论文部分内容阅读
【摘要】:水泥改性土是指将一定比例的水泥掺入膨胀土土料中以改善膨胀土的性质或结构,使膨胀土丧失膨胀潜能，并在一定程度上提高土体强度或承载力。水泥改性土在膨胀土地区可以充分利用开挖料，实现土料的就地取材，减少对非膨胀土的需求，在施工中具有操作简便的特点，可以做到连续、大规模施工。现结合渠道水泥改性土填筑施工经历，对其施工工艺和操作要点、质量控制要点作简要论述。
【关键词】 ： 水泥改性土施工技术质量控制
中图分类号：TU74文献标识码： A
1一般技术要求
⑴在改性土填筑前，首先在室内进行改性土分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量及最大干密度等。
⑵改性土宜采用稳定土拌和机拌和。
⑶在改性土填筑前，需先进行破碎及拌和工艺试验、确定拌制工艺及相关控制指标。
⑷结合改性土填筑试验，确定拌制工艺、碾压设备、碾压施工工艺、碾压控制指标等各项参数。
⑸施工中应选取适宜的开挖、运输和碾压设备，应结合施工组织和所选施工设备合理确定换填作业面。
⑹改性土填筑尽量避开雨季施工，根据作业面周边的地形条件采取地表水截排措施，避免施工期间各类地表水进入工作面。
⑺按设计要求形成渠道开挖或填筑坡面后，需立即开展后续项目施工作业，避免开挖面或填筑坡面长期暴露。
2水泥改性土施工流程
3水泥改性土主要参数
通过不同水泥掺量情况下的土工击实试验，获取其最大干密度和最优含水量，由碾压试验确定铺土厚度、碾压遍数。
4施工工法
4.1测量放样
⑴对监理提供的测量原始基准点进行复核，沿渠加密基准点，布设施工控制网点，并将成果报监理单位审核。
⑵利用施工控制测量网点，加强土石方开挖过程中的边线、高程和坡度控制。
⑶将预留的保护层人工配合机械清理，测量人员全过程跟踪，并用木桩标出边线、高程和坡度，保证清理后的基面满足设计要求。
4.2基面验收及回填前的保护
建基面保护层开挖完成后，人工将表层松土清理干净，在清理过程中，不得有任何拍坡补土现象，还应将表层树木、草皮、树根、垃圾、弃土、淤泥、腐殖土、废渣、泥炭土等不合格土全部清除。
建基面验收完成后应及时进行水泥改性土的填筑，无法及时填筑或遇有雨雪天气时应采用防雨布对建基面进行覆盖保护，并做好回填前及回填过程中的基础降排水工作，避免雨水、基础渗水破坏基础。
4.3水泥改性土拌制和运输
4.3.1原材料要求
①土料：采用弱膨胀土，禁止使用中、强膨胀土，所用土料的自由膨胀率限制在21～65%范围内。
②水泥：水泥改性土的改性材料宜采用42.5普通硅酸盐水泥，严禁采用过期水泥或不合格水泥。水泥掺量根据天然土料膨胀特性，经室内试验最终确定。
③水：凡适宜饮用的水均可使用。
4.3.2改性土碎土
在进行碎土施工前，应针对不同土料厂、不同含水量，结合土料开采及堆存方式进行生产性碎土工艺试验，并根据试验结果确定相应土料在确定的开采方式下的碎土生产工艺。
碎土采用齿鼓式液压碎土技术的土壤破碎机，该机通過液压驱动，高速旋转的合金破碎头对土壤进行切削、抛甩、拍击、挤压，使土壤细碎粒径达到施工技术要求。合格土块粒径级配为：最大粒径不大于10㎝，10㎝～5㎝粒径含量不大于5%，5㎝～5mm粒径含量不大于50%，5mm以下粒径含量不小于45%。碎土前剔除土料内粒径大于 10cm 的钙质结核，采用轮式装载机上料，通过碎土机生产出粒径合格的土料。
碎土生产工艺确定后，不得随意改变与之相关的取土区域、开采和堆存方式。当取土区域或土料开采方式发生变化时，应结合生产试验成果调整碎土生产工艺。
4.3.3改性土拌制
