浅谈水泥改性土施工工艺

论粉砂段水泥改性土施工工艺

●潘晓城/（中国水利水电第三工程局有限公司路桥分局）

1.工程概况

1.1.工程简介

本文以中兴路（清溪街～东风路）市政

道路工程K0+000～K1+321.97段施工为背

景，全长1321.97m，所处地貌单元为黄河泛

滥冲积平原，位于中牟县城东部，为中牟县

的一条南北向城市主干道，工程南起规划清

溪街，北至东风路，全长1321.97米。道路标

准断面型式为：50m（红线）-4.5m（人行道）

-7m（非机动车道）-2.5m（绿化带）-22m（机

动车道）-2.5m（绿化带）-7m（非机动车道）

-4.5m（人行道）。其中在桩号0+850～1+300

路段路基为粉沙、细砂层，其结构松散，力

学性质极不均匀。为增强路基强度，对车行

道路床下30cm（分两层各15铺筑）路基掺水

泥进行拌合和压实处理，施工时应先做试验

段，在满足路基压实度及验收弯沉设计条件

下，确定最佳水泥含量，方可进行全面施工。

本次按4%水泥进行统计，共4860方。

1.2.砂性土特性及施工控制要点

根据工程地质勘探报告，桩号0+850～

1+300路段路基为粉沙、细砂层。本土质①结构松散保水性差，土体板结困难，在静凉一段时间或随着车辆上土工程中碾压，表面易形成3～5cm厚浮土层。②该类土的最大干密度对水的敏感性较高，含水率高或低均不能很好的压实。③粉粒和沙粒间的空隙没有粘粒来填充，虽然经过了碾压但整体性较差，很难达到较高的压实度。④沙土的毛细孔发达，易吸水也易蒸发失水。施工时针对以上粉砂土特点：1.施工时为增强路基尤其是路床的强度和稳定性，对路基车行道路床下30cm（分两层各15cm铺筑）采用了4%水泥进行拌合压实处治。2.施工中试验检测人员进行含水量的检测工作，加强土的含水量控制，力求在最佳含水量范围内施工。3.针对沙土本身的内部结构，在施工中调整施工工艺，使用振动压路机往复作用保证粉质土的压实质量。4.粉土掺水泥施工在碾压结束后及时洒水养生及时补充一下表面散失的水份。

2.水泥改性土原理及作用

水泥改性土通过在素土中拌入一定比例的水泥，使水泥和土充分拌合后进行碾压整平，使得水泥和土中的水分充分反应，碾压成形后水泥开始凝结产生强度，从而达到提高土基强度，消除土基失陷性的目的。这种方法硬化速度快，搅拌均匀，施工速度快，质量得以保证，适应于要求下承层具备较高的强度及整体性的工程，达到通过下承层提供给上部结构以足够支持，防止产生较大的变形。

3.施工准备

3.1.原材料准备

①土：本工程填料选用道路沿线路槽开挖的可利用土方，从颗粒结构分析来看，土样中粉粒含量较多，此类土塑性较差不易碾压成型。

②原材检测数据：在施工前，我们对原材料土场土样机水泥样品进行了详细的检测分析，并确定了水泥和土的拌合料击实标准。水泥改性土的颗粒组成最大粒料不应超过37.5mm，土的均匀系数应大于5，土中的有机质含量应小于10%。水泥土的最大干密度（1.8g/cm3）和最优含水率（11.2%），用以指导施工.

③水泥：应使用初、终凝时间长的水泥以适应工艺要求，一般应要求初凝时间大于3h，终凝时间大于6h的水泥。水泥采用普通硅酸盐水泥，采用终凝时间较长标号为42.5级的水泥，快硬水泥、早强水泥及已受潮变质的水泥不得使用。

在施工前，我们根据水泥土拌合料在试验室的检测结果，对其在不同延时条件下的力学指标和含水量进行了统计分析，得出以下结论，水泥改良土的抗压强度随时间的延长呈衰减趋势，含水量亦同。

3.2.施工人员、机械及检测设备配置

水泥改性土施工受水泥最早凝结时间限制，施工过程是一个连续紧凑的过程，对施工组织要求较高，施工中不允许出现机械故障或由于工序不衔接等因素拖延或终止水泥改良土的施工，造成水泥改性土中的水泥凝结，从而导致水泥改良土施工的失败。因而要有合理的人员、机械配置。本着快检的原则应配备相应的试验及测量设备。

4.施工工艺及步骤

施工工艺流程：

4.1.路槽准备

开工前进一步对路槽标高进行自检并将其表面的浮杂物清理干净，下承层检测合格后，进行水泥土施工，首先进行素土摊铺；采用框格法控制素土摊铺数量：框格取7*8m,松铺厚度18cm，并现场实测含水量，含水量控制在最佳含水量+2～3%，含水量较大时，翻开晾晒，含水量不足时，及时进行洒水。（最佳含水率11.2%）。

