床邊線2m 處設置4 個測點，按35cm 松鋪厚度攤鋪，分別在填筑前、填筑初平后、碾壓后測量各測點標高。選取的數(shù)據(jù)具有代表性并進行整理見表3，通過計算的出松鋪系數(shù)平均為1.25。

表3 路床壓實高程對照表

6.5 碾壓遍數(shù)確定

按圖1 的布置點要求，采用22 噸的壓路機由弱至強進行碾壓。碾壓3 遍時，左右各檢測6 個點。碾壓至7 遍，再經過檢測數(shù)據(jù)分析：在松鋪厚度35cm，碾壓6 遍最優(yōu)遍數(shù)。根據(jù)路床以下壓實標準要求：地基承載力K30≥80，壓實系數(shù)K≥0.9，通過表4 的試驗方法進行四組試驗：得到數(shù)據(jù)見表5。

表4 試驗方法明細表

表5 松鋪35cm 碾壓遍數(shù)對比值

根據(jù)曲線示意圖分析碾壓遍數(shù)與填筑壓實度。（圖2）

通過圖2 分析，石灰改良土路基松鋪35cm，并且碾壓5 遍時，其力學指標與壓實系數(shù)部分不能滿足規(guī)范要求。當碾壓6 遍時，各項指標都能滿足。碾壓7 遍時，改良土壓實系數(shù)和相應的力學指標雖然還再增加，但會存在機械浪費。由此可知：碾壓6 遍是最優(yōu)方法。

圖2 曲線示意圖

通過試驗段管控中觀察，如壓路機振動力過大，容易出現(xiàn)壓實面蜂窩、疏松、起皮等現(xiàn)象，并在第1 遍和第2 遍碾壓時，壓力機運行速度超過2.5km/h，石灰改良土填筑層易出現(xiàn)橫向裂紋。

7 試驗結論及試驗參數(shù)

根據(jù)上述檢測數(shù)據(jù)分析可得出：掌握石灰含量控制方法，隨著碾壓遍數(shù)的增加，石灰含量均勻穩(wěn)定；石灰的最佳含水率12.4%；通過現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)考證，在松鋪厚度為35cm 下，碾壓六遍，以確保最終達到了工程的預期要求，其松鋪系數(shù)平均為1.25。

得到的工藝參數(shù)如下：最優(yōu)含水率為12.4%，最佳松鋪厚度35cm，最佳松鋪系數(shù)1.25，碾壓設備為22t 壓路機，碾壓方式1 靜+1 弱+2 強+1 弱+1 靜壓,振碾壓實，碾壓遍數(shù)6 遍，碾壓速度2.0-3.0km/h。

8 結論

在聯(lián)絡線基床底層以下路基施工時，利用此改良土施工工藝方法施工得到良好效果。此方法來施工簡單,加快施工進度，縮短施工周期，質量成本兼顧，效果顯著，保證了聯(lián)絡線路基運梁通道的快速形成，確保正線T 梁架設施工，在今后類似工程施工中具有實用推廣價值。