在水泥改性土拌合前，应选现场有代表性的被改性土做室内EDTA滴定试验，以开始掺入水泥后30分钟、2、4、6、12小时为时间参变量，测定水泥含量标准曲线，以便检测后续生产的水泥改性土水泥含量。
水泥改性土拌制采用具有自动称量系统的稳定土厂拌设备，按监理工程师签认的配料单进行配料拌和，严格控制土料、水泥和水的掺量。施工初期每拌和批次不大于600m³，施工中后期可适当减少检测频次，水泥改性土抽测不少于6个样（每个样品重量不少于300g），进行水泥含量检测，施工中、后期可适当减少检测频次。水泥改性土质量通过样品水泥含量的平均值与水泥含量标准差评定。水泥含量采用 EDTA 滴定法测定，平均值不得小于设计掺量，标准差不大于0.7。
4.3.4改性土运输
改性土采用自卸汽车运输至填筑面，拌和合格后的水泥改性土料应及时填筑。从拌和站出口到碾压完成时间，一般不超过4h。自卸汽车靠近填筑面时后退行驶，“进占法”摊铺。
4.4水泥改性土填筑
水泥改性土填筑前进行生产性碾压施工试验，通过试验确定铺土厚度、最佳含水率、碾压遍数等施工参数，并经隐蔽工程联合验收后进行施工。水泥改性土换填时，从底板最低处开始，不得顺坡填筑，机械不能作业的较小面积用人工铺土、小型夯具夯实，直到基面大致平整。填筑顺序按照齿槽、底板和边坡的顺序进行。
按照“进占法”摊铺水泥改性土，厚度控制采用“算方上料、铺平把关、插扦检查”的方法，以保证铺土厚度均匀；采用推土机平行渠道轴线进行铺土、整平，必要时人工配合摊铺。
改性土分段施工，每100m左右为一个平行循环施工段。相邻工作面填筑施工时尽量平衡上土，两工作面接头处要逐层交错压实，不得留有界沟。如进度不一，铺土相差两层土以上时，接头处按1:6的坡度进行斜面搭接。
为确保外坡脚压实度，改性土铺料时需超填，超填土料按照1:1.5放坡，并严格按照控制铺料厚度。同时，以设计外坡脚为准，顶部超填宽度不小于30cm。
4.5改性土碾压
改性土碾压采用20t凸块振动碾沿总干渠方向顺次进行，行车速度2Km/h，振动频率20Hz～30Hz。碾压遍数按照碾压实验确定。振动碾压作业采用进退法，进退各为1遍，碾迹重叠宽度不小于20cm。分段碾压时，相邻施工段作业面的搭接碾压宽度：平行堤轴线方向不小于0.5m，垂直堤轴线方向不小于3m。
机械碾压不到或易漏压的部位，由人工采用蛙夯或冲击夯等小型设备夯实，夯实时应采用连环套打法，夯迹双向套压，夯压夯1/3，行压行1/3，分段、分片夯实时，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。
4.6改性土换填层沿渠道轴线方向的衔接
⑴衔接部位填筑应在渠道断面方向超填土料削坡之前完成；填筑时应清除较早填筑体沿渠道方向的超填土料；
⑵被改性土料和改性土水泥掺量相同的渠段之间结合面坡度不小于1:6；不同被改性土料、不同水泥掺量的改性土结合面坡度不应小于1:10；
⑶结合面处早期填筑的填筑体需开挖成小台阶，台阶高为每一层铺土碾压厚度。
4.7改性土养生
水泥改性土碾压完成后，应立即进行养生，当不能持续施工时，养生时间不少于7天，可以采取洒水、塑料布覆盖或超填土覆盖等方式。
4.8改性土削坡
在进行改性土施工中不需要每层削坡，填筑高度小于3m时可最后一次性削坡，填筑高度较大时每3m削坡一次，削坡时留5cm保护层。
5.质量控制
⑴严格料源质量控制，确保使用土料合格，严格按设计批准的渠道开挖土或招标文件指定的取土场土料。
⑵运输与卸料质量控制，避免车辆轮胎夹带泥块进入填筑区内。在填筑期间或填筑以后，发现有污染的填料予以全部清除。
⑶碾压质量以控制碾压参数为主，凸块振动碾的滚筒重量、激振频率、激振力满足设计要求，并经常性维护与保养，保证设备状态良好。按规定的搭接宽度进行碾压，低速行驶。
