改良土填筑施工流程及工艺

改良土填筑施工

1．适用范围

适用于铁路路基改良土填筑施工。

2．作业准备

2.1 在场地规划上合理布置石灰或水泥集中堆放场地。

2.2 消解作业场地和过筛设施要合理布置，遵循先消解先使用原则。

2.3 做好进场石灰进场试验，确保进场材料合格。

3．技术要求

3.1 路基全面开工前，根据工程土类性质和填料性质、压实机械条件，分别选择一定长度的试验区段进行路基填筑试验，以选定与路基填筑、压实、检测有关的工艺参数；改良土配合比等施工工艺参数；确定新的快速试验检测办法与已规定的基本试验检测之间的相互关系等，验证和优化路基填筑施工作业指导书，确定施工工艺参数。试验段的目的是为取得施工经验及相关参数，检验施工机械组合，根据压实机械和路堤不同部位的压实标准来确定松铺厚度、混合料土的最佳含水量、达到设计要求密实度的碾压遍数等，以确定最佳的组合方案。将以上资料整理上报监理工程师批准后，指导此项工程的路基施工。

3.2 改良土的配合比设计要根据取土场土料的塑性指数及液限、塑限等指标通过试验室进行试验确定。

3.3 熟悉设计图纸及规范要求。

4．施工程序与工艺流程

4.1施工程序

每个施工单元为一个完整的作业区，包含四个区段：填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段。

施工程序为：施工准备→填筑试验段→确定工艺→验收下承层→测量放样→集中拌和→运输→填土→摊铺平整→碾压→养生→检验验收

4.2 工艺流程   

5．施工要求

5.1 施工准备

施工前对需改良的土料种类应进行核实，路堤填料种类、改良土外掺料（石灰或水泥）的种类及技术条件应符合设计要求。填筑前对取土场填料进行取样检验；填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。

5.1.1 路基填筑试验段

路基全面开工前，根据工程土类性质、填料性质和压实机械条件，选择不小于100m的试验区段进行路基填筑试验。选定与路基填筑、压实、检测有关的工艺参数，改良土配合比等施工工艺参数，将以上试验资料整理上报监理工程师批准后，用以指导此项工程的路基施工。

5.1.2 改良土配合比

基床以下路堤本体及基床底层为改良土填筑，其中基床以下路堤本体的垫层为水泥改良土；路堤本体不浸水路堤为石灰改良土，浸水路堤为水泥改良土。基床底层为厚度2.3m的水泥改良土。改良土的具体配合比根据设计要求和取土场土料的塑性指数及液限、塑限等指标通过试验室进行试验确定。

5.2 施工工艺

5.2.1 验收下承层

填筑前应检查基底几何尺寸，核对压实标准（进行相关工序的检测与验收），不符合标准的基底应进行处理，使其达到验收标准。

5.2.2 测量放样

在施工现场附近引临时水准点，并报监理审批。作业时，严格控制标高，在路基上采用方格网控制填料量，方格网纵向桩距不宜大于10m，横向应分别在路基两侧及路基中心设方格网桩。

5.2.3 拌和

改良土混合料采用稳定土拌和设备在拌和厂集中进行拌和，同时配备碎土设备消除土壤中的土块。在拌和设备内拌制改良土混合料时，应拌和均匀，混合料中不应含有大于10mm的土块和未消解石灰颗粒；并使混合料的组成和含水率（要根据天气情况调整拌和时的含水率与碾压时最佳含水率的关系）达到规定的要求。

5.2.4 运输

采用大吨位自卸车运输。拌合好的混合料应尽快运送到铺筑现场。混合料在运送过程中应进行覆盖，减少水分损失。

5.2.5 摊铺

根据松铺厚度计算每车混合料的摊铺面积，确定堆放密度。混合料应全断面均匀摊铺，不得出现纵向接缝，中途不宜中断。当因故中断超过2h时，应设置横向施工缝，横向接缝应采用搭接施工。

整型应按规定的坡度和路拱进行，并特别注意接缝处的整平。在整型过程中，严禁车辆通行。初步整型后，检查混合料的松铺厚度，必要时应进行补料或减料。

5.2.6 碾压

当混合料接近最佳含水率时，用重型压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，碾压完成后表面应无明显的碾压轮痕迹。碾压时，各区段交接处应相互重叠压实，纵向搭接长度不小于2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于40cm，上下两层填筑接头应错开不小于3.0m。两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于2.0m。

5.2.7 养生

改良土碾压完成后，如不能连续施工应进行养生，改良土表面保湿养生不少于7天。养生期间改良土不能过湿，更不能忽干忽湿，除洒水车外应封闭交通。当改良土分层施工时，下层检验如压实度、平整度等指标合格后，上层填土能连续施工时可不进行专门的养生。

