渠道水泥改性土换填施工工法

1、渠道水泥改性土换填施工工法水泥改性土，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。1、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。2、工艺原理For pers onal use only in study and research; not for commercial use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

2、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。碾压 后形成的换填层，一方面可隔离大气与膨胀土基础的直接作用，另一方面吸收基 面的膨胀潜能，降低原膨胀土基础自身因含水量变化而产生的胀缩应力，防止膨胀土边坡产生滑坡。3、工艺流程及操作要点3.1工艺流程土料开米运输f 碎土f水泥土拌制f 运输f摊铺f碾压f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

3、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。1

4、）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。 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：土料摊铺一 水泥摊铺f路拌机拌制（同时洒水）3-4遍f拌合料滴定检测f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。 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

5、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。 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 34遍即可，每一遍之间的时间间隔要

6、 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：第一场第二场第三场第四场 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。2）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

7、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

8、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。稳定土拌合机施工具有操作简便、 工效高的特点。可以连续拌合，适合大规 模的改性土换填施工。（5）水泥土运输采用轮式装载机装料、自卸车运输至填筑工作面，采用“进占法”卸料。（6）填筑填筑前要进行基面清理及验收，检测基面的坡度，清除松土。1）改性

9、土料摊铺采用推土机铺料和平土。为保证碾压机械的工作面、确保边角压实度，铺土 边线在水平距离上要进行超填。在摊铺的同时，采用推土机在坡面上推出台阶以 保证土体结合，台阶高度与铺土层厚相同。在铺料过程中，严格按照碾压试验的 参数控制铺料厚度，可用插钎检测。施工程序见下图。渠（四）碾压、检测换填土设计填筑边线铺土边线凸块振动碾开挖台阶2）采用凸块振动碾进行碾压，碾压结束后，环刀法取样检测压实度，合格 后进行下一层填筑3）削坡在换填完成后，人工配合挖掘机进行削坡。由有经验的挖掘机操作人员按样 槽进行削坡，削坡方向垂直于渠道轴线，由上至下顺坡进行。土料拢集于坡下后， 装车运至拌合场进行再次拌合，用于设计

10、或有关技术要求允许使用的部位， 使削 坡余料得到最大限度的利用。削坡时应预留510cm的薄土层。预留的薄土层削坡时，将挖掘机斗齿前焊接一块约 2 cm的钢板作为“刮板”，长度同挖掘机斗 宽，宽度约为15 cm，前缘与斗齿齐平，开挖方向垂直于渠道轴线，沿坡长自上 而下的将预留的薄土层刮除，人工用平头铁锹将坡面遗留的松土清至挖掘机附 近，随“刮板”拢堆。在坡面上钉上木桩，每 5m作为一个断面，按坡度放样， 在桩位上固定尼龙线，挂线后进行钉桩加密，人工进行坡面整理，直至坡面平整 度和坡度符合规范要求。4、施工机具配置序号工序名称投入机械1开米运输液压反铲挖掘机、自卸汽车2碎土液压碎土机3拌制路拌机或

11、稳定土拌和机4摊铺碾压推土机、凸块振动碾5削坡液压反铲挖掘机、自卸汽车5、质量控制要点水泥改性土填筑施工过程中容易出现的问题有：土料拌合不均、层间结合面风干、漏压、弹簧、剪刀破坏等。需要采取以下措施预防：(1) 采用路拌机拌制时，土料摊铺后，要用路拌机在摊铺层上均匀行走12遍，这样既可整平表面又可对土料进行破碎。 水泥摊铺工序非常关键，摊铺时要 均匀，不得在土面上形成空白。路拌机拌合至少 3遍。对于稳定土拌合机，为保证拌合的均匀性，除严格控制土料粒径外，拌合时 间对均匀性的影响很大。拌合时间要通过试验确定。(2) 填筑时采用进占法施工，由于换填的厚度小，填土时运输车辆在同一工作 面反复碾压，必

12、要时可适当采用推土机推送。(3) 结合面处理。在碾压时，由于受天气影响，填筑层表面风干很快。为保证层间结合，在进行上一层铺土施工之前，需要对结合面进行洒水。同时，边坡结 合面也是关键部位之一。填筑前在原渠坡上逐层进行开蹬处理，台阶高为每一层铺土的厚度(松铺)，需用推土机进行施工。(4) 水泥掺量、拌合均匀度、土料含水量、粒径、拌和用水量、拌和遍数直接 影响水泥改性土的质量。在制备水泥土时必须严格按照试验参数进行拌制，严格 进行检测。(5) 水泥改性土拌制完成后，需要在现场取样检测拌和质量，检测时主要检测 拌和均匀度以及水泥含量、含水量是否满足要求。(6) 摊铺时水泥改性土的含水率宜高于最佳含水

13、率的1.0%2.0%,以补偿在摊 铺及碾压过程中的水分损失。(7) 雨季施工应特别注意天气变化，避免使水泥和混合料受到雨淋。降雨时应 停止施工，已经摊铺的水泥土应快速碾压、封面并覆盖。6、影响工效的因素(1) 工序。水泥土施工的工序包括膨胀土料运输、碎土、拌制、运输、碾压、 削坡等多个工序，在进行施工组织时要充分考虑。(2) 水泥掺量。因膨胀土的土料性质不同、水泥的掺量也不同，故工效也不相 同。(3) 拌制方式。路拌机拌制的工效较低，产能低，程序复杂，一般要34遍才能保证水泥土的均匀性；同时，路拌机的使用费用也较高，对成本控制不利。 在大规模的水泥土施工中，采用稳定土拌和机拌制才能满足施工强度

14、的要求，但 稳定土拌和机一次性投资比较大，维护费用也比较高，要根据工程量的大小综合 考虑施工成本问题。(4) 碾压。渠道换填水泥改性土要求的压实度高，工效较低。(5) 换填厚度及削坡处理。换填厚度对效率影响很大。换填厚度较小时，为保 证填筑质量、满足碾压机械的工作面要求，超填量所占比例较大，在削坡时投入 的机械和人工数量较多，土料损耗较大，效率降低。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen fdierStForschung, zu kommerziellen Zwecken v