⑷严格“跟踪检测”制度,质检人员要全过程跟踪检测，认真填写检测数据，保证检测成果的真实可靠和检测指标齐全。
施工过程中填筑质量主要检查项目：各填筑部位的土料质量、铺土厚度和碾压参数、碾重是否适当、有无弹簧土、松散土或起皮、纵横向接缝的处理、结合部位的压实方法。
每层改性土碾压完成后，应及时取样进行质量检测，检测时间一般不超过4h。水泥改性土压实度采用环刀法在试坑中下部取样进行检测，将试样送至试验室，经检测合格后进行上一层的填筑。
水泥改性土压实度采用环刀法在试坑中下部取样进行检测，宜按渠堤填筑检验长度或挖方渠段换填水泥改性土，每100m～150m为一个单元工程进行质量检验评定。
填筑碾压完成后，按规定进行检测，达到设计要求后，方可继续填筑。
（6）改性土雨季施工质量保证措施
①密切注意雨情预报，雨前及时压实作业面，并做成中央凸起向两侧微倾，将填筑面筑成1%～2%的坡度，以利迅速排水，来不及压实的松散土，采用宽幅防雨布或塑料薄膜加以覆盖。
②降雨时和雨后一段时间严禁人员和车辆在填筑面上行走，并留有值班人员值守。
③雨后恢复施工时，填筑面应经晾晒、复压处理，必要时应对表层进行清理。
④雨后复工第一层填土要薄，避免因排水形成局部洼坑填筑超厚，影响压实质量，待填平补齐后方可按原铺土厚度铺筑。
参考文献
1、《堤防工程施工规范》SL260—98
2、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求》NSBD-ZXJ-2-01
3、《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准试行》NSBD7-2007
4、《南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技术规定（试行）》NSBD-ZGJ-1-37
5、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》NSBD-ZXJ-4-01
【关键词】 ： 水泥改性土施工技术质量控制
中图分类号：TU74文献标识码： A
1一般技术要求
⑴在改性土填筑前，首先在室内进行改性土分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量及最大干密度等。
⑵改性土宜采用稳定土拌和机拌和。
⑶在改性土填筑前，需先进行破碎及拌和工艺试验、确定拌制工艺及相关控制指标。
⑷结合改性土填筑试验，确定拌制工艺、碾压设备、碾压施工工艺、碾压控制指标等各项参数。
⑸施工中应选取适宜的开挖、运输和碾压设备，应结合施工组织和所选施工设备合理确定换填作业面。
⑹改性土填筑尽量避开雨季施工，根据作业面周边的地形条件采取地表水截排措施，避免施工期间各类地表水进入工作面。
⑺按设计要求形成渠道开挖或填筑坡面后，需立即开展后续项目施工作业，避免开挖面或填筑坡面长期暴露。
2水泥改性土施工流程
3水泥改性土主要参数
通过不同水泥掺量情况下的土工击实试验，获取其最大干密度和最优含水量，由碾压试验确定铺土厚度、碾压遍数。
4施工工法
4.1测量放样
⑴对监理提供的测量原始基准点进行复核，沿渠加密基准点，布设施工控制网点，并将成果报监理单位审核。
⑵利用施工控制测量网点，加强土石方开挖过程中的边线、高程和坡度控制。
⑶将预留的保护层人工配合机械清理，测量人员全过程跟踪，并用木桩标出边线、高程和坡度，保证清理后的基面满足设计要求。
4.2基面验收及回填前的保护
建基面保护层开挖完成后，人工将表层松土清理干净，在清理过程中，不得有任何拍坡补土现象，还应将表层树木、草皮、树根、垃圾、弃土、淤泥、腐殖土、废渣、泥炭土等不合格土全部清除。
