浅谈石灰水泥土路基施工技术与质量控制

隋永兴

中图分类号：TU74

【摘要】：石灰水泥土是通过掺石灰、水泥来改善土的结构，提高承载力，满足路基的强度要求，是对高液限土路基处理的常用方法，本文以林海公路（A20-A30）工程5标（K16+850-K23+000）石灰水泥土的施工为例，在石灰水泥土施工准备的基础上，探讨了石灰水泥土土的施工工艺、重点控制及注意事项，提出特殊季节的施工注意事项。

【关键词】：石灰水泥土；施工；质量控制

一、 工程概况

林海公路工程为上海市连接A20与A30高速公路而设计的全线双向六车道的一级干线公路， 5标段全长6.15km，设计速度80km/h。规划红线宽度50m，路基上口宽度为34.4m。工程所处地区大多为农田，河网密集，地面地势平坦，筑路土方缺乏，下卧有较厚的淤泥层，浅部发育灰色砂质粉土夹粉质粘土层，厚度一般在0.5~2.0米。建设区域，雨量充沛，年均降雨量1200毫米，雨日多达132天。降雨的季节分配较均匀，夏季约占40%，冬季占13%，约有70%的降雨量集中在4~9月份。路基工程为路堤形式，平均填土高度2.5m，为确保路基强度和压实度，提高路堤整体强度和刚度，选用5%、6%、7%剂量的石灰水泥土+1%水泥及砾石砂作为路基填料。影响石灰水泥土强度的因素较多，大致可分两类，一类是内在因素，包括土质、石灰质量及剂量 、含水量；另一类是外部因素，包括拌和的均匀性、碾压密实度、施工的季节、灰土的养护等。

二、施工准备

2.1 技术准备

（1）原材料试验。在石灰水泥土施工前，应取所定料场中有代表性的土样进行以下试验：颗粒分析、液限和塑性指数、击实试验、有机质含量（必要时做）、磷酸盐含量（必要时做）。此外，还需检验石灰的有效钙和氧化镁含量、水泥的稳定性试验。

（2）按照土壤种类及石灰质量确定配合比和石灰最佳含水量、最大干容重。

（3）施工前进行100m～200m试验段施工，确定机械组合效果、压实虚铺系数和施工方法。

2.2 材料要求

（1）土：土以塑性指数10～20的黏性土为宜；塑性指数偏大的黏性土，应进行粉碎，粉碎后土块的最大尺寸不应大于15mm。土的有机质含量不超过10%，硫酸盐含量超过0.8%时不宜用石灰稳定。

（2）石灰：石灰宜用1～3级的新灰，运到现场的钙有效含量在55%以上，对储存较久或经过雨期的消解石灰应经过试验，根据活性氧化物的含量，确定使用方法。考虑具体情况，在现场消解块灰，并对熟石灰进行筛分处理（10mm方孔）。

（3）水泥：水泥采用42.5级水泥。

（4）水：凡饮用水（含牲畜饮用水）均可用于石灰水泥土施工。

2.3 机具准备

（1）石灰水泥土主要机械：推土机、平地机、振动压路机、装载机、水车、路拌机、铧犁等。

（2）小型机具及检测设备：蛙夯或冲击夯、双轮手推车；水准仪、全站仪、3m直尺、平整度仪、灌砂筒等。

2.4 作业条件

（1）下承层已通过各项指标验收，其表面平整、坚实，压实度、平整度、纵断高程、中线偏差、宽度、横坡度、边坡等各项指标必须符合有关规定。

（2）施工前对下承层进行清扫，并适当洒水湿润。

（3）恢复施工段的中线，直线每20m设一中桩，平曲线每10m设一中桩。

三、 施工流程及工艺

石灰水泥土采用路拌法施工。

3.1 施工流程

严格按照三阶段、四区段、八流程进行施工。工艺流程：施工测量→清表→测量放样→铺设砾石砂→恢复三桩→素土填筑→推土机摊铺→灰土拌和→平地机整平→压路机碾压→检测压实度→报监理工程师验收

3.2 施工工艺

1．施工测量

清表后根据设计图纸重新恢复路基中线和边线。边线放木桩，确定砂砾石的填筑高度，砾石砂上放间距为10×10m的土塔饼，并用白灰放出网格线，根据填筑厚度和设计掺灰量在网格内布灰。通过用边桩拉线和土塔饼高度来控制灰土的填筑厚度。测量人员随时在现场控制摊铺厚度，以保证一次成型。

