渠道水泥改性土換填施工工法

1、渠道水泥改性土換填施工工法水泥改性土，是指將一定比例的水泥摻入膨脹土土料之中以改善膨脹土的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)，使膨脹土喪失膨脹潛能，并在一定程度上提高土體強(qiáng)度或承載力。1、 工法特點(diǎn)水泥改性土換填施工工法，在膨脹土地區(qū)通過對開挖料進(jìn)行改性，減少對非膨脹土的需求。在施工中具有操作簡便的特點(diǎn)，可以做到連續(xù)施工，適宜開展大規(guī)模的施工。2、 工藝原理因膨脹土具有遇水膨脹、失水干縮的特性，采用路拌機(jī)、穩(wěn)定土拌和機(jī)等摻拌設(shè)備，在膨脹土料中摻入適量的水泥，使二者充分拌合并發(fā)生物理及化學(xué)反應(yīng)，改變膨脹土的力學(xué)性質(zhì)，使其強(qiáng)度和水穩(wěn)定性大大提高，膨脹性得到控制。碾壓后形成的換填層，一方面可隔離大氣與膨脹土基礎(chǔ)的直接作用，

2、另一方面吸收基面的膨脹潛能，降低原膨脹土基礎(chǔ)自身因含水量變化而產(chǎn)生的脹縮應(yīng)力，防止膨脹土邊坡產(chǎn)生滑坡。3、 工藝流程及操作要點(diǎn)3.1工藝流程土料開采運(yùn)輸 碎土 水泥土拌制 運(yùn)輸 攤鋪 碾壓 取樣檢測3.2操作要點(diǎn)（1）土料檢驗(yàn)及施工工藝試驗(yàn)在施工之前，首先通過室內(nèi)試驗(yàn)取得弱膨脹土或中膨脹土土料的物理指標(biāo)參數(shù)，包括粘粒含量、塑性指數(shù)、膨脹率、水泥摻量等。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)取得的參數(shù)，進(jìn)行現(xiàn)場碾壓施工工藝試驗(yàn)，確定碾壓機(jī)械及鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)機(jī)械等參數(shù)。這些參數(shù)在施工中進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。（2）土料開采運(yùn)輸土料的開采根據(jù)現(xiàn)場施工組織和施工場地的不同，可分為臨時性堆放和直接堆放。臨時性

3、堆放，是指從渠道開采的弱（中）膨脹土土料運(yùn)至指定地點(diǎn)分區(qū)堆放，在進(jìn)行改性土制備前，用挖掘機(jī)挖裝、自卸汽車運(yùn)輸，將土料轉(zhuǎn)運(yùn)至拌合場。（3）碎土使用穩(wěn)定土拌和機(jī)拌制水泥土一般情況下需要碎土。碎土宜在拌和場內(nèi)采用液壓機(jī)碎土機(jī)進(jìn)行，剔除膨脹土土料內(nèi)粒徑大于10cm的鈣質(zhì)結(jié)核或土塊。碎好的土料，粒徑含量要滿足有關(guān)技術(shù)要求。采用輪式裝載機(jī)上料碎土，攏堆，采用塑料布臨時覆蓋。（4）水泥土拌制根據(jù)工程量大小，可采用路拌機(jī)或穩(wěn)定土拌和機(jī)拌制。1） 路拌機(jī)拌制由于路拌機(jī)本身具有碎土功能，土料可不單獨(dú)進(jìn)行碎土。拌合場地面采用推土機(jī)平整后，用平碾碾壓，每次碾壓均測定沉降，直至連續(xù)兩次碾壓的沉降量之差在3mm以內(nèi)為止。

4、將土料用輪式裝載機(jī)裝車、自卸車運(yùn)輸至拌合場內(nèi)。一般情況下，拌合場至少要劃出3個區(qū)才能滿足路拌機(jī)拌制流水作業(yè)的要求。拌制程序?yàn)椋和亮蠑備佀鄶備伮钒铏C(jī)拌制（同時灑水）3-4遍拌合料滴定檢測成品攏堆覆蓋。為保證土料拌合用水，拌合場要設(shè)置專用水源。土料攤鋪根據(jù)鋪料厚度的不同，摻加的水泥量也不同。土料攤鋪采用人工配合推土機(jī)進(jìn)行，鋪土厚度由施工工藝試驗(yàn)確定。在拌合場附近設(shè)置高程點(diǎn)作為控制鋪土厚度的基準(zhǔn)點(diǎn)。用圓鋼制作插釬，并在插釬上標(biāo)出長度標(biāo)記，檢查鋪土厚度，局部采用人工平整，保證攤鋪厚度均勻。土料平整后，用鋼尺在土料上面定出網(wǎng)格，用石灰做出標(biāo)記。每個網(wǎng)格的面積根據(jù)鋪土厚度不同而劃定。為便于控制，以采用固