建基面验收完成后应及时进行水泥改性土的填筑，无法及时填筑或遇有雨雪天气时应采用防雨布对建基面进行覆盖保护，并做好回填前及回填过程中的基础降排水工作，避免雨水、基础渗水破坏基础。
4.3水泥改性土拌制和运输
4.3.1原材料要求
①土料：采用弱膨胀土，禁止使用中、强膨胀土，所用土料的自由膨胀率限制在21～65%范围内。
②水泥：水泥改性土的改性材料宜采用42.5普通硅酸盐水泥，严禁采用过期水泥或不合格水泥。水泥掺量根据天然土料膨胀特性，经室内试验最终确定。
③水：凡适宜饮用的水均可使用。
4.3.2改性土碎土
在进行碎土施工前，应针对不同土料厂、不同含水量，结合土料开采及堆存方式进行生产性碎土工艺试验，并根据试验结果确定相应土料在确定的开采方式下的碎土生产工艺。
碎土采用齿鼓式液压碎土技术的土壤破碎机，该机通過液压驱动，高速旋转的合金破碎头对土壤进行切削、抛甩、拍击、挤压，使土壤细碎粒径达到施工技术要求。合格土块粒径级配为：最大粒径不大于10㎝，10㎝～5㎝粒径含量不大于5%，5㎝～5mm粒径含量不大于50%，5mm以下粒径含量不小于45%。碎土前剔除土料内粒径大于 10cm 的钙质结核，采用轮式装载机上料，通过碎土机生产出粒径合格的土料。
碎土生产工艺确定后，不得随意改变与之相关的取土区域、开采和堆存方式。当取土区域或土料开采方式发生变化时，应结合生产试验成果调整碎土生产工艺。
4.3.3改性土拌制
在水泥改性土拌合前，应选现场有代表性的被改性土做室内EDTA滴定试验，以开始掺入水泥后30分钟、2、4、6、12小时为时间参变量，测定水泥含量标准曲线，以便检测后续生产的水泥改性土水泥含量。
水泥改性土拌制采用具有自动称量系统的稳定土厂拌设备，按监理工程师签认的配料单进行配料拌和，严格控制土料、水泥和水的掺量。施工初期每拌和批次不大于600m³，施工中后期可适当减少检测频次，水泥改性土抽测不少于6个样（每个样品重量不少于300g），进行水泥含量检测，施工中、后期可适当减少检测频次。水泥改性土质量通过样品水泥含量的平均值与水泥含量标准差评定。水泥含量采用 EDTA 滴定法测定，平均值不得小于设计掺量，标准差不大于0.7。
4.3.4改性土运输
改性土采用自卸汽车运输至填筑面，拌和合格后的水泥改性土料应及时填筑。从拌和站出口到碾压完成时间，一般不超过4h。自卸汽车靠近填筑面时后退行驶，“进占法”摊铺。
4.4水泥改性土填筑
水泥改性土填筑前进行生产性碾压施工试验，通过试验确定铺土厚度、最佳含水率、碾压遍数等施工参数，并经隐蔽工程联合验收后进行施工。水泥改性土换填时，从底板最低处开始，不得顺坡填筑，机械不能作业的较小面积用人工铺土、小型夯具夯实，直到基面大致平整。填筑顺序按照齿槽、底板和边坡的顺序进行。
按照“进占法”摊铺水泥改性土，厚度控制采用“算方上料、铺平把关、插扦检查”的方法，以保证铺土厚度均匀；采用推土机平行渠道轴线进行铺土、整平，必要时人工配合摊铺。
改性土分段施工，每100m左右为一个平行循环施工段。相邻工作面填筑施工时尽量平衡上土，两工作面接头处要逐层交错压实，不得留有界沟。如进度不一，铺土相差两层土以上时，接头处按1:6的坡度进行斜面搭接。
为确保外坡脚压实度，改性土铺料时需超填，超填土料按照1:1.5放坡，并严格按照控制铺料厚度。同时，以设计外坡脚为准，顶部超填宽度不小于30cm。
4.5改性土碾压
改性土碾压采用20t凸块振动碾沿总干渠方向顺次进行，行车速度2Km/h，振动频率20Hz～30Hz。碾压遍数按照碾压实验确定。振动碾压作业采用进退法，进退各为1遍，碾迹重叠宽度不小于20cm。分段碾压时，相邻施工段作业面的搭接碾压宽度：平行堤轴线方向不小于0.5m，垂直堤轴线方向不小于3m。
