世纪大道石灰固化土QC成果

石灰固化土在公路路基施工中的质量控制

发布单位：天津第一市政公路工程有限公司小组名称：滨海新区中部新城世纪大道项目QC小组发布人：张路泉发布时间：2014.06

一、课题概况天津滨海新区中部新城南起步区市政基础设施一期工程施工一标段世纪大道工程位于滨海新区中部新城南起步区内，全长约1255m，红线宽度50m。

（一）工程概况世纪大道道路工程路基为80cm5%灰土固化土+30cm4%石灰土+60cm山皮土替代传统道路路基的40cm8%石灰土+40cm碎石垫层+30cm4%石灰土+60cm山皮土的结构形式。一、课题概况（二）课题背景传统道路路基断面图世纪大道现路基断面图离子液体固化剂的使用原理是：固化剂能使水发生电离，在黏土颗粒表面诱发离子的交换，使土壤颗粒表面被束缚的水大部分以自由水的形式排走，从而减少土壤颗粒与水的吸引作用。起到减少石灰固化土的膨胀和收缩，增大石灰固化土的强度，改善其渗透性的作用。

本工程使用的固化剂为建设单位指定的美国进口路邦EN-1电离子溶液类固化剂。该产品具有用量少、易于运输、施工方便等优点，并且早期和后期强度易于控制，对土的适应性强。

一、课题概况（三）固化剂介绍二、QC小组概况 小组名称滨海新区中部新城世纪大道项目QC小组活动时间2013.4-2013.7课题类型现场型受QC教育情况平均45小时注册号SZY-2013-02成员概况及责任分工姓名职务年龄文化程度组内分工朱世明项目经理36本科组长：全面负责刘涛总工31本科副组长：现场施工张路泉技术员28本科组员：资料收集，成果发布党雪鹏技术员28本科组员：资料收集张鹏技术员26本科组员：现场施工陈璐试验员29大专组员：试验张连凯测量员30大专组员：测量高健安全员29大专组员：现场施工李世刚技术员33本科组员：现场施工刘婷婷技术员31大专组员：资料收集制表人：张路泉制表时间：2013.4.11理由一目前石灰固化土在工程中得到小范围的应用，

石灰固化土的应用减少道路的直接投资成本。充分利用路基原土,有效降低开挖、外运费及人工机械成本，是未来路基施工的发展方向。理由二我项目首次进行石灰固化土施工，通过对石灰固化土施工的质量控制和技术改进的摸索和总结，为今后的同类工程施工积攒施工经验。理由三天津滨海新区中部新城毗邻渤海湾，本工程区域为退海地主要为盐池，沿线地势低洼，水系发达，地下水位高，土含水量大、压缩性高严重影响路基土方施工质量控制。基于以上3点理由确定本次小组活动课题为“石灰固化土在公路路基施工中的质量控制”

。三、选题理由四、现状调查

我小组在路基施工前对其他在滨海新区施工的兄弟单位公路工程应用石灰固化土的施工情况进行调查，共收集了66条问题信息，并将石灰固化土施工中产生的问题归纳总结为五类，做出统计调查表如下。石灰固化土质量调查频数统计表序号检查项目频数频数频率（%）累计频率（%）1表面裂缝343451.551.5%2局部弹软225633.384.8%3隆起开裂5617.692.4%4表层脱离现象3644.597%5其他2663100%6合计6666100100%制表人：党雪鹏制表时间：2013.4.28四、现状调查根据调查统计表得出排列图6655443322110100％90％80％70％60％50％40％30％20％10％0频数累计频率（%）N=663422532

