水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工及質(zhì)量控制

摘  要：以省道204東臺段養(yǎng)護(hù)改善工程為例，就水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工工藝、存在問題、施工質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述。
    關(guān)鍵詞：水泥石灰綜合穩(wěn)定土  施工工藝  質(zhì)量控制
 
    在我國許多地區(qū)，一般采用石灰穩(wěn)定土或石灰粉煤灰穩(wěn)定土作為公路工程的底基層，石灰土或石灰粉煤灰土底基層能夠形成良好的板體，有利于就地取材，經(jīng)濟(jì)性好。這種半剛性材料對我國公路的發(fā)展起了極大的作用。而在有些地區(qū)僅有粉土或粉土質(zhì)分布，如沿?？h城東臺市，采用石灰穩(wěn)定粉土，基層成型情況不好，7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)范要求，而采用石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石等其它半剛性材料作為底基層將大大提高工程造價。因此在省道204東臺段養(yǎng)護(hù)改造工程中，采用了水泥石灰綜合穩(wěn)定土作為底基層，經(jīng)過施工實(shí)踐，取得了較好的效果，下面就該工程使用水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的施工及質(zhì)量控制進(jìn)行回顧與分析。
 
 1、工程概況
    省道204東臺段養(yǎng)護(hù)改造工程是東臺市交通主干道，北接鹽城大豐市南至南通海安市，全長35.24Km，按二級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路面寬9米，路基寬12米，為瀝青混凝土路面，路面底基層為水泥石灰綜合穩(wěn)定土。該工程是江蘇省重點(diǎn)網(wǎng)化工程之一，它對蘇北腹地地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善江蘇省海濱地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡局面，以及更好發(fā)揮公路網(wǎng)暢通功能，帶動廣大蘇中、蘇北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。
 
2、原材料的要求
    2.1 土：全線采用兩側(cè)取土，沿線村鎮(zhèn)提供土源。沿線土質(zhì)較復(fù)雜，塑性指數(shù)在8~12之間，屬于含砂低液限粉土，從顆粒結(jié)構(gòu)分析來看，土樣中砂粒含量約占10.9%，粉粒含量約占76.3%，粘粒含量只有5.9%左右。土塊應(yīng)盡可能粉碎，土塊的最大尺寸不大于15mm。
   2.2 水泥：水泥采用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，采用終凝時間較長（宜在6h以上）標(biāo)號為325#的水泥，快硬水泥、早強(qiáng)水泥及已受潮變質(zhì)的水泥不得使用。
    2.3 石灰：石灰采用消解石灰，要求施工單位盡量縮短石灰的存放時間，有效鈣鎂含量要達(dá)到Ⅲ級（含Ⅲ級）以上要求。
    2.4 水：采用工程沿線河水，因處于農(nóng)村，水未被污染。
 
 3、混合料配合比的復(fù)核驗(yàn)證
    省道204東臺段養(yǎng)護(hù)改造工程設(shè)計(jì)底基層為6：6：88的水泥石灰綜合穩(wěn)定土，經(jīng)過重型擊實(shí)試驗(yàn)確定施工控制參數(shù)：最大干密度ρdmax=1.769g/cm3,最佳含水量w0=16.3%。根據(jù)最佳含水量和計(jì)算的干密度制備試件，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度制件，試件的數(shù)量1組6個，在25℃的養(yǎng)護(hù)室保濕養(yǎng)生6天，浸水24h后，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，經(jīng)測試平均強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度0.8Mpa的要求。
      上述試驗(yàn)符合要求后，進(jìn)行了120米的試驗(yàn)段施工，以確定合理的施工長度、測定從撒布水泥到成型的時間，施工機(jī)械配置和組合，檢驗(yàn)配合比是否滿足設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量要求，檢驗(yàn)各工序之間的組織協(xié)調(diào)工作及質(zhì)量控制措施能否滿足施工要求。在對試驗(yàn)段組織了驗(yàn)收后，其結(jié)果符合有關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求，允許施工單位正式開始大面積施工。

更多信息請?jiān)L問：公路監(jiān)理師頻道     公路監(jiān)理師論壇
?09年公路監(jiān)理考試輔導(dǎo)由申玉辰、王志義、賈彥芳、董軍兆老師聯(lián)合主講
?2009年公路監(jiān)理工程師考試網(wǎng)上遠(yuǎn)程輔導(dǎo)招生簡章！
?老師輔導(dǎo)每天24小時不限時間隨時反復(fù)學(xué)習(xí)！
?09年公路監(jiān)理師將全部采用視頻教學(xué).

