浅谈石灰改良土对路基弯沉值的影响

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　　摘    要：潍坊港中港区东作业区#18-#19泊位后方疏港二路为吹填土形成，地层为冲填土、粉砂，地基承载力较低，液化等级为中等，地基处理采用无填料振冲和满夯施工工艺，经检测压实度和地基承载力均达到设计指标，但路基弯沉值检测达不到设计要求，探讨通过石灰改良土工艺提高路基强度和稳定性。
　　关键词：石灰改良土;压实度;弯沉值
　　1  引言
　　生石灰加到粉质砂土中，既能吸收土中多余水分，又能反应生成有显著胶结能力的二氧化钙，使松散状粉质砂土转为有粘性的复合土层，即改良土层，经压实后，具有较高的强度和良好的稳定性，同时生石灰的酸化作用使路基土层获得长期的强度储备，确保路基在使用中具备足够的强度和稳定性。
　　2  工程概况
　　潍坊港中港区东作业区#18、#19滚装泊位工程疏港二路项目，位于潍坊港中港区南大堤以北，道路设计起点位于南大堤，向北延伸至#19泊位码头前沿，设计全长1130.036m，道路总宽度为50m，路面面层为水泥混凝土高强连锁块，并配套建设道路照明、排水、码头通信、给排水等工程。
　　疏港二路设计道路总宽50m，横断面布置形式为（自左至右）：3m（人行道）+0.75m（路缘带）+5×3.75m（行车道）+0.5m（路缘带）+4m（中分带）+0.5m（路缘带）+5×3.75m（行车道）+0.75m（路缘带）+3m（人行道）。道路全线路拱横坡度为2%;人行道横坡度2%，坡向行车道。
　　疏港二路采用高强混凝土联锁块路面，路面结构如下：
　　设计道路路面结构层总厚度95cm，自上而下分别为：10cmC50高强混凝土联锁块面层+5cm中粗砂垫层+20cm水泥稳定级配碎石上基层+20cm水泥稳定级配碎石下基层+40cm厚石碴垫层。
　　由于路基均为吹填形成，吹填土主要为粉土、夹粉薄砂，局部为淤泥，因此需对软基处理后的路基顶面往下0.3m厚（路基范围内）的吹填土进行掺石灰改良（石灰掺量8%）。
　　3  石灰改良土施工工艺
　　3.1  土基处理设计标准
　　（1）地基承载力：地基承载力特征值≥150kPa;
　　（2）沉降要求：容许工后沉降≤0.5m;
　　（3）压实度≥93%;
　　（4）路基顶面交工验收弯沉值 LS= 310.5 （0.01mm）。
　　疏港二路地基处理采用无填料振冲法（振冲点间距为2.4m，处理深度10.0m，且达到原海底面以下1.0m），振冲完成后对场地进行碾压、整平，最后采用1000kN·m夯击能满夯两遍。经压实度和承载力检测均满足设计要求，但土基大部分区域顶面弯沉值达不到设计指标（LS=310.5）。为了解决弯沉值不达标的问题，结合学习东营广利港施工经验，根据本工程吹填土特点，路基掺石灰改良厚度为0.6m（原设计厚度为0.3m），选取K0+160-K0+200西半幅进行8%的石灰改良土试验。
　　3.2  施工工艺
　　3.2.1  工艺流程
　　施工放样→土方开挖→布生石灰→石灰拌合→整平碾压→试验检测。
　　试验段选在K0+160-K0+200段西半幅，长40m，宽22m，厚 60cm。分两层施工，每层厚度30cm，分两次拌和、整平及碾压。2017年4月3日至7日，进行第一层石灰改良土施工，4月7日至12日进行第二层石灰改良土施工。采用22t压路机稳压2遍，振压4遍。
　　3.2.2  施工过程
　　（1）施工放样。试验段控制边线施工放线，用石灰标记，边线处适当放坡，南北方向，两端各放坡2m。
　　（2）土方开挖。对试验段采用挖掘机进行土方开挖，设计土基顶标高挖深30cm，倒运至土方存放区。每5m测量整平后的高程，用白灰作出基准点，以便后期控制改良土厚度。