根据以上调查表，绘制排列图。从排列图中可以看出表面裂缝和局部弹软是影响石灰固化土质量的主要问题。51.5％84.8％92.4％97％局部弹软表面裂缝隆起开裂表层脱离现象其它排列图制图人：党雪鹏制图时间：2013.4.28五、目标确定总目标：探索和总结石灰固化土的施工工艺及方法，总结出一套具有指导性的作业标准，指导日后施工。目标值弯沉值小于200（1/100mm）压实度大于97%六、目标确定依据根据《城镇道路工程施工验收规范》（CJJ1-2008）的要求：固化土压实度达96%以上，路基弯沉值小于266.2（1/100mm）。本小组制定目标：压实度达97%以上，弯沉值小于200（1/100mm）。七、原因因分析表面裂缝局部弹软养护初期期缺乏交通管管制人员缺乏新工艺的施工操作能力拌和次数较少固化剂喷洒不均匀原材料含水量控制不当拌和不均匀石灰消解不充分碾压的遍数、速度、顺序不到位施工人员对工序质量控制要求不达标水酸性过大降雨后路槽积水，局部过湿施工期间气温过高，蒸发量大末端因素素达不到最佳含水量对排排列列图图找找出出的的问问题题用用关关联联图图进进行行原原因因分分析析共共找找出出7条末末端端原原因因制表表人人：：刘刘涛涛制制表表时时间间：：2013.5.5原材进场验收和检测不达标拌和方法不合理施工工材材料料质量量控控制制不到到天气因素虚铺厚度不当碾压方法不当路基基出出现现松松散网网裂裂状状况况碾压效果不佳固化化剂剂与与土壤壤反反应应不彻彻底底确认方法资料调查标准要求设计图纸、相关技术规范确认内容达不到最佳含水量分析实践证明含水量小时结构材料松散、稳定性差、不宜压实,含水量较大时则碾压成型困难,产生较大的轮迹、拥包、弹簧等现象,达不到规定的压实度、平整度。含水量在结构施工过程中起着非常重要的作用,所以我们在施工过程中要重视并严格控制含水量。确认结论八、、要要因因确确认认确认认一一：：达达不不到到最最佳佳含含水水量量要因因为了了验验证证从从关关联联图图找找出出的的7条因因素素，，我我小小组组以以100m石灰灰固固化化土土施施工工情情况况为为依依据据，，对对各各个个因因素素逐逐一一加加以以确确认认。确认方法现场调查、理论分析标准要求设计图纸、相关技术规范确认内容碾压方法不当分析

固化剂加入水中后，其初始作用如同分散剂，具有增塑性，对碾压要求高。采用常规的碾压方案不能满足施工质量要求。

确认结论八、、要要因因确确认认确认认二二：：碾碾压压方方法法不不当当要因因确认方法现场调查、理论分析标准要求人员对新材料的性能、检测标准及施工控制方法熟练掌握确认内容人员缺乏新工艺的施工操作能力分析施工作业队的拌和机操作手、压路机操作手缺乏新工艺的施工经验，试验员对固化剂的性能、检测标准及施工控制方法不够了解，若不进行细致系统的培训会对质量控制造成不良影响。确认结论确认认三三：：人人员员缺缺乏乏新新工工艺艺的的施施工工操操作作能能力力八、、要要因因确确认认要因因确认方法现场调查、试验分析标准要求设计图纸、相关技术规范确认内容原材进场验收和检测不达标分析拌合现场储存的原材料进场后根据验收规范对其手续和各项检测指标进行检测。对石灰的钙镁含量、现场工程用水的酸碱性和素土塑性进行检测。工地试验室器材齐全，试验员经验丰富。对石灰、素土和水的验收能控制较好。确认结论确认认四四：：原材材进进场场验验收收和和检检测测不不达达标标八、、要要因因确确认认非要要因因确认方法现场调查标准要求一定的管控措施保证石灰固化土基层成型确认内容路基出现松散网裂状况分析施工完成后，首先在路口设置必要的警告标志，其次设置有效路障，如堆土坝等限制通行措施，同时配备专职的交通人员疏导交通，从而有效地保证了石灰固化土的成型。确认结论确认认五五：：路基基出出现现松松散散网网裂裂状状况况八、、要要因因确确认认非要要因因八、、要要因因确确认认确认认六六：：拌拌和和方方法法不不合合理理确认方法现场调查标准要求设计图纸、相关技术规范确认内容拌和方法不合理分析

