论渠道水泥改性土换填施工工法

论渠道水泥改性土换填施工工法

摘要：水泥改性土，是指将一定比例的水泥掺入膨胀土土料之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。本文主要介绍在渠道施工中采用水泥改性土进行换填施工的工法。

关键词：渠道；水泥改性土；换填；施工工法；

abstract: cement modified soil is to mix a certain proportion of cement with expansive soil to improve the properties or structure of expansive soils to make it loss the expansive potential and improve the the soil strength or bearing capacity in an certain extent. this paper mainly introduces the replacement construction methods of cement modified soil in the canal construction.

keywords: canal; cement modified soil; replacement; construction method

中图分类号： [tv91] 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

引言

南水北调南阳段工程特点，土质结构是膨胀土，在施工过程中要消除膨胀土的膨胀特性，提高其土体强度和承载力。

水泥改性土，是指将一定比例的水泥掺入膨胀土土料之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。

工法特点

水泥改性土换填施工工法，在膨胀土地区通过对开挖料进行改性，减少对非膨胀土的需求。在施工中具有操作简便的特点，可以做到连续施工，适宜开展大规模的施工。

工艺原理

因膨胀土具有遇水膨胀、失水干缩的特性，采用路拌机、稳定土拌和机等掺拌设备，在膨胀土料中掺入适量的水泥，使二者充分拌合并发生物理及化学反应，改变膨胀土的力学性质，使其强度和水稳定性大大提高，膨胀性得到控制。

工艺流程及操作要点

3.1工艺流程

土料开采运输→碎土→水泥土拌制→运输→摊铺→碾压

→取样检测

3.2操作要点

（1）土料检验及施工工艺试验

在施工之前，首先通过室内试验取得弱膨胀土或中膨胀土土料的物理指标参数，包括粘粒含量、塑性指数、膨胀率、水泥掺量等。根据室内试验取得的参数，进行现场碾压施工工艺试验，确定碾压机械及铺土厚度、碾压遍数、压实机械等参数。这些参数在施工中进行验证，并根据实际情况进行调整。

（2）土料开采运输

土料的开采根据现场施工组织和施工场地的不同，可分为临时性堆放和直接堆放。

临时性堆放，是指从渠道开采的弱（中）膨胀土土料运至指定地点分区堆放，在进行改性土制备前，用挖掘机挖装、自卸汽车运输，将土料转运至拌合场。

（3）碎土

使用稳定土拌和机拌制水泥土一般情况下需要碎土。碎土宜在拌和场内采用液压机碎土机进行，剔除膨胀土土料内粒径大于10cm 的钙质结核或土块。碎好的土料，粒径含量要满足有关技术要求。采用轮式装载机上料碎土，拢堆，采用塑料布临时覆盖。

（4）水泥土拌制

根据工程量大小，可采用路拌机或稳定土拌和机拌制。

路拌机拌制

由于路拌机本身具有碎土功能，土料可不单独进行碎土。

①拌合场地面采用推土机平整后，用平碾碾压，每次碾压均测定沉降，直至连续两次碾压的沉降量之差在3mm以内为止。

将土料用轮式装载机装车、自卸车运输至拌合场内。一般情况下，拌合场至少要划出3个区才能满足路拌机拌制流水作业的要求。拌制程序为：土料摊铺→水泥摊铺→路拌机拌制（同时洒水）3-4遍→拌合料滴定检测→成品拢堆覆盖。为保证土料拌合用水，拌合场要设置专用水源。

②土料摊铺根据铺料厚度的不同，掺加的水泥量也不同。土料

摊铺采用人工配合推土机进行，铺土厚度由施工工艺试验确定。在拌合场附近设置高程点作为控制铺土厚度的基准点。用圆钢制作插钎，并在插钎上标出长度标记，检查铺土厚度，局部采用人工平整，保证摊铺厚度均匀。土料平整后，用钢尺在土料上面定出网格，用石灰做出标记。每个网格的面积根据铺土厚度不同而划定。为便于控制，以采用固定铺土厚度、一袋水泥的掺入量来控制网格面积，便于控制水泥掺量。打开水泥袋将水泥倒在网格中心，用刮板将水泥均匀摊开，使每袋水泥的摊铺面积相等，做到土料表面没有空白位置，亦无水泥集中点。

③采用路拌机拌制混合。在拌制前，可将路拌机后压斗改装，将洒水设备接至后压斗顶部，在拌制中同时洒水，保证洒水均匀。拌制时必须做到拌合均匀、不留死角。根据土料的特性，一般拌制3～4遍即可，每一遍之间的时间间隔要根据现场检验而定。一台路拌机按拌合的四道工序（铺土、铺水泥、洒水拌合、滴定检测）可进行4场流水拌合作业，以发挥路拌机的最佳效能。流水作业场次如下：

④拌制完成后，做滴定检测，进行水泥含量和均匀性检测。合格后拢堆，临时覆盖保湿或直接运至填筑工作面；对于滴定检测不合格的土料，要分析原因，重新进行拌合并检测。

稳定土拌和机拌制

大规模的水泥改性土施工采用厂拌法施工，采用的机械为稳定

土拌合机。稳定土拌合机一般由集料系统、计量传送系统、拌制系统、水泥罐体四部分组成。集料系统用于盛放土料，根据机械的类型可以配置多个料斗（类似于混凝土拌和站的砂石料集料斗）；在集料斗下部有电子计量系统，通过控制液压斗门开启或关闭来确定土料的重量，土料落至皮带机后，传送至拌合机内；在拌合系统运行后，电脑自动控制水泥罐添加水泥至拌合机内，并适当添加水，拌制完成后，经皮带机卸料。

稳定土拌合站需要一定的场地。安装时，在集料斗前修筑一个缓坡，利于装载机添料。

拌合添加的土料、水泥重量比例，由试验室通过edta滴定试验确定。通过试验，绘制水泥含量标准曲线，以便检测水泥改性土水泥含量，然后进行稳定土拌合机拌合水泥改性土的试验，以确定拌合机运行控制参数。

将碎好的土料用装载机运至稳定土拌和机集料斗。为保证土料质量，集料斗上口一般加工成带坡度的型式，并在上口设置筛网，每个小网格边长不宜大于10cm , 以过滤掉粒径不合格的土料。拌合称量系统按试验参数控制土料、水泥和水的重量。充分拌合，时间一般不少于2min。出料后，取样进行均匀性检测。均匀性可采用水泥含量标准差控制，用edta滴定法测定水泥含量，平均值不得小于设计掺量。水泥改性土水泥含量标准差不得大于有关技术要求。检测合格的水泥改性土，由装载机拢堆并覆盖或直接运至填筑工作面。