二灰砂路基施工工艺与质量控制

二灰砂路基施工工艺与质量控制

第2期(总第152期)2011年4月中围’丛z布CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2(SerialNo．152)Apr．2011DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2011．02．027二灰砂路基施工工艺与质量控制郭灿辉(上海中测行工程检测咨询有限公司，上海200438)摘要：结合卜海长兴岛江南大道延长工程和长兴岛合作路新建工程的施工实践，利用二灰砂作为路基填筑材料，取得了满意的效果。着重介绍了二灰砂路基施工工艺和质母控制。该工程克服r长兴岛土资源缺乏的现状，为砂材料丰富的沿海地区提供了全新的施工方案，具有较大的推广应用价值。关键词：二灰砂路基；施工工艺：质量控制：包边土中图分类号：U416．11文献标识码：B文章编号：1004—4655(2011)02—0072—03二灰砂是由一定数量的石灰、粉煤灰和吹填砂配合，加人适量的水(通常为最佳含水量)，经拌和、压实及养生后得到的混合料。当其抗压强度符合规定强度时，简称为二灰砂。二灰砂半刚性基层具有较大的抗弯拉强度和后期强度，且具有随着时间增长而逐渐增高的特点。二灰砂具有强度较高、工程造价较低等优点，能就地取材，同时也解决了粉煤灰排放所带来的污染环境的问题。本文结合上海长兴岛江南大道延长工程和长兴岛合作路新建工程的施工实践，详细论述r二灰砂的施工工艺、质馈控制及前景展望。1二灰砂路基施工工艺1．1准备工作1)路基排水。因雨水对二灰砂路基及填砂路基的冲刷较大，在施工前应做好路基的排水工作。在施工前开挖路基两侧的临时排水沟，且要结合现场实际以沟内的水能排到附近原有的水沟和水塘为准，还要注意附近的水沟和水塘的深度，以免引起倒灌。2)渗水盲沟。为了保证包边土的稳定性，防止路基内渗水及确保填筑的吹填砂排水畅通，应设置纵横向排水盲沟。每隔1．5m设置横向盲沟，与纵向盲沟连通。1．2施工放样控制在已施工结束、验收合格的土路基路段进行二灰砂放样。在土路基上恢复中边线。直线段每15一收稿El期：2010—12—31作者简介：郭灿辉(1972一)，女，工程师，毕业于复旦大学工程管理系。主要从事房屋建筑、道路桥梁检测工作。7220m设一桩，进行水平测量，并在两侧路肩边缘处设置指示桩。在两侧指示桩上挂线控制二灰混合料的填筑高度。1．3运输和摊铺每层压实后的层厚要求为20cm，松方体积比在1．3—1．5之间。先铺筑厂拌10cm厚的二灰，再铺筑15cm的长江砂。1。4拌和采用稳定土拌和机干拌2遍，拌和深度应直N--灰砂底基层。在路拌机进行拌和时要有人跟机，随时检查拌和深度并配合拌和机操作员调整拌和深度，严加控制，防止在拌和层底部留有砂夹层(应略深入lcm左右，不宜过多)；下承层的表面要加强上下层的粘接。用洒水车将水均匀地喷洒在干拌后的混合料上，洒水距离应长些，水车起洒处和另一端掉头处都应超出拌和段2m以上。洒水车不应在进行拌和的以及当天计划拌和的路段上调头和停留，应防止局部水量过大。拌和机械应紧跟在洒水车后面进行拌和，尤其在纵坡大的路段上应配合紧密，以减少水分流失。在洒水拌和过程中，应及时检查混合料的含水量。含水量宜控制在最佳含水量±l％左右。拌和过程中，要及时检查拌和深度，使二灰砂内的所有混合料全都拌和均匀。拌和完成的标志是：混合料色泽一致，没有灰条、灰团和花面，没有粗细颗粒“窝”或“带”，且含水量合适和均匀。1．5整形混合料拌和均匀后，先用机械初步整平和整形，然后人工细平。在直线段及不设超高的平曲线段，由n中国彳匮z靠郭灿辉：二灰砂路基施工工艺与质量控制2011年第2期两侧向路中心进行刮平；在设超高的平曲线段，平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时，再返回刮1遍。用压路机快速碾压1～2遍，以暴露潜在的不平整。再用机械及人工辅助进行整形，并用机械再碾压1遍。整形过程中，应及时消除二灰与砂的不均匀现象。