机械碾压不到或易漏压的部位，由人工采用蛙夯或冲击夯等小型设备夯实，夯实时应采用连环套打法，夯迹双向套压，夯压夯1/3，行压行1/3，分段、分片夯实时，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。
4.6改性土换填层沿渠道轴线方向的衔接
⑴衔接部位填筑应在渠道断面方向超填土料削坡之前完成；填筑时应清除较早填筑体沿渠道方向的超填土料；
⑵被改性土料和改性土水泥掺量相同的渠段之间结合面坡度不小于1:6；不同被改性土料、不同水泥掺量的改性土结合面坡度不应小于1:10；
⑶结合面处早期填筑的填筑体需开挖成小台阶，台阶高为每一层铺土碾压厚度。
4.7改性土养生
水泥改性土碾压完成后，应立即进行养生，当不能持续施工时，养生时间不少于7天，可以采取洒水、塑料布覆盖或超填土覆盖等方式。
4.8改性土削坡
在进行改性土施工中不需要每层削坡，填筑高度小于3m时可最后一次性削坡，填筑高度较大时每3m削坡一次，削坡时留5cm保护层。
5.质量控制
⑴严格料源质量控制，确保使用土料合格，严格按设计批准的渠道开挖土或招标文件指定的取土场土料。
⑵运输与卸料质量控制，避免车辆轮胎夹带泥块进入填筑区内。在填筑期间或填筑以后，发现有污染的填料予以全部清除。
⑶碾压质量以控制碾压参数为主，凸块振动碾的滚筒重量、激振频率、激振力满足设计要求，并经常性维护与保养，保证设备状态良好。按规定的搭接宽度进行碾压，低速行驶。
⑷严格“跟踪检测”制度,质检人员要全过程跟踪检测，认真填写检测数据，保证检测成果的真实可靠和检测指标齐全。
施工过程中填筑质量主要检查项目：各填筑部位的土料质量、铺土厚度和碾压参数、碾重是否适当、有无弹簧土、松散土或起皮、纵横向接缝的处理、结合部位的压实方法。
每层改性土碾压完成后，应及时取样进行质量检测，检测时间一般不超过4h。水泥改性土压实度采用环刀法在试坑中下部取样进行检测，将试样送至试验室，经检测合格后进行上一层的填筑。
水泥改性土压实度采用环刀法在试坑中下部取样进行检测，宜按渠堤填筑检验长度或挖方渠段换填水泥改性土，每100m～150m为一个单元工程进行质量检验评定。
填筑碾压完成后，按规定进行检测，达到设计要求后，方可继续填筑。
（6）改性土雨季施工质量保证措施
①密切注意雨情预报，雨前及时压实作业面，并做成中央凸起向两侧微倾，将填筑面筑成1%～2%的坡度，以利迅速排水，来不及压实的松散土，采用宽幅防雨布或塑料薄膜加以覆盖。
②降雨时和雨后一段时间严禁人员和车辆在填筑面上行走，并留有值班人员值守。
③雨后恢复施工时，填筑面应经晾晒、复压处理，必要时应对表层进行清理。
④雨后复工第一层填土要薄，避免因排水形成局部洼坑填筑超厚，影响压实质量，待填平补齐后方可按原铺土厚度铺筑。
参考文献
1、《堤防工程施工规范》SL260—98
2、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求》NSBD-ZXJ-2-01
3、《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准试行》NSBD7-2007
4、《南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技术规定（试行）》NSBD-ZGJ-1-37
5、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》NSBD-ZXJ-4-01