Common Problems in Improved Soil Filling and Improvement Measures
黄猛 HUANG Meng
（中冶（贵州）建设投资发展有限公司，贵阳 550081）
（MCC （Guizhou） Construction Investment Development Co.，Ltd.，Guiyang 550081，China）
摘要：本文主要对水泥改良土填筑过程中发现的问题，依据现场采集的试验数据和现场施工经验制定改进措施，缩短改良土施工过程中的间断时间，连续填筑，减少质量隐患，保证路基填筑质量。
Abstract: This paper mainly takes improvement measures for the problems found in the process of cement improved soil filling based on the experimental data collected on site and the on-site construction experience, to shorten the intermittent time in the process of improving soil construction and realize continuously filling, reducing the quality hazards and ensuring the roadbed filling quality.
关键词：最佳含水率；灰剂量；“弹簧”；起皮；横向裂缝；轮迹；连续填筑
Key words: optimum moisture content；ash dosage；"spring"；peeling；transverse crack；wheel track；continuous filling
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）25-0210-03
0 引言
改善土的工程地质性质，以达到工程活动目的的措施。土与工程直接相关的工程地质性质，主要为透水性和力学性能（可压缩性和抗破坏性），而它们则取决于土的物质成分和结构特点。因此，土质改良实质上是通过改变土的成分和结构，达到改善性质的目的。
改良土分为物理改良土和化学改良土，物理改良是通过参入碎石等，改变其粒径大小的改良，化学改良是通过参入石灰、水泥、粉煤灰等固化剂材料以提高土体的工程性能。
本工程改良土填筑材料采用级配不良的细砂加入一定剂量的缓凝水泥拌合而成，改良土填料最大干密度为1.81g/cm3，碾压最佳含水率为6.1%-6.5 %。改良土拌合站单站生产能力160m3/小时，填筑碾压遍数为5遍，单层填筑完成时间不超过4小时。
1 改良土施工中存在的问题及原因分析
在改良土的填筑施工中材料采用细砂与水泥的混合料，碾压时易发生 “弹簧”或者不凝结现象；碾压完成表面时易出现表面起皮，横向裂缝过多，轮迹明显；单段碾压完成后养护时间过长等问题，针对以上问题进行分析。
1.1 碾压时易发生 “弹簧”或者不凝结
碾压时发生 “弹簧”现象分析原因为碾压施工时改良土填料含水量过大引起的，需调整填料出场时的含水率，保证碾压时的含水率在最优施工含水率范围。碾压时不凝结分析原因为改良土填料含水率过小，或者灰剂量过小引起的。
1.2 碾压完成表面时易出现表面起皮，横向裂缝过多，轮迹明显
表面起皮，横向裂缝过多分析原因为由于填筑过程中改良土填料表面失水过多，或者是养护不及时，养护方式错误和养护次数不足引起；轮迹印明显分析原因为碾压压实度不够或者碾压机械设备配置不合理。
1.3 养护期过长
养护期过长分析原因由于改良土填料作为细砂和水泥的混合料，凝结反应需要一段时间。在改良土下层填筑完成后，养护期不到承载力差，填筑上层改良土易发生剪性永久性破坏裂缝，影响路基整体质量。养护期到后需要采集7天饱和无侧限抗压强度数据。
2 改良土填筑过程中针对问题采取的措施
2.1 碾压时发生“弹簧”或者不凝结
碾压时发生“弹簧”或者不凝结与含水量和灰剂量有关，及时采集现场数据，作为数据调整依据，在填筑过程中修改，不影响本层填筑，消除质量隐患。
2.1.1 发生“弹簧”现象采取措施
①碾压发生“弹簧”现象时依据试验测定的改良土碾压最佳含水率，调整出场施工最优含水率。因下雨或其它原因引起改良土填料含水量过大时要根据填料进行试验，采集数据及时调整参水量，保证碾压时的含水率在最优施工含水率范围。
②如含水率过大在改良土拌合站内不能调整到最优施工含水率时，对原土采取晾晒措施，将原土进行平整、摊铺后自然晾晒。在现场测试含水率，检测结果小于6%时方能进行改良土填料生产。
③已经完成填筑位置的改良土填料如发生“弹簧”，需要及时挖除，初凝前更换合格填料，重新碾压至合格。
2.1.2 不凝结现象采取措施
碾压时出现改良土填料不凝结现象与混合料的含水率和灰剂量有关。需要采集改良土填料站内含水率和到场含水率，灰剂量数据在站内采集一次。
2.1.2.1 含水率调整
出场含水率在施工最优含水率范围8.5%-9.6%之间（出场含水率大于10%后改良土混合料下料困难），而到场含水率小于碾压最佳含水率6.1%-6.5%，则在混合料在生产、运输、填筑三个过程中自然失水过多。改良土填料在生产前检查原土含水率，从上料到拌合站下料口的时间短，故只考虑运输过程中和填筑过程中减少水分损失的措施。
①减少运距。运输过程中的水分损失在于缩短运输距离，改良土拌合站选择施工工程量大、综合运距小的位置建站，并在运输过程中进行覆盖，减少运输过程中失水。
