水网地带石灰固化土试验段填筑设计方法

本发明涉及泥浆固化土的填筑工艺，具体涉及水网地带石灰固化土试验段填筑设计方法。

背景技术：

近年来，工程建设产生了大量废弃泥浆，需要占用大量的土地资源定点消纳，甚至会造成较大的环境污染。随着泥浆固液分离技术的迅速发展，如离心法、压滤法等，分离后泥浆渣土(泥浆干化土)含水率可降到35％左右，为渣土的利用提供了可能。同时，作为浙江省传统路基填料的宕渣随着政府对开山采石的限制，料源日益紧缺，各地路基填筑所需优质料源缺口越来越大。因此，对泥浆干化土采用石灰、水泥固化后用作路基填料，意义重大。特别是浙江水网地带，地下水位高，对路基填料的水稳定性要求高，研究泥浆固化土的填筑工艺，更有利于其推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决水网地带现有灰土填筑技术中存在的路基底层不易施工和水稳定性差等不足，提出一种水网地带石灰固化土试验段填筑设计方法，通过试验段填筑，获取水网地带软弱地基路基石灰水泥固化剂掺量、底层及路堤分区一次性填筑厚度、摊铺工艺、压路机组合、碾压遍数等施工参数，满足快速施工方法，为固化土的推广利用奠定基础。

这种水网地带石灰固化土试验段填筑设计方法，包括以下步骤：

步骤s1、进行掺灰配合比设计

首先根据泥浆干化土(泥饼)的含水率(一般介于30-40％)，进行相应的掺灰量配合比设计，分两次掺灰，第一次掺生石灰块后翻拌焖料，经二道破碎后进行第二次掺灰，并采用强制式拌合机拌合出料；所述掺灰配合比设计：干化土含水量较大(35％-40％)时，则场内第一次掺生石灰块4％-5％或3-4％；当干化土含水量在30％-35％之间时，则场内第一次掺生石灰块3％-4％或2-3％；即第一次掺灰量由含水量和工期需要(焖料时间)而定；第一次掺灰焖料含水率降至可输送带传输时，进行两次破碎工艺，然后进行第二次掺灰，掺磨细生灰粉2-3％。

步骤s2、进行摊铺、碾压工艺

步骤s2-1、考虑到水网地带地基一般较软弱，进行路堤底第一层填筑时摊铺碾压设备易造成路基弹簧现象问题，提出一种运料车沿填筑方向倒退进场卸料超厚填筑试验段方法，用于路堤第一、二层填筑；即第一层填料松铺厚度60-65cm，第二层松铺厚度45-50cm，采用网格法，运料车从已摊铺料上倒车进场卸料和离场，采用推土机初平、平地机精平工艺，如图1所示。

步骤s2-2、进行第三层及以上层填筑时，采用摊铺机摊铺工艺，提高摊铺厚度均匀性和表面平整度的同时提高施工工效。由于摊铺机一般用于路面水稳和沥青路面摊铺，而灰土又为松散性材料，当采用常规摊铺机摊铺时，由于受熨平板振幅和振捣梁频率限制，摊铺机摊铺时，难以起到初步碾压的效果，造成后续压路机碾压时，松散材料易产生推移，造成平整差的现象。因此，需要对常规摊铺机进行改造，加大熨平板振幅和调节振捣梁频率，以达到灰土摊铺时初步碾压的效果，提高工效和平整度。

步骤s2-3、灰土碾压采用常规先静压、钢轮振动碾压和光轮收面碾压工艺。进行试验段碾压施工。

步骤s2-4、试验段路段长度不少于150m，要求选取典型断面，从路基底一直填筑至路床顶进行试验段施工，每完成一层，均进行相应的弯沉检测。

步骤s3、养护与检测：固化土路堤层间填筑连续进行时，可不进行额外养护；试验段采用间隔铺筑，当下层填筑完成后，采用覆盖土工布，洒水保湿养护7天后进行压实度检测和弯沉检测。

作为优选：所述步骤s1中，当干化土含水量在35％-40％时，若第一次掺生石灰块含量为4％-5％，则焖料2-4天，若第一次掺生石灰块含量为3-4％，则焖料5-7天；当干化土含水量在30％-35％时，若第一次掺生石灰块含量为3％-4％，则焖料2-4天，若第一次掺生石灰块含量为2-3％，则焖料5-7天。

作为优选：所述步骤s1中，当灰土用于水网地带路堤第一层填筑时，在第二次掺灰时要求加掺3.5-4％水泥(第二层视环境而定)，并要求在水泥初凝前完成路基碾压。掺灰配合比设计如表1所示：