2．摊铺晾晒

首先，将土运至施工地点均匀地卸在路基填筑范围内，检测含水量，对于含水量仍大大高于最佳含水量的土采取用翻耕机进行翻拌晾晒，晾晒时配合使用旋耕犁进行打碎土的工作，晾晒后使土达到适宜含水量（略高于最佳含水量2%～3%左右，以考虑后续施工至碾压前的含水量损失）。 按照预定的摊铺厚度均匀摊铺，并检查摊铺厚度，保证摊铺厚度基本均匀。初整型（素土整型）：检查含水量合格后用推土机整平，同时采用土塔饼的高度和边桩拉线控制土的松铺厚度。整平前进行放样，放出路基中桩及边桩检测标高，拉线检查高程（控制在±3cm以内）控制摊铺厚度，保证均匀一致。

3. 灰土拌合与整型

灰土采用路拌法施工。消解灰运到施工现场的有效钙镁含量在55%以上。在平整后的土面上布10×10m的网格，根据每网格所需石灰（及水泥用量）先布石灰再布水泥，采用翻耕机翻挖，使部分素土翻至石灰、水泥上部，减少扬尘对环境的污染，再用路拌机拌合，拌合一遍后检查石灰剂量及含水量，如含水量及灰剂量均满足要求，再进行第二次拌合，再次拌合超深1～2cm以消除素土夹层,拌合中继续用人工配合挖坑检查,最终拌合后灰土混合料均匀,颜色一致,无素土夹层。拌合均匀后采用平地机整平。确保每层填料的最大松铺厚度不大于25cm。

如经检测灰剂量不满足要求，要重复上灰，摊灰补足所用石灰后再次拌合，若拌合一遍后检查含水量偏小，计算所需加水量，用洒水车进行洒水，然后再次进行拌合；若拌合一遍经检查后发现含水量偏大，灰土经过适当晾晒（晾晒时间不超过3天，超过3天要重新检测灰剂，灰剂量不足时进行补灰）后再进行拌合施工。最终经检查含水量、灰剂量、拌合均匀性均合格后进入下道工序施工。

再次整型（灰土整型）：拌合好检测合格含水量适中的灰土先用履带式推土机稳压一遍，使之形成较密实表面，较密实表面使低洼处找补的灰土不易起皮，在稳压后的灰土上放出路基中桩、边桩并测量高程，拉线检查高程，局部低洼处将表面的8cm深度内耙松，用灰土找补平，人工拉线检查，仔细刮平到设计高程、平整度符合标准为止，注意最后一遍整平时遵循高刮低不补的原则。防止薄层贴补造成的表面起皮现象。整平结束后碾压前测量特征点高程，计算松铺系数，以后根据此系数进行施工控制。恢复中桩、边线：整平结束恢复路基中桩，按照碾压范围确定边线撒成石灰线。

路基填料按每层控制填土标高，分层平行摊铺，为保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度，压实宽度每侧超出设计宽度30cm。

4. 碾压

（1）刮平整型完成后及时进行碾压，拌合至碾压结束时间不得超过水泥的延迟时间。首先使用振动压路机静压两遍，碾压速度控制在1.5km/小时，再使用振动压路机振动压实，头两遍碾压速度控制在1.5～1.7km/h，后几遍控制在2～2.5km/h，横向错轮0.4～0.5m，直至压实度合格为止，（其间每碾压一遍检测一次压实度，确定碾压遍数与压实度间的关系曲线）。

（2）碾压顺序直线段按照先外侧后中间，曲线段按先内侧后外侧，纵向进退进行，同时压路机主轮在前，错轮位置选在碾压段外，禁止快速起动、急刹车和调头。

（3）碾压过程中，路基表面应始终保持湿润，表面缺水应及时、少量、均匀、洒水。碾压原则是先静压后振动，先弱振后强振，最后静压。路基灰土施工重点控制压实度及灰剂量。

5. 路堤整修

当一段路基填筑完成后，用全站仪按照每20 m恢复路基中线和边线，然后进行路基整修，根据边坡坡度，将两侧多余的土方清除，并每侧预留10cm在进行边坡防护施工时清除，保证坡度符合设计要求。

6. 接头处理

施工的两工作段衔接处，采用搭接形式。前一段整形后，留3～5m不进行碾压，后一段施工时，与前一段留下未压部分一起碾压，碾压间歇不超过3天。对于超过3天方可施工的接头，在进行前段施工时整体压实，施工后段时将接头处翻松3～5m，检测灰剂量，不足时重新掺灰拌合合格与后段一并压实。