每次整形都要按照规定的坡度和路拱进行，并应注意接缝顺适平整。在整形过程中，必须禁止任何车辆通行。初步整形后，检查混合料的铺筑厚度，必要时进行补料或减料。1．6碾压整形后，当混合料处于最佳含水量±1％时，可进行碾压。根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同，制订碾压方案，应使各部分压到的次数尽量相同。应采取先轻型后重型压路机压实。若表面水分不足，应适时洒水，洒水时要以喷雾洒水。用18t以上的三轮压路机在全路基宽内进行碾压；碾压顺序为由两侧向路中心碾压；碾压时后轮应重叠1／2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完路面全宽时，即为1遍。碾压一直进行到要求的密实度为止，应使表面无明显轮迹，一般需碾压6～8遍。压路机的碾压速度头2遍宜采用1．5～1．7km／h，以后用2．0～2．5km／h的速度。路面的两侧应多压2～3遍，严禁压路机在完成的或正在碾压的路段上“掉头”或“急刹车”，以保证稳定土层表面不受破坏。碾压过程中，二灰砂的表面应始终保持湿润。若表面水蒸发快，应及时补洒少量的水；但严禁洒大水碾压。碾压过程中，如有“弹簧”松散、起皮等现象，应立即翻开重新拌和，或用其他方法处理，使其达到要求。碾压结束之前，用平地机再终平1次，使其纵向顺适，路拱和超高符合设计要求。回填压实后路基表面不得有松散、“弹簧”、翻浆及不平整现象。1．7养护逐层不间断填筑到路基顶标高后进行养护，采用塑料薄膜覆盖，养护7d左右。1．8相邻工作段衔接处理同日施工的两工作段的衔接处，应采用搭接。前一段拌和整形后，留5—8m不进行碾压，后～段施工时，前段留下未压部分，应重新拌和，并与后～段一起碾压。1．9包边土的施工包边土施工可与填砂同步进行，也可在路基填筑完成后再进行包边土的施工。填筑包边土时，先铲除两侧二灰砂，以利包边土和二灰砂相接处路基的压实度。有同步施工和非同步施工2种方式。1)同步施工：同时填筑包边土和二灰砂，两者同步施工。摊铺前应准确划分和确定出包边土的内侧边坡线，路基加宽。同步施工法施工顺序比较明确，利于施工组织安排，施工成本较低，工期好控制。容易控制路基平整度、宽度、横坡、标高和压实度等各项指标，同时不易产生路基开裂现象。机械的活动空间大，容易控制。碾压时分别碾压，结合部重叠碾压。但这种方法可能会因每一层填筑厚度的差异，造成结合部错台，难以压实，须尽可能保证两者的填筑厚度一致。黏性土对含水量的要求高，施工会受雨季影响，可能因黏土滞后引起砂土停工和待工现象。同时，长江砂渗透的水可能会在交界面处聚集，从而软化黏性土或淘空砂土，危及路基的稳定性。2)非同步施工：分层填筑时，先施工包边土，然后施工二灰砂，或先施工二灰砂然后施工包边土。优点与上述同步施工相同，但二灰砂土和黏性土的结合面不易压实。由于填筑时间的差异，砂土和黏性土的结合面可能会引起不均匀沉降。综合以上2种包边土施工方法的利弊，采用梯形包边土基本同步施工法分层施工较好，包边土顶宽1．5m。首先填筑好包边土，利用挖土机轻压1遍，再铺筑二灰砂，压实后为20em。然后再用18t压路机进行碾压，直至表面无明显轮迹。包边土与二灰砂同时施工、同时碾压，结合部重叠碾压。二灰砂碾压后进行灌砂法试验，包边土进行环刀法检测。最后通过压路机进行碾压，以达到规定的压实度。2质量控制2．1原材料1)石灰：两项工程所用的石灰都采用宜兴张渚镇哗华石灰厂生产的Ⅲ级钙质磨细生石灰，质量较好，各项指标均达到设计使用Ⅲ级石灰的要求。实测有效氧化钙和氧化镁含量为78．7％，磨细生石灰可不经消解直接利用。2)粉煤灰：采用安徽铜陵发电厂生产的粉煤灰。该粉煤灰的实测SiO：、AI：03和Fe203总含量为82．6％(规范要求总含量i>70％)，烧失量为6．8％(规范要求烧失量≤20％)，细度93．3％(0．30mill筛孔)、72．8％(0．075mm筛孑L)，含水量为33．26％(规范要求含水量≤35％)。以上各项指标均符合路用基层粉煤灰技术要求。