水泥土换填试验方案

水泥土换填试验方案

1.工程概况

南水北调中线一期工程总干渠潮河段第五施工标段，设计桩号SH（3）158+200～SH（3）164+500，标段长度6.3km，本标段为全明渠段，标段内共有各种建筑物12座。其中左排两座，分别是教场王左排倒虹吸与小老营左排倒虹吸。

教场王沟排水倒虹吸工程位于河南省中牟县教场王村西南约1km 处，沟道与总干渠交叉断面处桩号为SH(3)159+581.1，建筑物总长213.164m，管身长105.264m，孔数1孔、单孔尺寸为2.5m×2.5m（宽×高）。

小老营沟排水倒虹吸工程位于中牟县张庄镇西南，交叉断面处总干渠桩号为SH(3)164+017.3，建筑物总长218.660m，其中管身长120.060m，单孔2.0m×2.0m （宽×高）。小老营沟排水倒虹吸由进口段连接段、管身段、出口消能防冲段组成。

本标段教场王沟排水倒虹吸身段第2、8节管身基础采用0.5m 厚15﹪水泥土换填；小老营沟排水倒虹吸第3、10节管身基础采用0.5m 厚15%水泥土换填，第1、2、4、9、11节管身段和进出口翼墙基础采用0.3m 厚15%水泥土换填。

按设计要求，土方填筑压实度不低于98％，土料含水率的上下限偏差不超过-2％～+3％，具体施工压实参数应通过现场换填试验确定。

2.试验目的

2.1换填试验的目的是为了确保南水北调中线一期工程工程质量，检验所选用施工机械的适用性及其性能的可靠性。

2.2核查水泥土压实后是否能够达到设计要求的压实度。

2.3选定合理的施工压实参数，如：铺料厚度、水泥土参拌方法、单位面积水泥用量、所用土料含水量的适宜范围、压实机具、压实方法和压实遍数等。

2.4优化选取质量好、进度快、成本低的施工方案，确定水泥土换填的质量控制技术要求和检测方法，为现场施工提供依据

3.试验依据

⑴《土工试验规程》SL237-1999

⑵《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001

⑶《堤防工程施工规范》SL260-98

⑷招标文件《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）潮河段第五施工标段技术条款》

⑸图纸名称《南水北调一期工程总干渠潮河段小老营沟排水倒虹吸地基处理图》NZSⅡ(CH)-P014-1-1、《南水北调一期工程总干渠潮河段教场王沟排水倒虹吸地基处理图》NZSⅡ(CH)-P013-1-1等相关设计图纸

4.试验设备

5.试验前的准备工作

5.1室内土工试验

试验前由项目部工地试验室人员取可用土料备料区的合格混合土料，按照设计要求（水泥:土料=15:85，质量比）做水泥土击实试验，检测水泥土的最大干密度和最优含水率。按照设计要求压实度不低于98％，土料虚铺按20cm计算。

5.2材料准备

本试验块所利用的土料为本标段临时堆料区堆存的可用混合土料；水泥采用郑州天瑞水泥有限责任公司生产的袋装42.5级复合硅酸水泥。

5.3设备准备

①装运设备：挖掘机装土，自卸汽车拉运至试验场地；

②铺料设备：装载机配合推土机铺土、整平；

③检测试验设备：土工试验设备一套、测量设备1套（全站仪）；

④压实设备：水泥土压实拟采用蛙式打夯机夯击

6.试验方案

6.1试验场地的选择及整理

经现场查看、比较，考虑到本标段水泥土总量较小，所以项目部决定在两座左排建筑物需进行换填的部位进行水泥换填试验，不在另行选择场地进行试验，如在试验完毕后，不合格的将立即清除，重新进行试验。

首先有人工将场内建基面清理干净作为本次试验的基层，测量人员用白灰线放出试验场地，经监理工程师检查验收后开始铺土进行试验。

6.2铺土压实

试验区铺层厚度确定按20cm控制，夯击4、6遍后测沉降量，并用环刀法取样做干密度检测。

具体施工参数见附表1，操作过程见试验工序图。

附表1：压实试验参数

水泥土换填试验工序图

1、水泥土拌合：现场采用小型机械对混合料进行拌和，以拌合均匀为标准。

2、运料、平料：采用装载机配合推土机铺料，保证填筑层厚度和平整度满足试验要求。

3、铺料：采用装载机运土、平铺并以人工辅助平整，铺填层厚度由现场质检人员控制。

4、测量：采用全站仪进行测量。在铺料前、压实到拟定遍数后进行测量。每个试验区测量三个断面，每个断面测两个点。为了测量铺料厚度和沉降量，预先在场外设置临时水准点。

5、压实：用蛙式打夯机夯击4遍和6遍。

6、土工试验：试验区压实到拟定遍数后由试验人员采用环刀法取样，取样6个，取样部位在压实层下部1/3处(数据整理时，根据干密度试验结果，去掉干密度最大值和最小值)。通过室内土工试验测定土体的含水率并计算干密度。测定完成后根据测定结果绘制干密度ρd与压实遍数Ni关系曲线。

6.3施工技术要求

1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。

2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和装载机参与整平作业，确保试验区土料表面平整。

3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等质量问题时，应及时进行处理。

4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。

5、低温时施工：负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。

6、从拌合到压实成型的时间控制在1.5个小时之内。

6.4确定最优压实组合

试验完成后对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，计算出对应的压实度，并绘出压实遍数和压实度的关系曲线，最后根据设计要求，并结合上述曲线计算出最优压实组合（铺土厚度、压实遍数）。

6.5复核试验

用所选定压实遍数、铺土厚度再进行一次复核试验，如果压实结果满足设计、施工要求，即可确定为施工压实参数。

7.试验记录与检查