固化剂与5%石灰土拌合宜采用宝马拌和机充分拌和，细粒土应尽量粉碎。若固化剂与5%石灰土拌和不均匀，则固化剂不能彻底与土壤发生离子化作用。固化剂与土壤颗粒发生离子交换不彻底，不能使土壤颗粒表面被束缚的水大部分以自由水的形式排走，从而减少土壤颗粒与水的吸引作用。即不能起到减少石灰固化土的膨胀和收缩，增大石灰固化土的强度，改善其渗透性的作用。确认结论要因因确认方法现场调查标准要求设计图纸、相关技术规范确认内容天气因素分析通过调查往年该月份滨海新区中部新城历史天气发现该段时期，气温较高，但雨水较多。我方派专人跟踪天气变化。采取措施错峰施工，早晨和下午施工，防止高温作业。降雨时及时用防渗土工布苫盖路基的方法避免路基过湿。同时路槽边侧开挖排水沟渠，保障路基降水及时排除。确认结论确认认七七：：天天气气因因素素八、、要要因因确确认认非要要因因九、、制制定定对对策策序号要因提出对策对策分析比较分析确认对策1人员缺乏新工艺的施工操作能力对人员进行新工艺的施工操作的培训。针对性强，可操作性强，保证率高。对策一比对策二更加科学合理，符合实际需要。选择对施工人员进行详细的技术交底不能保证施工人员操作能力满足施工需要。2固化土混合料达不到最佳含水量增加固化土混合料拌和次数以达到最佳含水量。可操作性强，但不易达到目的，收其他因素影响大。对策一与对策二比较，对策二更可靠。严格检测素土、灰土及固化土含水量并采取相应措施确保达到最佳含水量可靠性强，操作复杂但便于达到目的选择对策策评评价价表表我小小组组运运用用5W1H的方方法法根根据据4条要要因因开开展展了了活活动动，，进进行行专专项项研研究究，，对对于于每每条条要要因因进进行行了了分分解解，，制制定定了了对对策策，，明明确确了了目目标标及及措措施施，，完完成成时时间间和和责责任任人人。。九、、制制定定对对策策序号要因提出对策对策分析比较分析确认对策3拌和方法不合理复拌灰土，分2次喷洒固化剂并拌和固化土混合料。可靠性强，保证率高。对策一比对策二有更强的操作性，且经济可靠。选择降低拌和机速度，增加拌和次数。可行但不经济。4碾压方法不当增加碾压机械，提高碾压遍数，控制碾压速度。可行但不可靠。对策一与对策二比较，对策二更可靠。通过试验段施工确定碾压工艺参数和方法。可行性强，可靠性高。选择对策策评评价价表表制表表人人：：刘刘涛涛制制表表时时间间：：2013.5.6九、、制制定定对对策策序号要因对策目标措施负责人时间地点1人员缺乏新工艺的施工操作能力对人员进行新工艺的施工操作的培训。确保操作人员针对施工方案进行正确、有效操作。组织人员进行新工艺的针对性培训。党雪鹏施工准备阶段现场和项目部2达不到最佳含水量严格检测素土、灰土及固化土含水量并采取相应措施确保达到最佳含水量。确保压实度