4.2.施工放样

在路槽恢复中线，每20m打设一桩，并在边缘外设指示桩。在指示桩上用明显标记标出水泥改良土边缘的设计高。

4.3.素土整平

备土完成后，先用平地机将土刮平，测定含水量，当含水量较小时须用洒水车洒水，再用压路机静压1～2遍，使其表面平整，厚度均匀，并达到一定的压实度。该工序有利于水泥的均匀摊铺及拌合。

4.4.摆放和摊铺水泥

布灰前应首先做好运送水泥时的防灰尘措施，拟采用彩条布覆盖方法且最好选择无大风（四级以上）的天气。将水泥均匀地摊铺在预定的路基方格上，表面应力求平整。在整平后的原状土面上按照拟定的比例将水泥均匀摊铺在土层上，人工摊铺、平整水泥，使水泥均匀。具体操作要点如下：根据计算的水泥用量和摆放间距，按石灰网格摆放水泥，并用刮板均匀摊开，尽量使每袋水泥的摊铺面积相等。4%水泥土最大干密度

1.8ɡ/㎝3,每平方水泥用量为1.8×0.15×0.04=10.8㎏/㎡,每袋水泥撒布4.6㎡。在试验段施工中，具体按试验结果满足路基压实度及验收弯沉设计条件下，确定最佳水泥用量。撒布水泥采用机械配合人工的作业方法，平地机整平，人工填补找平，水泥要撒布均匀，施工中要严格控制水泥用量。

拌和采用路拌法施工，首先要选择良好的拌和设备，拌和遍数根据试验段确定控制为至少2遍，拌和作业长度控制为半幅150m 左右。路拌机每道拌合有效宽度为2.2m，水泥土拌合时，应注意每道搭接宽度不少于30cm，确保工作区内无漏拌。路拌机根据层厚调整拌合深度，确保本层拌合彻底，无夹层现象。水泥摊铺完成后路拌机及时开始拌合，拌合机应匀速、平稳行走，现场取5m/min 行走速度,确保拌合均匀、深度一致。其次需重视含水量对施工的影响。含水量对水泥稳定土的碾压是一个特别敏感的指标，控制的好坏关系到压实成败。拌和好的混合料在碾压前含水量应高出最佳含水量2%左右。这样不仅保证了碾压工作的顺利进行，也尽量避免了稳定土起皮、“干弹”或“湿弹”现象。施工过程中要严格控制拌和深度和混合料均匀性。拌和深度应犁入下层0.5～1cm 左右，以利上下层的粘结。拌和完毕后要求混合料均匀、色泽一致，没有灰条、灰团和花面，并取样试验，整个拌和过程应在1.5h 内完要成。水泥土开始拌合后，应有专人跟踪拌和机，控制拌和机的拌合宽度，行走速度，对拌合效果进行现场实测。技术人员应在现场随机抽取若干部位，对拌合厚度，均匀程度，含水量、灰剂量等指标进行检测。我部施工时，压实厚度取15cm，含水量取最佳含水量+2%作为碾压前拌合料的控制含水量。

4.5.混合料整型碾压

水泥拌和第2遍时推土机进行粗平，然后用重型压路机快速静压封面，这样可以防止土中水分的过早散失和表面的初次找平，再用PY160型平地机进行平整，平整时从两侧向中间进行，遍数一般1～2遍直到路拱及横坡符合设计要求、平整度满足规范要求，形成1.5%横坡，目视平整，对局部坑凹处用装载机配合人工进行找平。测量人员在现场跟踪测量，及时指挥司机准确精平，直到高程、横坡达到规范要求为止。如果含水量过大或过小，则采用翻晒或撒水的办法处理。紧跟着用平地机整平人工配合整型。整完后，用振动压路机快速静压一遍，以消除不平整处，再用人工进行精平，在整平过程中检查混合料的松铺厚度，按设计规定的坡度和路拱成型。整个整型过程一般应在1.5h 内完成。在碾压过程中，应配备洒水车随时补充混合料表面散失的水份，保持混合料表面的潮润，初压采用22t振动压路机，对水泥土在半幅范围内进行碾压，静压1-2遍；复压采用22t（振动压路机振压3～4遍(叠压1/2，往返算1遍）,最后采用胶轮压路机揉压2遍，在碾压过程中检验压实度（最大干密度1.8），直到达到规定压实度为止。

压实顺序按先两侧后中间，先慢后快，先静压1遍后振动压4～5遍最后静压1遍进行碾压，并保证当日拌好的混合料当日完成碾压，按照“先轻后重、先静压后弱振、再强振最后再静压”的原则进行碾压。直