控制粉煤灰含水量的目的，是为了避免在拌制二灰砂混合料时出现含水量过多而偏离混合料最73n中圄彳丛z钌郭灿辉：二灰砂路基施工工艺与质量控制2011年第2期佳含水量的情况。3)吹填砂：采用长江口细砂。吹填砂拌和时的含水量需进行控制，以期达到压实时最佳含水量。长江口细砂不像黏土对于含水量的要求那么高，对含水量的敏感性差、水稳定性好，但填筑拌和时也需要保证在一定的最佳含水量区间范围之内。根据工程的施工实践，控制在最佳含水量的±3％范围之内为最佳。吹填砂的含泥量设计要求控制在15％一23％之内。其实测值为17．6％，符合设计要求。4)包边土：采用素土包边。包边土压实度要求同路基填筑的压实度。填砂路基在下雨时容易受冲刷，导致边坡崩塌，为此在路堤两侧设置包边土。包边土采用黏土填筑。主要功能是保护填筑边坡，绿化边坡。工程中一般要求黏土的液限≤50％、塑性指数≤26、700。(2有机质烧失量≤8％。2．2混合料配合比根据工程实践，以满足强度的要求为原则，采用石灰：粉煤灰：长江吹填砂=1：3：6(体积比)的配合比。相应的各项指标为：二灰砂的强度代表值在0．6～0．8MPa(主干道设计抗压强度I>0．6MPa，次干道设计抗压强度≥0．5MPa)，最大干密度1．606g／cm3，最佳含水量17．2％，现场检测土基回弹模量达到105．5MPa(设计要求回弹模量≥80MPa)，各项指标都满足设计要求。为防止扬尘，二灰砂混合料中的石灰、粉煤灰采用集中拌和后，再运至施工现场与长江吹填砂拌和。二灰砂混合料压实时需保持在最佳含水量附近。根据工程实践，铺筑时的最佳含水量为17％，允许偏差为±1％。2．3施工过程质量控制施工过程中严格按照上：述施工工艺操作，把握好各个施工环节。控制措施主要有如下几个方面。1)高程控制：将摊铺段的下承层按50m断面进行测量。根据测量数据以一个摊铺段作为调整对象，对局部超出标高部分必须刮除并扫出路外；对于局部低洼之处，不再进行找补，留待下道工序进行处理。摊铺时采用挂线施工，挂线高程为试验确定的二灰砂松铺厚度。2)厚度控制：二灰砂填筑路基的最小厚度为40cm，若地面较高，需进行反开挖。保证各原槽掺灰厚度30cm，铺筑二灰砂40cm。摊铺二灰砂时，可74用带刻度的钢钎检测混合料的松铺厚度，终压结束后再用灌砂法检测压实度同时验证压实厚度并做好记录。3)接缝与平整度控制：当交接处不在同一时间填筑时，先施工的作业段要分层留台阶；同时施工时也要分层交叠衔接，搭接长度超过1m。碾压时行驶速度控制在4km／h以内，且确保碾压速度均匀，碾压轮迹重叠(前后两次轮迹要重叠20—30cm)。摊铺时应尽量减少停机次数。在二灰砂摊铺段碾压完成后应派专人用3m直尺进行检测。4)压实度控制：除严格按照上述旌工工艺进行控制外，还应注意避免过分依赖压路机的强振动性能提高压实度，以防过振造成路基表面松散。在压实过程中发现含水量过大的混合料要进行处理。压实结束后路基表面应平整密实无轮迹。5)强度控制：一是通过现场取具有代表性的二灰砂混合料试样进行制件，在标准养生完成后对试件进行无侧限抗压强度试验；二是通过现场测定回弹模量来控制强度。6)包边土施工控制：黏土使用前应先进行室内的标准击实试验，确定其最佳含水量和最大于密度；施工时以此进行控制。然后，通过压路机进行碾压以达到规定压实度。3结语1)二灰砂路基质量与施工工艺、原材料质量及混合料的配合比等有着密切的关系。合格的原材料是路基质量优良的前提，合理的配合比是路基质量优良的基础，先进的施工工艺是路基质量优良的保证。2)二灰砂应用于道路工程建设尚有许多后续工作有待完善。尤其在随着石灰、粉煤灰等材料品种、产地的变化，不同的配合比对于最佳含水量的确定，进而对弯沉及回弹模量的影响更应在大量试验的基础上，完整全面地收集数据并整理分析成相关函数曲线，使不同地区、不同材料在相应提供的配合比的基础上达到相应的强度性能指标。但不可否认的是，在土资源缺乏而砂材料丰富的沿海地区，二灰砂作为一种有效的路基结构材料将发挥出不可替代的作用。现场施工与室内试验的有效结合，将使得二灰砂的应用日趋完善。