膨胀土、崩解岩边坡水泥改性土换填施工技术

膨胀土、崩解岩边坡水泥改性土换填施工技术
【摘要】根据引江济淮试验工程试验研究成果，参考南水北调中线工程经验，膨胀土河道边坡采用水泥改性土换填防护措施。

水泥改性土施工应重点控制原材料、拌和工艺、碾压工艺
和压实效果等环节。

其中，原材料应严格按照有关材料的技术指标进行控制；碾压施工控制
参数按碾压试验结果控制；压实度不小于设计要求。

本文主要对膨胀土、崩解岩边坡水泥改
性土换填施工技术进行探析，对类似水泥改性土换填施工具有很好的参考意义。

【关键词】膨胀土崩解岩高边坡稳定水泥改性土换填
1 工程概况
引江济淮工程由长江下游上段引水，向淮河中游地区补水，是一项以城乡供水和发展江淮航
运为主，结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境等综合利用的大型跨流域调水工程，是
集供水、航运、生态等效益的一项水资源综合利用工程。

引江流量300m3/s，入淮流量
280m3/s。

输水干线长723km，划分为引江济巢、江淮沟通、江水北送三大工程段落，共设
八大节制枢纽。

江淮沟通段输水河道自巢湖西北部派河口起，沿派河经肥西县城关上派镇、在肥西县大柏店
附近穿越江淮分水岭，沿天河、东淝河上游河道入瓦埠湖，由东淝河下游河道，经东淝闸后
入淮河，全长155.1km。

江淮沟通段河道输水流量：起点派河口295m3/s、蜀山泵站枢纽提
水流量290m3/s、入瓦埠湖280m3/s。

标段位于江淮沟通段内桩号35+180~40+181.7处，本段河渠均为丘陵岗地开挖，开挖深度
18~22.0m。

从揭露的地质钻探资料分析，该段边坡土质多为上弱或中膨胀土、砂性土，下部
软岩结构，该段软岩分为全~强风化及中等风化~新鲜粉砂岩。

该标段边坡均为弱膨胀土与软
岩共存的混合边坡，存在边坡高地下水位出溢问题及高边坡稳定问题。

根据引江济淮试验工
程试验研究成果，参考南水北调中线工程经验，采用水泥改性土换填覆盖，本标段内上层土
分布有⑤层重、中粉质壤土，具有弱膨胀性，需进行换填处理措施。

即表层换填弱膨胀掺入4%水泥的重粉质壤土（改性土）覆盖，厚度1.0m。

新开挖河床底部为膨胀土层的，将基脚10m范围内的河底膨胀土挖除，换填4%水改性泥土，深度1.5m，外侧开挖边坡1:1。

2 水泥改性土换填施工
2.1 工艺试验
2.1.1工艺试验主要目的
水泥改性土换填施工前应进行工艺试验，工艺试验主要目的如下:
①核查土料压实后是否能达到设计压实干密度值和设计压实度。

②检查压实机具的性能是否满足施工要求；
③确定合理的施工碾压参数：铺土厚度、土块限制直径、含水量的适宜范围、压实方法和
压实遍数；
④检验稳定土拌和机工作性能如：生产能力、拌合后混合料灰剂量及含水率；
⑤研究和完善水泥土换填施工工艺和措施；
⑥确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为现场施工提供依据。

2.1.2工艺试验流程
水泥改性土工艺试验流程：土料开采运输一碎土一水泥土拌制一运输一摊铺一碾压一取样检测。

水泥改性土工艺试验中主要控制指标为原土料自由膨胀率、碎土后土料粒径、含水率、压实度、碾压遍数、水泥掺量及其均匀性等；此外，工艺试验中应对水泥改性土防渗性能和改性
效果进行控制，以取得最为合理的施工工艺参数。

2.2 水泥改性土换填施工工序
2.2.1 测量放样
严格按照施工图纸放样，做好边桩、填土高度、边坡坡比控制等。

（1）测量人员放线时外侧应比设计宽度超宽30cm，以保证边缘压实度，每10m设置一根
基准桩，并洒上白灰线。

（2）施工期间应经常对控制点进行复测，施工过程中，应保护好所有控制桩点，应及时恢
复被破坏的桩点。

2.2.2 保护层开挖及清基
（1）保护层开挖
水泥改性土施工前先采用挖掘机对保护层进行剥离，为避免坡面长时间暴露，剥离时坡面按
照设计开挖轮廓预留10～15cm保护层后进行定桩、挂线，挂线时必须将线拉紧，尽可能保
持坡面平整。