4、水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工工藝
    4.1 路基準(zhǔn)備
    本工程為養(yǎng)護(hù)改善工程，直接在老路上加鋪水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層，在施工前需檢查路基是否松散、車轍、坑洼，薄弱環(huán)節(jié)要預(yù)先進(jìn)行挖除加固處理，以保證路基質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。
    4.2 施工放樣
    在老路上恢復(fù)中線，并在中、邊樁上標(biāo)出綜合穩(wěn)定土基層的標(biāo)高，測量人員在施工現(xiàn)場要隨時進(jìn)行觀測糾正。
    4.3 確定材料用量
    根據(jù)水泥石灰綜合穩(wěn)定土基層的厚度、干密度及石灰、水泥用量，計(jì)算單位面積綜合穩(wěn)定土需用的石灰、水泥重量并計(jì)算石灰、水泥布放距離。
    4.4 布土
    備土完成后，先用推土機(jī)將土推平，測定含水量，當(dāng)含水量較小時須用灑水車灑水、翻拌，按試驗(yàn)段確定的松鋪厚度整平，再用16t壓路機(jī)靜壓1~2遍，使其表面平整，并達(dá)到一定的壓實(shí)度。
    4.5 石灰土整形
    按石灰土基層的施工方法布灰、拌和、整平碾壓，具體施工方法略。
    4.6 擺放和攤鋪水泥
    根據(jù)計(jì)算的水泥用量和擺放間距，按石灰網(wǎng)格擺放水泥，并用刮板均勻攤開，盡量使每袋水泥的攤鋪面積相等。
拌和按照J(rèn)TJ034-2000的要求，采用路拌法施工，首先要選擇良好的拌和設(shè)備，如RS425穩(wěn)定土路拌機(jī),拌和遍數(shù)根據(jù)試驗(yàn)段確定控制為至少3遍，拌和作業(yè)長度控制為半幅120m左右;其次需重視含水量對施工的影響。含水量對水泥石灰綜合穩(wěn)定土的碾壓是一個特別敏感的指標(biāo)，控制的好壞關(guān)系到壓實(shí)成敗。拌和好的混合料在碾壓前含水量應(yīng)高出最佳含水量3%左右。這樣不僅保證了碾壓工作的順利進(jìn)行，也盡量避免了穩(wěn)定土起皮、“干彈”或“濕彈”現(xiàn)象。施工過程中要嚴(yán)格控制拌和深度和混合料均勻性。拌和深度應(yīng)犁入路基表面0.5~1cm左右，以利上下層的粘結(jié)。拌和完畢后要求混合料均勻、色澤一致，沒有灰條、灰團(tuán)和花面，并取樣試驗(yàn)，整個拌和過程應(yīng)在1.5h內(nèi)完要成。
     4.7 整平
    水泥拌和第3遍時緊跟著用推土機(jī)排壓、人工整平和整型。整完后，用振動壓路機(jī)快速靜壓一遍，以消除不平整處，再用人工進(jìn)行精平，在整平過程中檢查混合料的松鋪厚度，按設(shè)計(jì)規(guī)定的坡度和路拱成型。整個整型過程一般應(yīng)在1.5h內(nèi)完成。
    4.8 碾壓
    混合料完成精平成型后，當(dāng)混合料處于最佳含水量+3%時，即可進(jìn)行碾壓，采用16t振動壓路機(jī)靜碾一遍，然后振壓，18t壓路機(jī)穩(wěn)壓。整個碾壓過程須在1.0h內(nèi)完成。
    4.9 接縫的處理
    前后作業(yè)的兩個施工段銜接處，采取搭接拌和，前一段空出3m不進(jìn)行水泥拌和和碾壓，與下一段一起加水泥拌和施工。當(dāng)不連續(xù)施工時，碾壓結(jié)束后，在末端做斜坡，第二天開始攤鋪新料時，將末端斜坡挖除，并挖成一橫向（與路中心線垂直）垂直向下的斷面。
     4.10 養(yǎng)生與無側(cè)限強(qiáng)度試驗(yàn)
碾壓完成后及時檢測壓實(shí)度、高度、厚度等指標(biāo)，合格后封閉交通進(jìn)行養(yǎng)生。為檢測水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工質(zhì)量，取現(xiàn)場拌和好的混合料制作7天無側(cè)限試件檢驗(yàn)強(qiáng)度，檢測頻率為單幅100m一組，找出不合格范圍，進(jìn)行返工處理。
 