　　（3）布生石灰。基层整平完成后，按照设计掺量、拌和厚度、网格面积计算出每个网格石灰用量（根据试验段土工击实报告数据暂估，8%的石灰改良土最大干密度按1.71，最佳含水率15.1%，碾压完成后压实度不低于93%重新核算）。
　　计算如下：
　　每方灰土的干混合料质量M=1710*93%=1590.3kg;
　　每方灰土中石灰的质量M灰=1590.3*8%/（1+8%）=117.8kg;
　　灰土总量=40*22*0.6=528m3;
　　石灰总量：M=528*117.8/1000=62.2t;
　　每层拌和石灰方量为31.1t。考虑到放坡等的影响，第一层拌和生石灰使用约35t，第二层拌和时生石灰使用约38t。
　　（4）石灰拌合。按照计算量布石灰采用挖掘机摊平后进行碾压，将大粒径生石灰块压碎，具体拌和情况：路拌机拌和3次，石灰摊平后进行第一次拌和，拌和后用挖掘机粗平，然后覆盖篷布防雨闷料。第一次拌和24小时后用路拌机进行第二次拌和，拌和后，取样进行含水率检测为17.65%;第一次拌和34小时后用路拌机进行第三次拌和，取两组土样进行含水率检测分别为17.5%、16.4%，符合碾压条件，进行整平碾压。拌和过程中石灰改良土均匀，无结团、大块、夹层等现象。
　　（5）整平、碾压。分两层整平、碾压，每层设计松铺厚度为35cm。
　　第一层碾压情况：先用挖掘机粗平并初步碾压，然后采用平地机进行刮平，刮平后压路机先稳压2遍，无特殊情况，振动碾压第一遍，轮迹明显;振动碾压第二遍，轮迹明显，部分起皮粘轮;振动碾压第三遍，轮迹减轻，前进时起皮粘轮明显，后退时消除;振动碾压第四遍，轮迹减轻。因第四遍振压时间较晚，视线较差，第二天稳压一遍收面，收面时距路边缘7m处开始出现起皮粘轮现象。
　　第二层碾压情况：拌和闷料同第一层，在含水率检测分别为16.67%，15.76%，14.90%后，开始整平、碾压。稳压两遍无特殊情况，效果良好。振动碾压第一遍，轮迹1cm左右，土层表面有破碎，碾压至边缘7m处开始出现起皮粘轮现象;振动碾压第二遍，轮迹减轻，全部区域起皮粘轮;振动碾压第三遍，轮迹减轻，土层较干，碾轮中部粘土;振动碾压第四遍，轮迹轻，上层土干裂、分层，破碎较严重（停止碾压，晾晒，防止过振）。
　　3.3  试验检测
　　3.3.1  石灰改良土的最佳含水率及最大干密度
　　通过现场取土样进行击实试验，确定8%石灰改良土的最佳含水率及最大干密度。
　　3.3.2  压实度检测
　　（1）第一层石灰土压实度。在试验区取编号1、2、3、4共四个点进行压实度检测，分别为95.6%、97.1%、97.2%、93%，达到设计要求压实度93%。
　　（2）第二层石灰土压实度。在试验区取编号A、B、C、D共四个点进行压实度检测，分别为95%、93.2%、96.3%、98.8%，达到设计要求压实度93%。
　　3.3  弯沉值檢测
　　进行弯沉值检测并达到要求。
　　4  结束语
　　通过石灰改良土试验段施工（石灰掺量8%，分两层，稳压2遍、振压4遍），上下两层压实度检测结果均满足设计要求（压实度不低于93%），弯沉值检测除边缘车道数值偏高外，其余检测值小于设计值310.5，路基通过石灰改良后对提高土基强度和稳定性有较好效果，虽然短时间内土基强度增长不明显，但石灰改良能使路基土层强度逐渐增加，达到强度的长期储备。石灰改良土施工工序较多，特别是含水率控制在最优含水率条件下进行碾压效果最好，改变路基弯沉检测数值明显，工程造价低，是一种值得推广应用的经济型路基处理方法。
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