6．劳动组织

6.1 劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

6.2 施工人员应结合试验段确定的施工作业指导书、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

每个作业工地人员配备表

7．材料要求

7.1 施工前对需改良的土料种类应进行核实，路堤填料种类、改良土外掺料（水泥或生石灰）的种类及技术条件应符合设计要求。填筑前对取土场填料进行取样检验；填筑时对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。

7.2 原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：

7.2.1 石灰应选用消解或钙质生石灰，其指标应达到合格标准，石灰在使用前4～7天充分消解。

7.2.2 用石灰改良时，土中硫酸盐含量应小于0.8%，有机质含量小于5%；用水泥改良时，土中硫酸盐含量应小于0.25%。

7.2.3 在设计规定范围内取土，取土时应清除树木、草皮以及表面腐殖土。当土源发生变化时必须按要求重做配合比试验。

7.2.4 对符合要求的土质进行过筛处理，使石灰颗粒与黄土颗粒尽可能小，增加其表面积，并拌和均匀，能充分接触并发生反应。

7.2.5 施工用水质应符合工程用水标准。

7.2.6 石灰改良土外掺料的运输、使用应有环境保护措施，外掺料应分类堆放、与原地面架空隔离，并有防风、雨设施防止材料受潮、变质。

7.2.7 冻土不能作为路基改良填料。

8．设备机具配置

主要机具设备配置有路拌机、挖掘机、装载机、旋耕机等。

9．质量控制及检验

9.1 质量控制

9.1.1 改良土施工工程质量控制要点主要为：

①原材料（土、石灰或水泥）；②配合比（根据不同的土质需掺入的石灰或水泥量）；③改良土含水量控制；④均匀性（避免改良土中出现素土现象）；⑤压实度（通过试验段确定适宜的施工参数）。

9.1.2 对需改良的土料种类应进行核实，路堤填料种类、质量应符合设计要求。填筑前对取土场填料进行取样检验；填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。对石灰及水泥进行检测确保其符合质量要求。

9.1.3 填筑前按设计提供配比进行室内试验，确定施工配合比。改良土配合比应保证混合料的无侧限抗压强度及压实质量能达到设计要求。

改良土外掺料的种类及技术条件应符合设计要求。混合料中不应含有大于10mm的土块、未消解石灰颗粒和素土层。改良土应色泽均匀，无灰条、灰团。改良剂剂量允许偏差为试验配合比的-0.5%～+1.0%。

9.1.4 改良土的收缩裂缝会引起排水面破坏，易引起水侵入路基。要严格控制压实含水率，确保压实度，注意养生，以控制改良土本身裂缝。

最佳含水量控制方案是如土的天然含水量距最佳含水量差距不大时，在拌和时将水成雾状均匀地喷入改良土中拌和均匀；如土的天然含水量距最佳含水量差距较大时考虑在取土场分块灌水焖土。

9.1.5 路堤填筑改良土施工中，拌合料的均匀性是关键因素，应严格控制拌合过程中的施工质量，确保拌合熟料的均匀性。使石灰颗粒与黄土颗粒尽可能小，增加其表面积，并拌和均匀，能充分接触并发生反应。这是化学改良土填料质量控制的关键，为了获得预期的效果，尚需对含水量、含灰率（水泥含量），石灰颗粒粒径、改良土颗粒粒径、松铺系数、碾压遍数这些工艺参数进行严格控制。

9.1.6 对初步确定使用的混合料，应进行重型击实试验，计算最佳含水率和最大干密度，并进行7d无侧限抗压强度的试验，无侧限抗压强度必须符合设计要求。

9.2 检验

9.2.1 基床底层及基床以下路堤工程质量检测

按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）和《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》规定的试验方法检验。

9.2.2 对需改良的土料种类、质量应符合设计要求。填筑前对取土场填料进行取样检验；填筑时应对运至现场的填料进行抽样检验。当填料土质发生变化或更换取土场时应重新进行检验。

检验方法：按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）规定。

9.2.3 改良土外掺料的种类及技术条件应符合设计要求。

检验方法：检查每批产品的生产检验报告和产品合格证，并在料场的5个不同部位等量取样，总计取样不少于12kg，按有关规定试验方法进行检验。

9.2.4 对进入摊铺场地的混合料进土团粒和生石灰块的检查，在100m²面积内随机检查3个点。检验方法：土团粒检查采用孔径为10mm的筛子，标准为不能有筛余量；生石灰块检查采用孔径5mm的筛子，标准为不能有筛余量。