5、定鋪土厚度、一袋水泥的摻入量來控制網(wǎng)格面積，便于控制水泥摻量。打開水泥袋將水泥倒在網(wǎng)格中心，用刮板將水泥均勻攤開，使每袋水泥的攤鋪面積相等，做到土料表面沒有空白位置，亦無水泥集中點(diǎn)。采用路拌機(jī)拌制混合。在拌制前，可將路拌機(jī)后壓斗改裝，將灑水設(shè)備接至后壓斗頂部，在拌制中同時灑水，保證灑水均勻。拌制時必須做到拌合均勻、不留死角。根據(jù)土料的特性，一般拌制34遍即可，每一遍之間的時間間隔要根據(jù)現(xiàn)場檢驗(yàn)而定。一臺路拌機(jī)按拌合的四道工序（鋪土、鋪水泥、灑水拌合、滴定檢測）可進(jìn)行4場流水拌合作業(yè)，以發(fā)揮路拌機(jī)的最佳效能。流水作業(yè)場次如下：第一場 第二場 第三場 第四場iiiiiiiv鋪土鋪水泥灑水拌合滴定檢

6、測鋪水泥灑水拌合滴定檢測鋪土灑水拌合滴定檢測鋪土鋪水泥滴定檢測鋪土鋪水泥灑水拌合 、為工序號拌制完成后，做滴定檢測，進(jìn)行水泥含量和均勻性檢測。合格后攏堆，臨時覆蓋保濕或直接運(yùn)至填筑工作面；對于滴定檢測不合格的土料，要分析原因，重新進(jìn)行拌合并檢測。2） 穩(wěn)定土拌和機(jī)拌制大規(guī)模的水泥改性土施工采用廠拌法施工，采用的機(jī)械為穩(wěn)定土拌合機(jī)。穩(wěn)定土拌合機(jī)一般由集料系統(tǒng)、計量傳送系統(tǒng)、拌制系統(tǒng)、水泥罐體四部分組成。集料系統(tǒng)用于盛放土料，根據(jù)機(jī)械的類型可以配置多個料斗（類似于混凝土拌和站的砂石料集料斗）；在集料斗下部有電子計量系統(tǒng)，通過控制液壓斗門開啟或關(guān)閉來確定土料的重量，土料落至皮帶機(jī)后，傳送至拌合機(jī)內(nèi)；

7、在拌合系統(tǒng)運(yùn)行后，電腦自動控制水泥罐添加水泥至拌合機(jī)內(nèi)，并適當(dāng)添加水，拌制完成后，經(jīng)皮帶機(jī)卸料。穩(wěn)定土拌合站需要一定的場地。安裝時，在集料斗前修筑一個緩坡，利于裝載機(jī)添料。拌合添加的土料、水泥重量比例，由試驗(yàn)室通過edta滴定試驗(yàn)確定。通過試驗(yàn)，繪制水泥含量標(biāo)準(zhǔn)曲線，以便檢測水泥改性土水泥含量，然后進(jìn)行穩(wěn)定土拌合機(jī)拌合水泥改性土的試驗(yàn)，以確定拌合機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)。將碎好的土料用裝載機(jī)運(yùn)至穩(wěn)定土拌和機(jī)集料斗。為保證土料質(zhì)量，集料斗上口一般加工成帶坡度的型式，并在上口設(shè)置篩網(wǎng)，每個小網(wǎng)格邊長不宜大于10cm , 以過濾掉粒徑不合格的土料。拌合稱量系統(tǒng)按試驗(yàn)參數(shù)控制土料、水泥和水的重量。充分拌合，時間

8、一般不少于2min。出料后，取樣進(jìn)行均勻性檢測。均勻性可采用水泥含量標(biāo)準(zhǔn)差控制，用edta滴定法測定水泥含量，平均值不得小于設(shè)計摻量。水泥改性土水泥含量標(biāo)準(zhǔn)差不得大于有關(guān)技術(shù)要求。檢測合格的水泥改性土，由裝載機(jī)攏堆并覆蓋或直接運(yùn)至填筑工作面。穩(wěn)定土拌合機(jī)施工具有操作簡便、工效高的特點(diǎn)。可以連續(xù)拌合，適合大規(guī)模的改性土換填施工。（5）水泥土運(yùn)輸采用輪式裝載機(jī)裝料、自卸車運(yùn)輸至填筑工作面，采用“進(jìn)占法”卸料。（6）填筑填筑前要進(jìn)行基面清理及驗(yàn)收，檢測基面的坡度，清除松土。1） 改性土料攤鋪采用推土機(jī)鋪料和平土。為保證碾壓機(jī)械的工作面、確保邊角壓實(shí)度，鋪土邊線在水平距離上要進(jìn)行超填。在攤鋪的同時，采