≥97%1、测定素土含水量。2、测定5%灰土含水量。3、精确计算固化剂稀释水量。4、测定固化土混合料含水量。陈璐施工阶段现场3拌和方法不合理复拌灰土，分2次喷洒固化剂并拌和固化土混合料。细粒土粒径不大于15mm，固化土混合料拌和颜色一致1、两次均匀喷洒固化剂。2、优化拌和方案，复拌灰土，分2次拌和固化土混合料。张路泉施工阶段现场4碾压方法不当通过试验段施工确定碾压工艺参数和方法。灰土固化土碾压方案通过有关各方审核严控碾压机械碾压速度，通过试验段确定松铺系数、碾压遍数等工艺参数。刘涛施工阶段项目部制表人人：刘刘涛制制表时时间：：2013.5.6对策策表表十、实实施针对新新工艺艺的机机械使使用方方法，，碾压压遍数数及相相关问问题，，我们们组织织了管管理人人员对对施工工操作作人员员进行行了机机械的的应用用及工工序质质量控控制方方法的的培训训（如如下表表），，通过过培训训使相相关人人员能能够真真正掌掌握机机械的的使用用要求求。实施一一：组组织人人员进进行新新工艺艺的针针对性性培训训培训人员培训内容培训时间培训人数培训效果机械员及操作手拌和机、洒水车、压路机等机械使用方法和规范要求24课时8良好质量员各项工序质量控制方法的培训3良好试验员现场土、石灰土和混合料、含水量检测、频率、方法的培训3良好其他管理人员对施工现场完成情况进行监督、验收等有效方法的培训8良好实施效效果1：作业业人员员工艺艺培训训合格格率达达100%，能力力评定定达合合格标标准。。制表人人：刘刘涛制制表时时间：：2013.5.6十、实实施实施二二：严严格进进行含含水量量检验验，确确定材材料最最佳含含水量量在5%石灰固固化土土施工工前，，取取现场场土样样进行行标准准击实实试验验确定定含水水量，，发现现现场场素土土含水水量过过大。。因此此灰土土拌合合采用用两次次拌和和。第第一次次加40-70％预定定剂量量的石石灰进进行拌拌和，，闷放放1-2d使石灰灰充分分消解解，并并与素素土中中的水水反应应，减减少素素土含含水量量；此此后补补足需需要的的石灰灰，再再进行行二次次拌和和。（一））测定定素土土含水水量：：十、实实施实施二二：严严格进进行含含水量量检验验，确确定材材料最最佳含含水量量对拌和和好的的5%石灰土土进行行3次含水水量和和干密密度检检测，，通过过试验验测得得5%石灰土土含水水量为为13.4%；13.6%；13.2%。取平平均值值为13.4%，即石石灰土土实际际含水水量。。5%石灰土土最佳佳含水水量为为14.7%。为保证证有足足量的的水用用于稀稀释固固化剂剂，使使其达达到一一定稀稀释比比例（（稀释释比例例过小小，不不利于于固化化剂均均匀喷喷洒））。因因此，，5%石灰土土实际际含水水量应应稍小小于其其最佳佳含水水量。。若5%石灰土土实际际含水水量大大于其其最佳佳含水水量应应再次次拌和和、翻翻晒。。（二））测定定5%灰土含含水量量：十、实实施通过““稀释释水量量=（5%石灰土土最佳佳含水水量-5%石灰土土实际际含水水量））×5%石灰土土的总总重量量”计算出出稀释释水量量：5%石灰土土的总总重量量=0.2m×100m×35.56m×1750kg/m3=1244600kg固化剂剂用量量=0.014%××1244600kg÷÷32.5kg××20L=0.107m3稀释水水量=（14.7%-13.4%）×1244600kg=16.18m3实施二二：严严格进进行含含水量量检验验，确确定材材料最最佳含含水量量（三））精确确计算算固化化剂稀稀释水水量固化土土混合合料二二次拌拌和后后，通通过击击实试试验进进行6次含水水量检检测。。以此此确定定固化化土混混合料料是否否达到到最佳佳含水水量（（±1%~±±2%）。测测得固固化土土混合合料含含水量量如下下表：：制表人人：陈陈璐制制表时时间：：2013.5.6十、实实施实施二二：严严格进进行含含水量量检验验，确确定材材料最最佳含含水量量（四））测定定固化化剂混混合料料含水水量实施效效果2：保持在最佳佳含水水量允允许的的范围围内，，保证证了压压实度度碾压成成型后后，检检测压压实度度如下下表：：制表人人：陈陈璐制制表时时间：：2013.5.6序号123456最佳含水量%14.714.714.714.714.714.7实测含水量%14.2513.7813.6414.1313.5913.8最佳与实测差值的比值%0.450.921.060.571.110.9序号12345678910平均值标准值不合格点数压实度%98.198.498.39898.298.298.397.49897.798.06≥970洞深mm1941891831871961911901861871911851800十、实实施选用东东风140压力式式洒水水车喷喷洒固固化剂剂稀释释液，，保证证固化化剂单单位面面积喷喷洒量量可控控。洒洒水车车具体体参数数：自自重5吨、、容容积积10m3、效效率率2.5m3/h、喷喷洒洒宽宽度度7m。固固化化土土平平均均宽宽度度35.56m，长长度度100m。