9.2.5 改良土填筑压实质量应符合表9.2-3的规定。

检验频数：每层每500m²检验一个点。

检验方法：压实系数检验宜用环刀法。

改良土压实质量检验应与施工紧密配合，要考虑现场检验压实质量不合格时，仍给碾压留有时间。质量检验以密实度为主，其它如K₃₀、Ev2、Evd不作为施工时的主要检验项目，因刚碾压后不代表后期的状况，很可能当时测定的结果达不到后期要求的值，密实度与K₃₀、Ev2、Evd的对应关系可通过路基填筑试验段进行对比试验确定（建立各指标间的相互关系，达到质量评价的目的）。因此压实质量检验以密实度为主，并且在施工过程中在时间上与施工密切配合，且要求监理工程师在检测过程中进行见证和确认，确保检测结果的真实可靠。

9.2.6 无侧限抗压强度应符合设计要求。

检验频数：每层每1000m²检查一组；

检验方法：按《铁路工程土工试验规程》（TB10102）规定的试验方法检验。从已摊铺好填料的地段现场抽样，在室内按要求的压实度成型，进行无侧限抗压强度试验。

为了加强施工过程控制和研究各种检测方法之间的关系，路基改良土用四个指标控制：压实度、强度、颗粒粒径、含灰率。检测主要内容为：压实系数K、地基系数K₃₀、动态变形模量Evd、静态变形模量Ev2、颗粒粒径、含灰率。

压实系数K检测方法：环刀法、灌砂法、核子湿度密度仪法，宜以环刀法为主。

强度检测方法：K₃₀平板载荷试验、Evd动态平板载荷试验、Ev2静态平板载荷试验。检验频数：为每层500m²检验一处，检验标准见表9.2－1。含灰率检测方法：EDTA剂量滴定、钙离子直读仪法，检查要求见表9.2－2。

表9.2—1  改良土原材料的试验项目和频次

表9.2—2  改良土填料复查项目及频次

表9.2—3  基床底层及基床以下路堤压实标准

10．安全及环保要求

10.1 安全措施

（1）施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入；

（2）施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修；

（3）为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设一名专职安全员负责现场的安全工作，坚持班前进行安全教育制度。

（4）改良土施工中，现场设专人指挥、调度，确定合适的机械车辆走行路线，并设立明显标志，防止相互干扰碰撞，机械作业要留有安全距离。制订作业程序和运行路线，确保协调施工，安全生产。

10.2 环保措施

（1）改良土施工中，容易造成对环境的污染。是改良土施工中应注意的首要问题。

为了保护自然环境，在化学改良土改良过程中，减少甚至避免石灰（或水泥）扬尘，需从两个方面着手，一是思想上高度重视，管理上加强监督；二是在技术上严格把关。

改良土施工中，需要各级负责人思想上高度重视对环境的保护，加大在环境保护方面的投资力度，能把各项环保措施落实到位。

技术上，应对石灰在运输、储存、磨细、消解、撒布、拌和等各环节制定相应环境保护措施。制定的原则是尽量避免石灰与外界的直接接触。消解石灰时，选择在一避风近水的地方，在其周围进行封闭。

另外，与石灰接触的工作人员，需穿戴防护工作服。生产中的废弃物及时处理，按时专门用车运到当地环保部门指定的地点弃置。试验及生活中产生的污水及废水，应集中处理，符合环保部门规定要求。

（2）雨、雪施工防护措施

施工前，应与地方气象部门联系，掌握当地的气候变化情况，避免雨天施工，并在雨、雪天气做好防护措施。

因水对化学改良土工程性质影响较大，所以必须做好雨、雪天施工防护措施。施工前在路基（路堑）边坡范围外挖临时排水沟使雨水能及时排走，施工过程中，应保持排水临时排水系统的完善和畅通，同时应备适量的隔水膜（布），能满足雨、雪天气时，对受雨水影响大的部位的面覆盖，使雨停后能立即恢复生产，把雨雪天气对施工的影响降到最低程度。

10.3 注意事项

（1）对地面纵坡与线路纵坡不平行的段落，应由地面最低处逐段进行调整，但每层的最大松铺厚度应为经路基填筑试验段确定的最大松铺厚度，最薄处的松铺厚度不得少于15cm， 纵坡调整应在基床下部的路堤顶层填筑前完成。

（2）要注意石灰改良土和水泥改良土对土的塑性指数及液限、塑限要求是不一样的，水泥改良土适合掺入塑性指数较小的土质。因此在取土场内设置拌和站时，应对土的性质、改良土外掺料的种类、剂量、运距等综合考虑。

（3）要特别注意对水泥改良土从拌和开始至碾压完成的时间控制。一般不宜大于4个小时。