9、用推土機(jī)在坡面上推出臺階以保證土體結(jié)合，臺階高度與鋪土層厚相同。在鋪料過程中，嚴(yán)格按照碾壓試驗(yàn)的參數(shù)控制鋪料厚度，可用插釬檢測。施工程序見下圖。 2）采用凸塊振動碾進(jìn)行碾壓，碾壓結(jié)束后，環(huán)刀法取樣檢測壓實(shí)度，合格后進(jìn)行下一層填筑。3）削坡在換填完成后，人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行削坡。由有經(jīng)驗(yàn)的挖掘機(jī)操作人員按樣槽進(jìn)行削坡，削坡方向垂直于渠道軸線，由上至下順坡進(jìn)行。土料攏集于坡下后，裝車運(yùn)至拌合場進(jìn)行再次拌合，用于設(shè)計或有關(guān)技術(shù)要求允許使用的部位，使削坡余料得到最大限度的利用。削坡時應(yīng)預(yù)留510cm的薄土層。預(yù)留的薄土層削坡時，將挖掘機(jī)斗齒前焊接一塊約2cm的鋼板作為“刮板”，長度同挖掘機(jī)斗寬，寬度約為

10、15 cm，前緣與斗齒齊平，開挖方向垂直于渠道軸線，沿坡長自上而下的將預(yù)留的薄土層刮除，人工用平頭鐵鍬將坡面遺留的松土清至挖掘機(jī)附近，隨“刮板”攏堆。在坡面上釘上木樁，每5m作為一個斷面，按坡度放樣，在樁位上固定尼龍線，掛線后進(jìn)行釘樁加密，人工進(jìn)行坡面整理，直至坡面平整度和坡度符合規(guī)范要求。4、 施工機(jī)具配置序號工序名稱投入機(jī)械1開采運(yùn)輸液壓反鏟挖掘機(jī)、自卸汽車2碎土液壓碎土機(jī)3拌制路拌機(jī)或穩(wěn)定土拌和機(jī)4攤鋪碾壓推土機(jī)、凸塊振動碾5削坡液壓反鏟挖掘機(jī)、自卸汽車5、 質(zhì)量控制要點(diǎn)水泥改性土填筑施工過程中容易出現(xiàn)的問題有：土料拌合不均、層間結(jié)合面風(fēng)干、漏壓、彈簧、剪刀破壞等。需要采取以下措施預(yù)防：

11、(1)采用路拌機(jī)拌制時，土料攤鋪后，要用路拌機(jī)在攤鋪層上均勻行走12遍，這樣既可整平表面又可對土料進(jìn)行破碎。水泥攤鋪工序非常關(guān)鍵，攤鋪時要均勻，不得在土面上形成空白。路拌機(jī)拌合至少3遍。 對于穩(wěn)定土拌合機(jī)，為保證拌合的均勻性，除嚴(yán)格控制土料粒徑外，拌合時間對均勻性的影響很大。拌合時間要通過試驗(yàn)確定。(2)填筑時采用進(jìn)占法施工，由于換填的厚度小，填土?xí)r運(yùn)輸車輛在同一工作面反復(fù)碾壓，必要時可適當(dāng)采用推土機(jī)推送。(3)結(jié)合面處理。在碾壓時，由于受天氣影響，填筑層表面風(fēng)干很快。為保證層間結(jié)合，在進(jìn)行上一層鋪土施工之前，需要對結(jié)合面進(jìn)行灑水。同時，邊坡結(jié)合面也是關(guān)鍵部位之一。填筑前在原渠坡上逐層進(jìn)行開蹬

12、處理，臺階高為每一層鋪土的厚度（松鋪），需用推土機(jī)進(jìn)行施工。(4)水泥摻量、拌合均勻度、土料含水量、粒徑、拌和用水量、拌和遍數(shù)直接影響水泥改性土的質(zhì)量。在制備水泥土?xí)r必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行拌制，嚴(yán)格進(jìn)行檢測。(5)水泥改性土拌制完成后，需要在現(xiàn)場取樣檢測拌和質(zhì)量，檢測時主要檢測拌和均勻度以及水泥含量、含水量是否滿足要求。(6)攤鋪時水泥改性土的含水率宜高于最佳含水率的1.0%2.0%，以補(bǔ)償在攤鋪及碾壓過程中的水分損失。(7)雨季施工應(yīng)特別注意天氣變化，避免使水泥和混合料受到雨淋。降雨時應(yīng)停止施工，已經(jīng)攤鋪的水泥土應(yīng)快速碾壓、封面并覆蓋。6、影響工效的因素(1) 工序。水泥土施工的工序包括膨脹土料運(yùn)輸、碎土、拌制、運(yùn)輸、碾壓、削坡等多個工序，在進(jìn)行施工組織時要充分考慮。(2)水泥摻量。因膨脹土的土料性質(zhì)不同、水泥的摻量也不同，故工效也不相同。(3)拌制方式。路拌機(jī)拌制的工效較低，產(chǎn)能低，程序復(fù)雜，一般要34遍才能保證水泥土的均勻性；同時，路拌機(jī)的使用費(fèi)用也較高，對成本控制不利。在大規(guī)模