②保证运输能力。保证现场单段单层的改良土的供给量，供给量达到时用的时间越短，才能保证现场在规定的时间内完成碾压，连续填筑等。
依据现场改良土拌合站160m3/小时，运输到现场时间约15分钟，生产时间8分钟/车，在碾压时间段（3个小时）的生产能量。虚实方系数1.25。
改良土填料生产量=160*3=480m3
运输车辆数量=60/8=7.5（辆次）
第一车返回时间=15*2+8=38分钟
返回时间内车辆数=38/8=4.75辆
需配置车辆数=1+4.75+1=6.75
考虑车辆等待、通行等待单站需配置7辆车
每车运输方量=160/7*1.25=22.5m3（转化成运输虚方）
每台改良土拌合站按照配置25m3自卸车7辆。
③减少填料填筑过程中失水。
改良土填料运至现场，按照方格式不设改良土填料，及时进行推平，并进行第一遍静压收面，减少混合料在光照和风的作用下失水。
④补水。
填料因为大风和光照的因素下失水过快的情况下，在碾压前采用喷雾补水。严禁在碾压过程中补水，造成碾压面破坏；严禁采用水车直接补水，造成改良土填料中水泥随水份流失，引起填料水泥参量不均匀，影响碾压质量。
2.1.2.2 灰剂量调整
在拌合站内采集改良土填料灰剂量，检测结果显示参入水泥量小于设计值时，及时调整水泥参量，并查明水泥参量小于设计值原因。
2.2 碾压完成收面时易出现表面起皮，横向裂缝过多，轮迹明显
碾压完成表面时出现表面起皮、横向裂缝过多、轮迹明显的问题，首先采集试验数据，其次检验含水率、灰剂量、压实度的数据是否在合理范围内。如试验数据均在合理范围内则采取合理配置机械、设备、人员减短碾压施工时间，优化碾压工艺，及时、合理的养护措施进行改进。
2.2.1 合理配置机械、设备、人员
按照现场施工要求和经验合理配置机械、设备、人员减短碾压施工时间。现场配备装载机3台、平地机2台、压路机4台（2台25T，2台20T）。同时设两名机械指挥手，协调机械、设备、车辆，小工15-20人进行填筑表面平整和边坡修整。
2.2.2 优化碾压工艺
填筑碾压时采用4台压路机同时施工， 25T的压路机2台，20T的压路机2台，其中25T进行第一遍静压和第二遍、第四遍的强振，20T进行第三遍的强振和第五遍的静压（试验时20T压路机已满足压实吨位要求）。依靠吨位差，减小轮迹印迹。静压收面时控制压路机碾压时行走速度不低于3km/h，减少起皮现象和横向裂缝。
2.2.3 及时、合理的养护
本次填筑完成后及时覆盖土工布，覆盖土工布防护3小时后方可进行洒水养护。避免因表层填料初凝时间不足，洒水破坏表面。每天洒水3-5次，保证改良土表面湿润。及时合理的养护能够明显的降低起皮和横向裂缝的发展。
2.3 养护期过长
水泥改良土填筑要求完成本层后需要7天养护期，导致施工时间过长，机械、设备、人员闲置，造成资源浪费。采取连续填筑、合理化分段、缩短试验检测时间等控制整体施工时间，减少机械、设备、人员闲置，提高利用率。
2.3.1 连续填筑
连续填筑需依据单段单层施工时间、填筑方量计算产能、机械配置、段落选择。
①产能计算。
按照改良土拌合站生产能力160m3/h/台（考虑机械故障和维修时间按产能80%计算），单层填筑时间为3小时，单层填筑改良土方量约为1500m3。
单站产能=160*3*0.8=380m3
建站数量=填筑方量/单站产能=1500/380≈4（台）
需建四台改良土拌合站才能满足单段单层填筑改良土量的要求。保证运输能力需配置28辆25m3自卸车（见2.2.1单站运输能力计算），满足连续填筑的生产能力。每段连续填筑3层。现场填筑超过3层易发生陷车、车辆转向和行走困难。
②确定合适填筑段。
依据压路机工作速度3-4km/h，考虑转弯和行走速度按照3.5km/h，机械使用率80%，四台碾压时间差20分钟。单轮路机宽度为2.13m，扣除填筑时行与行轮迹重叠0.4～0.5m，碾压宽度为1.7m，压路机配置4台，填筑一层的碾压时间不能超2小时，路面填筑宽度按40m计算。
压路机碾压时间内行走长度= 4*（2-20/60）*1000*4*0.8=18667m
碾压行走次数=填筑宽度/单轮宽度*碾压遍数=40/1.7*5≈118次
段落长度=压路机碾压时间内行走长度/碾压行走次数=2133/118=159m，填筑段按照小于150m， 将可以填筑段落以150m和结构物进行分段分区，保证7天填筑循环施工。减少养护时间对填筑影响，保障机械、设备、人员的施工利用率，提高施工效率，缩短施工时间。
2.3.2 缩短试验检测时间
在碾压完成后分左、中、右三部检测，试验检测人员保证碾压完成5遍后能及时检测，减短检测时间。现场采集含水率、灰剂量的数据，并根据采集数据针对现场出现问题及时进行调整。
2.3.3 修筑临时通行道路
连续填筑时下层需要在搭接预留台阶位置和车辆通行位置修建临时通行道路，避免对已完成填筑改良土破坏。车辆通行要求在已达到养护期的改良土面上行走，并在通行位置填筑10-20cm厚改良土填料作为临时行车道。本次填筑完成后及时清除行车道位置的临时填料，避免影响下次填筑。如不清除临时填料易形成中间夹层影响路基本体质量。
3 总结
改良土填筑施工中改良土供应量、填筑时间、试验检测含水率和灰剂量作为填筑过程控制的基本参数，现场各个出现问题，针对所产生的问题，及时准确的调整参数，消除施工出现问题；合理配置机械、设备、人员，为改良土填筑连续施工提供保障；及时合理的养护保证改良土龄期强度。
在施工中试验数据的采集和施工经验均需要进行总结，为现场后续施工提供准确数据和技术支持，保证改良土填筑有序进行，减少改良土填筑的质量隐患，保证路基填筑质量。
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