7. 养护

压实度达到要求后进行洒水养护7天，使其保持在表面潮湿的状态，养护期内禁止除洒水车外的车辆行驶。刚做好的灰土遇雨后，要及时排除路边积水以防被水浸软。

8. 报验

压实度、高程、宽度和横坡等都满足设计要求，且内业资料也完成后，报监理工程师验收，验收合格后，方可进行下一层的路基土方填筑作业。压实度要求见表1。

表1土质路堤压实度标准（重型击实）

填挖类型 路面底面以下深度/cm 压实度（%）

填方路堤 上路床 0-30 ≥96

下路床 30-80 ≥96

上路堤 80-150 ≥94

下路堤 150以下 ≥93

四、特殊季节施工注意事项

4.1 雨季施工

（1）多雨地区应避免在雨季进行石灰水泥土结构层的施工。

（2）备用石灰及土堆宜堆成大堆，表面采用塑料布等覆盖，四周挖排水沟排水，防止运到路上的集料过分潮湿，并应采取保护措施保护石灰免遭雨淋。

（3）缩短摊铺长度，摊铺的石灰水泥土当天成活。

4.2 冬季施工

（1）石灰水泥土土不应在冬季施工，施工期的日最低温度应在5℃以上。

（2）石灰水泥土应在第一次重冰冻（-3℃～-5℃）到来之前的一个月到一个半月完成。

（3）石灰水泥土土养护期进入冬季，应在石灰水泥土内掺加防冻剂，如掺加3%～5%的硝盐。

五、 质量通病控制措施

5.1 石灰水泥土开裂及龟裂的控制

1．石灰水泥土开裂及龟裂的主要原因

（1）土的塑性指数大于20以上的石灰水泥土容易干裂；

（2）在石灰水泥土拌和碾压时含水量大于最佳含水量的路段石灰水泥土开裂的比例增大；

（3）灰土上面覆盖层较薄，形成温缩裂缝；

（4）由于重黏土难以破碎，灰土中掺杂大块土团碾压成型后出现泥饼，形成龟裂。

2．石灰水泥土开裂及龟裂的控制

石灰水泥土的开裂或龟裂如果没有得到有效控制，容易产生反射性裂缝，尤其是用于路面基层的灰土，上面沥青面层厚度比较薄，容易使沥青路面开裂。因此要防止或减少灰土裂缝，具体掌握下列原则：

（1）选用塑指较低的土源；

（2）“砂化”重黏土,一是重黏土内加砂土或粉煤灰等降低塑性指数；二是采用分级掺灰闷灰拌和的方法；

（3）对采用重黏土的灰土含水量取低值 。

5.2 石灰水泥土“起皮、弹簧”的控制

1．严格控制标高，以杜绝施工精平后薄层贴补现象。

2．人工配合机械作业。采用耙子将灰土中超规范的石块、土块耙去捡净，特别是表层土块和石块的清理，避免精平时土块或石块夹在平地机刀片之中，导致沟槽坑洼。

3．灰土最后一次拌和前，试验人员应及时检测含水量。含水量控制得好不但可避免灰土起皮，而且还可杜绝“弹簧”现象。

4．灰土碾压时应遵循以下原则：

（1）碾压时一气呵成，在最短的时间内达到规范要求的压实度；

（2）灰土表层过湿时，禁止碾压，待灰土表层不粘轮时方可进行；

（3）如果施工路段过长，碾压不可能在短时间内完成，则表面需要及时补充水分，待水分渗透下去，表面多余 水分基本吹干，碾压不黏轮再进行补压。

六、结语

影响石灰水泥土施工的因素较多，控制石灰水泥土的施工质量还需要不断改进施工工艺及施工机械。本文所述的施工工艺和施工质量控制方法在林海公路路基施工中是行之有效的，对同类工程施工有一定的借鉴意义。

参考文献：【1】JTG B01-2003公路工程技术标准，2004；

【2】JTG D30-2004公路工程设计规范，2004；

【3】JTG F80/1-2004公路工程检验评定标准（第一册，土建工程），2004；

【4】JTJ033-95 公路路堤施工技术规范，1995；

【5】JTG017-96 公路软土路基路堤设计与施工技术规范，1996；

【6】道路施工工程师手册，北京，人民交通出版社，2002；

【7】林海公路（A20-A30）工程5标（K16+850-K23+000）道路工程施工图，上海市城市建设设计研究院，2009年2月

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