表1分次掺灰配合比设计

作为优选：所述步骤s2-3中，通过试验段施工，取得一级公路全线施工段93区(路床顶面以下1.5m)、94区(路床顶面以下0.8-1.5m)和96区(路床顶面以下0-0.8m)的碾压组合工艺参数。若试验段受限(填筑高度未能包含93区)，则利用94区先进行93区的压路机械碾压组合工艺参数试验(从振动碾压第三遍开始，每碾压一遍抽检压实度，求得93区的碾压遍数)，然后在此基础上再进行94区工艺参数试验(继续增加碾压遍数，每碾压一层，抽检压实度，直至压实度满足要求)。根据本试验段方案，路基第一层采用超厚填筑(松铺厚度达到65cm)，因此，需要选用相匹配压实功的碾压设备或通过增加振动碾压遍数来实现。采用环刀法进行第一、二层压实度检测时，要求环刀贯穿整个填筑厚度，取基底压实度作为本层评价指标。

本发明的有益效果是：

1.本发明将泥浆干化土固化后作为路基填料，具有板结后的整体性好、自重轻等优点，可以减少路基不均匀沉降等病害，社会经济效益显著。

2.针对水网地带固化土路堤第一、二层采用在已上料区域倒进卸料和超层厚填筑及掺加水泥固化剂工艺，可以顺利进行底层路基填筑；并在第三层开始采用摊铺机摊铺工艺，可以避免路拌掺灰造成的环境污染，并显著提高工效和路基平整度等质量，真正做到了环保、节能、高效率，经济社会效益显著。

3.本发明采用摊铺机摊铺，有效提高了路面的平整度以及密实度，集摊铺、整平、振实于一体，减轻施工人员劳动负担的同时也减少了资金投入，实现了一机多用。

附图说明

图1为第一、二层固化土倒进卸料推土机摊铺示意图；

图2为本发明的施工工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

作为一种实施例，所述水网地带石灰固化土试验段填筑设计方法，包括以下步骤：

步骤一：场地清表。选取典型段落做试验段，按照设计要求及公路路基施工技术规范进行场地清理。对路幅范围内原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理，路基基底范围内的树根全部挖除后按设计要求整平压实。

步骤二：测量放样。场地清理完毕，压实度、平整度、横坡等各项技术指标检验合格后，由测量人员定出边桩并确定出路基的填筑边线，路基第一层打出灰线网格，用于固化土分格卸土。

步骤三：固化土集中拌合。对于高含水量土源，需要进行如表1所示的掺灰焖料工艺来降低含水率，再经过粉碎机粉碎后进入称重机进行称重计量，最后通过强制式拌合机和磨细生石灰(2％-3％)在拌合楼内进行拌合均匀，等待装车。

步骤四：全封闭运输。为保护环境、减少扬尘及控制固化土最佳含水量，固化土从出厂到工地现场全线采用绿皮箱型渣土车全封闭运输。当车辆运输时间超过4h运到工地时予以废弃。

步骤五：现场摊铺。摊铺前，先对下承层表面进行清理、洒水湿润处理。在水网地带进行第一、二层固化土施工时，第一层固化土掺3.5-4％水泥以提高路基强度和水稳性。第一、二层固化土填筑采用网格法，运料车在已上料区域倒进卸料(如图1所示)、堆土机初平和平地机精平施工工艺；第二层固化土填筑同样采用网格法，混合料中是否需添加水泥视地下水位高低而定；第三层开始，为提高摊铺厚度的均匀性及路面顶层的平整度，采用摊铺机摊铺和平地机精平施工工艺。摊铺机摊铺固化土时，行走速度控制在2.5-3.5m/min之间，加大熨平板振幅的同时设置振捣梁频率接近混合料的固有频率，此时既能保证混合料有较高的初始压实度，又能保证摊铺机连续可靠的运行。

步骤六：碾压成型。固化土摊平整型后及时进行碾压，遵循先轻后重，先慢后快，确保碾压均匀。首层先22t钢轮静压1遍，然后22t钢轮振动碾压4遍至93区、6遍至94区、9遍至96区，最后采用双钢轮压路机碾压4遍进行收面补强，使该层压实度大于规定压实度。因在水网地带进行填筑，故填筑厚度较大，若受施工条件限制，试验段填筑厚度不能满足全区段要求，又需指导全区段施工，则可利用94区得到93区试验数据。

步骤七：养护与检测。固化土路堤间隔铺筑，每铺筑完一层后，采取覆盖土工布，养护期间固化土不能过湿，更不能忽干忽湿，除洒水车外严禁其余车辆进入，洒水保湿养护7天后进行压实度和弯沉检测。压实度检测采用环刀法测定，因为水网地带填筑较厚，故环刀需要取进较深的部位，打入深度较浅则会导致压实结果失真。弯沉试验采用贝克曼梁法双侧同时测定，评定其整体承载能力，弯沉检测结果应满足验收要求。