5、施工中存在的問題及處理方法
    5.1 表面起皮
    水泥石灰綜合穩(wěn)定土起皮既影響美觀又影響路面質(zhì)量，因?yàn)槠鹌ず苋菀仔纬蓨A層。產(chǎn)生起皮的主要原因有兩種情況：一是薄層貼補(bǔ)，人為的制造一個滑動面；二是表層過濕或過干，過濕時綜合穩(wěn)定土被壓路機(jī)輪子粘起而出現(xiàn)麻麻點(diǎn)點(diǎn)，并越積越多，過干時碾壓易發(fā)生推移而起皮。針對第一種情況，要求綜合穩(wěn)定土第3遍水泥拌和后緊跟著用推土機(jī)進(jìn)行排壓，人工整平時嚴(yán)禁隨意補(bǔ)料。對于第二種情況，嚴(yán)格控制含水量。
    5.2 壓實(shí)度與無側(cè)限試件強(qiáng)度之間的矛盾
對于水泥石灰綜合穩(wěn)定土工程實(shí)體，壓實(shí)效果和實(shí)體強(qiáng)度是不矛盾的，壓實(shí)效果越好，綜合穩(wěn)定土實(shí)體強(qiáng)度越高。但在實(shí)際路拌法施工過程中混合料中各種材料的配比往往并不是非常準(zhǔn)確，在壓實(shí)工藝一定的情況下，壓實(shí)度的波動更多地反映了混合料實(shí)際配合比的波動。在壓實(shí)過高的地方取的混合料制作的無側(cè)限試件強(qiáng)度往往偏低，壓實(shí)度低的地方取的混合料制作的無側(cè)限試件強(qiáng)度往往偏高，實(shí)測壓實(shí)度與試驗(yàn)室制作的無側(cè)限試件強(qiáng)度之間存在著矛盾。
    在反壓成型制作無側(cè)限試件過程中，采用的最大干密度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)固定不變，而實(shí)際施工中混合料是略有變化的，壓實(shí)度和無側(cè)限強(qiáng)度兩項(xiàng)指標(biāo)對于這種變化的反應(yīng)正好相反，當(dāng)配料偏重時，壓實(shí)度就會偏大，按照原最大干密度制作的無側(cè)限試件就達(dá)不到95%的反壓效果，強(qiáng)度偏低。
施工中應(yīng)注意抓好配合比的準(zhǔn)確性，施工均勻性，對布料、拌和要加強(qiáng)控制，力求施工配合比接近設(shè)計(jì)配合比。無側(cè)限試件的混合料取樣應(yīng)注意多點(diǎn)取樣，混合均勻。盡可能縮小壓實(shí)度和無側(cè)限強(qiáng)度兩指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)偏差系數(shù)。
    抓好施工現(xiàn)場的壓實(shí)工藝是保證綜合穩(wěn)定土壓實(shí)效果的關(guān)鍵。壓實(shí)度應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)法評定，允許個別點(diǎn)低于95%。不要過分追求高壓實(shí)度，追求高壓實(shí)度只會促使配合比嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)配合比，造成無側(cè)限試件強(qiáng)度過低。
 
6、施工注意事項(xiàng)
    施工實(shí)踐證明：水泥石灰綜合穩(wěn)定土作為一種較少使用的結(jié)構(gòu)層，由于其土質(zhì)的特殊性，施工難度較大，不易成型，但只要按技術(shù)規(guī)范精心組織認(rèn)真摸索，合理安排，就能夠施工出優(yōu)良的結(jié)構(gòu)層。結(jié)合本工程的施工經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，在水泥石灰綜合穩(wěn)定土的施工中應(yīng)特別注意以下幾個方面。
    6.1 在水泥施工中應(yīng)考慮延遲時間的影響，水泥劑量越高，延遲時間的影響就越大。由于現(xiàn)行規(guī)范中綜合穩(wěn)定土強(qiáng)度、最大干密度是以室內(nèi)重型擊實(shí)、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時取得的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)，這就使得施工現(xiàn)場壓實(shí)后實(shí)測的壓實(shí)度很難達(dá)到要求，工地強(qiáng)度和室內(nèi)試驗(yàn)也不一致。因此，在實(shí)際工作中，一方面應(yīng)該使用高效率的拌和機(jī)械，并使拌和、整平、碾壓幾道工序緊緊相接，盡可能縮短從加水到壓實(shí)的間隔時間；另一方面建議在現(xiàn)場取1.5~3.5h的綜合穩(wěn)定土樣，測定其最大干密度，作為現(xiàn)場壓實(shí)度控制的標(biāo)準(zhǔn)，并以此制作試件測定7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，以保證水泥石灰綜合穩(wěn)定土達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。
    6.2 水泥石灰綜合穩(wěn)定土的壓實(shí)，必須配備18t或更重的設(shè)備重碾，否則難以達(dá)到95%的壓實(shí)度，如果碾重不足而僅靠增加碾壓遍數(shù)，往往達(dá)不到要求，同時也應(yīng)避免片面強(qiáng)調(diào)壓實(shí)度而過度碾壓。對于水泥石灰綜合穩(wěn)定土這類結(jié)構(gòu)層，在滿足強(qiáng)度的條件下，可適當(dāng)降低壓實(shí)度，以減少剪切破壞。
    6.3 水泥石灰綜合穩(wěn)定土混合料的含水量控制不一定以最佳含水量為好，而應(yīng)根據(jù)天氣、氣溫情況綜合確定。
    6.4 確定好合理的作業(yè)長度，保證撒布好水泥的段落在4h內(nèi)完成拌和、整平、碾壓工作。施工段落以100~150m為宜。根據(jù)省道204東臺段養(yǎng)護(hù)改善工程的經(jīng)驗(yàn)，由1臺RS425拌和機(jī)拌和，拌和長度為120m左右。
    6.5認(rèn)真做好現(xiàn)場灌砂壓實(shí)度、7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、彎沉等試驗(yàn)工作，及時發(fā)現(xiàn)問題。對于存在素土夾層、結(jié)構(gòu)層松散、板體性強(qiáng)度不好的施工段，必須進(jìn)行返工，以消除質(zhì)量隱患，以保證結(jié)構(gòu)層的工程質(zhì)量。