采采用用每每次次喷喷洒洒50%的固固化化剂剂，，分分两两次次喷喷洒洒的的方方式式进进行行固固化化剂剂喷喷洒洒。。通过过““洒洒水水车车速速度度=（稀稀释释水水量+固化化剂剂用用量量））÷2××喷洒洒宽宽度度÷固化化土土宽宽度度÷效率率÷100××1000”得洒洒水水车车速速度度：：6.5km/h。严格格要要求求洒洒水水车车按按照照该该速速度度行行驶驶在喷喷洒洒固固化化剂剂稀稀释释液液前前要要将将拌拌和和好好的的混合合料料用用平平地地机机初初平平及及压压路路机机静静压压整整平，，保保证证洒洒水水车车平平稳稳行行驶驶。。（一一））两两次次均均匀匀喷喷洒洒固固化化剂剂实施施三三：：分分两两次次喷喷洒洒固固化化剂剂并并调调整整拌拌和和次次数数十、、实实施施实施施三三：：分分两两次次喷喷洒洒固固化化剂剂并并调调整整拌拌和和次次数数灰土土场场外外翻翻拌拌并并均均匀匀倒倒运运至至路路基基将晒晒晾晾的的土土和和石石灰灰用用挖挖掘掘机机拌拌和和1-2遍，，在在堆堆拌拌过过程程中中使使大大粒粒径径土土自自然然滑滑落落，，然然后后用用推推土土机机排排压压、、碾碾碎碎，，如如此此反反复复数数遍遍。。宝马马拌拌和和机机再再次次拌拌和和灰灰土土，，光光轮轮压压路路机机静静压压用宝宝马马拌拌和和机机将将灰灰土土再再次次拌拌和和，，将将大大颗颗粒粒打打碎碎。。均匀匀喷喷洒洒50%稀释释好好的的固固化化剂剂（二二））优优化化拌拌和和方方法法十、、实实施施实施施三三：：分分两两次次喷喷洒洒固固化化剂剂并并调调整整拌拌和和次次数数对固固化化土土混混合合料料初初拌拌，，平平地地机机初初平平及及压压路路机机静静压压宝马马拌拌和和机机应应紧紧跟跟洒洒水水车车后后进进行行拌拌和和，，拌拌和和深深度度深深入入下下承承层层1-2mm以加强上上下层粘粘结，拌拌和过程程中设专专人跟随随拌和机机随时检检查拌合合深度，，并配和和机械操操作员进进行深度度调整。。用宝马拌拌和机对对固化土土混合料料进行二二次拌和和（拌和和至少2遍）或至至固化土土混合料料拌和颜颜色一致致，同时时人工清除粒径径过大土土粒。喷洒余下下的50%稀释好的的固化剂剂对固化土土混合料料进行二二次拌和和，平地地机初平平及压路路机静压压十、实施施一、以100m为一段，，喷洒50%固化剂稀稀释液后后立即进进行拌和和，再次次喷洒剩剩下的50%固化剂稀稀释液后后进行行复拌，，使固化化剂与5%石灰土充充分混合合均匀。。二、以100m为一段，，分两次次喷洒固固化剂，，可选用用较小的的洒水车车，使洒洒水车重重量较轻轻，不易易陷入拌拌和后松松软的混混合料中中，影响响固化剂剂喷洒的的均匀和和施工进进度。三、分两两次喷洒洒固化剂剂，可使使混合料料表面不不泥泞，，混合料料不黏在在洒水车车的轮子子上，固固化剂稀稀释液不不溢出路路基。实施三的的优点实施三：：分两次次喷洒固固化剂并并调整拌拌和次数数实施效果果3：细粒土土粒径均均不大于于15mm，固化土土混合料料拌和颜颜色保持持一致十、实施施依据以往往灰土施施工经验验，以20cm为一层施施工5%灰土固化化碾压效效果较好好，考虑虑下层固固化处理理层摊铺铺在相对对平整的的灰土层层上，因因此我QC小组将拌拌和好的的固化土土初步按按松铺系系数1.5××20cm松铺30cm进行摊铺铺。碾压规则则：遵循循由轻到到重，由由边到中中的原则则。碾压方式式：碾压压时第一一遍先静静压，然然后先慢慢后快，，由弱振振至强振振。实施四：：通过试试验段施施工确定定碾压工工艺参数数和方法法十、实施施压路机碾碾压第二二遍后，，每次碾碾压后都都进行压压实度的的检测，，并做详详细记录录，分清清压实度度达到97%的碾压遍遍数，以以确定合合理压实实遍数。。压实度达达到规定定要求后后，用胶胶轮压路路机静压压一遍进进行光压压，用水水准仪测测量压实实后的高高程，最最终确定定松铺系系数为1.4。实施四四：通通过试试验段段施工工确定定碾压压工艺艺参数数和方方法十、实实施通过以以上方方式，，我QC小小组完完善和和总结结压路路机组组合方方式、、碾压压遍数数及碾碾压速速度（（如下下表））。压路机种类机械数量碾压方式碾压遍数碾压速度（km/h）12t振动压路机2稳振11.2-1.5弱振2强振218t振动压路机2强振31.5-1.7光轮压路机2静压22.0-2.5实施四四：通通过试试验段段施工工确定定碾压压工艺艺参数数和方方法制表人人：张张鹏制制表时时间：：2013.5.6实施效效果4：此方案案一次次性通通过设设计、、业主主、监监理、、施工工四方方论证证，确确定为为方案案合理理。十一、、效果果检查查★石灰灰固化化土顶面压压实度度大于于等于于97%目标值值路基顶顶面弯弯沉值值均小小于200（1/100mm）。业业主和和监理理对检检查结结果相相当满满意。。十一、、效果果检查查★石灰灰固化化土弯沉值值均小小于200（1/100mm）十一、、效果果检查查经计算算可知知本次次固化化土施施工节节约资资金374870元，减少少了道道路的的直接接投资资成本本，充充分利利用路路基原原土,有效降降低开开挖、、外运运费及