坡面预留的10～15cm保护层，在边坡水泥改性土换填分层开挖台阶时一并挖除。

（2）基面清理
按照施工图纸开挖边线，清除坡面及平台浮土，遇地表积水提前进行抽排，保证填筑面清洁、干燥。

2.2.3 土料翻晒
采用挖掘机装15t自卸车将备土区内土料运至翻晒区内，然后采用挖掘机摊铺、打梗、翻晒。

土料翻晒至含水率至18%左右后，采用挖掘机装15t自卸车运至水泥改性土拌合站进行破碎。

2.2.4 碎土
素土运输到拌合站后，先进行破碎处理，水泥改性土拌合站设置YST680型碎土机1台，土
壤细碎粒度达到施工技术及规范的要求。

2.2.5 水泥改性土拌和
按设计比例掺加水泥，碎土料的含水率应低于最优含水率；将碎土料和水泥输入拌和机掺拌，掺拌均匀后，再增加4%左右的水并拌合均匀。

拌和料含水率应为最优含水率的+1%～+3%，且含水率控制值应充分考虑运距、天气、夜间
施工等各方面因素：运距长、气温高、及日间施工时拌合料含水率应取大值；运距短、气温
低及夜间施工时取小值。

2.2.6 摊铺碾压
采用“算方上料、铺平把关、插杆检查”的方法，以保证铺土厚度均匀。

采用自卸车后退上料，挖掘机摊铺，人工局部补料平整，摊铺土料每边比设计宽出不少于30cm。

用钢筋钎插扎控制厚度，再用推土机配合人工精平，水泥改性土摊铺虚铺厚度为30cm，允许偏差为-5~0cm，
摊铺表面平整度不超过±5cm。

铺土后遇天气变化或隔夜施工时，要及时将已摊铺水泥改性土
碾压密实，并采用防雨布对场地进行覆盖。

根据水泥改性土工艺试验确定的碾压参数，采用进退错距法进行碾压，碾迹搭压宽度不小于50cm，行车速度2.0～3.0km/h，。

采用分段、分片碾压时，相邻作业面碾压搭接宽度平行于
堤轴线方向不应小于0.5m，垂直堤轴线方向不应小于3.0m。

做到碾压无漏角、无死角，确
保碾压均匀。

碾压完成，并在压实度检测合格后采用凸块碾进行拉毛碾压。

2.3 水泥改性土换填施工要求
（1）改性土填筑前，应根据不同的料源及水泥掺量做室内水泥改性土击实试验，以确定水
泥改性土的最优含水量及最大干密度。

水泥改性土填筑压实度不小于0.96（轻型）。

（2）填筑前，根据室内试验取得的参数和设计要求的压实度，确定压实须达到的干密度，
并进行碾压施工工艺试验，确定铺土厚度、碾压遍数、含水率、压实机械等参数。

水泥改性
土含水率控制在最优含水率（+1%?+3%）,铺土厚度不大于 40cm,振动凸块碾碾压。

铺土厚度
通过碾压试验确定，保证每层压实厚度0.25m左右。

（3）水泥改性土在分层填筑上升过程中，为做到处理层与边坡更好的结合，应及时对填筑
面及填筑边坡进行洒水养护，以防止水泥（粉砂岩）改性土砂化。

为做到处理层与边坡更好
的结合。

（4）水泥（粉砂岩）改性土换填过程中，从加水拌合到碾压终了的延续时间，不应超过4h。

碾压过程中如有弹簧土、松散土、起皮现象，应及时翻开重新碾压并检测合格。

（5）雨季施工应特别注意天气变化，勿使水泥和混合料受雨淋。

降雨时应停止施工，但已
摊铺的水泥改性土应尽快碾压密实。

3 结束语
膨胀土、崩解岩边坡水泥改性土换填施工工艺复杂，质量控制存在一定难度。

本文从施工工
艺流程详细阐述了每道工序的施工内容。

其中，水泥改性土换填施工应重点控制原材料、拌
和工艺、碾压工艺和压实效果等环节，通过严格控制施工过程，确保了膨胀土、崩解岩边坡
水泥改性土换填施工工施工质量。