浅谈水泥改性土施工技术与质量控制

浅谈水泥改性土施工技术与质量控制
水泥改性土施工基本为稳定土拌合站场拌法和路拌机路拌法两种，简要说明两种水泥改性土的生产和填筑施工方法，简要说明水泥改性土施工中质量控制的要点。

标签：水泥改性土；施工技术；质量控制
1 引言
膨胀土粘粒成分主要由强亲水性矿物蒙脱石与伊利石组成，是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特殊性粘土，这一特性对工程建筑物具有严重破坏性，对工程建筑物长期安全运行构成隐患。

我国膨胀土分布广泛，在工程中通过改性膨胀土作为工程填筑材料越来越多，采用水泥改性是处理膨胀土的方法之一，本文重点介绍水泥改性土施工技术与质量控制。

2 水泥改性土施工
2.1 改性土填筑施工准备
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；取得水泥改性土的最优含水率、最大干密度等物理参数。

根据室内试验取得的参数，进行现场碾压施工工艺试验，确定碾压设备、铺土厚度、最佳含水率、碾压遍数等参数。

这些参数在施工中进行验证，并根据实际情况进行调整。

2.2 水泥改性土施工工艺流程
土料开采运输→碎土→水泥改性土拌制→运输→摊铺→碾压→取样检测
2.3 水泥改性土施工方法
2.3.1 土料开采运输
（1）料场土料开采前应进行地下水位调查，对于地下水位较高的料场，疏通并开挖料场排水沟网，及时排除取土坑及排水沟网内的积水，降低地下水位。

（2）改性土土料料源的天然含水量接近施工控制下限值时，宜采用立面混合开挖；当含水量偏大，宜采用平面分层开挖。

（3）不同的土料层自由膨胀率变化较大时，宜采用平面分层开挖，不同土料层的混合土料满足设计要求时，宜采用立面混合开挖。

（4）改性土土料料源可采用挖掘机开挖土料，自卸汽车运输至拌合场指定地点分区堆放。

（5）根据土料含水量情况采取堆存或摊铺及保护措施，土料堆场土料周边应做好截水沟，应备有防雨遮阳设施，含水量偏大时，应进行摊铺风干、翻晒等措施处理。

2.3.2 水泥改性土拌制方法
水泥改性土拌制常用的方法一般为稳定土拌合站场拌法和路拌机路拌法两种。

两种拌制方法对比为：
（1）稳定土拌合站场拌法优点：水泥改性土生产效率高，质量稳定，有利改性土质量控制，可适用大规模改性土生产；缺点：是对被改性土含水量要求高，土料含水小于15%，土料含水小，土块较硬，碎土机难以破碎，土料粒径不易满足要求，土料含水大于22%时，含水较大，土料粘性较高，易粘料仓，土料不易破碎，破碎粒径难以满足要求。

（2）路拌机路拌法优点：土料拌制完成后可直接碾压，避免了土料的二次倒运，可节约施工成本，水泥时效保证率高，路拌机灵活机动，可适用于线路较长，水泥改性土填筑方量较小部位施工。

路拌机路拌对被改性土料含水量适应范围大一些，含水率小于24%时，碎土粒径均能满足要求，通过路拌机现场搅拌，层间结合面可二次打毛2～5cm，层间结合好；缺点：对被改性土摊铺厚度要求高，土料摊铺厚度一般为27cm，摊铺最大厚度不大于30cm，30cm厚以下土料不能破碎及水泥搅拌，难以保证水泥改性土拌制质量要求，水泥用人工摊铺，效率相对较低，离差系数与拌合次数关系密切，不能在大风天气施工，不适合于水泥改性土大规模生产和填筑。

2.3.3 稳定土拌合站场拌法
2.3.3.1 土料破碎
碎土在拌合场内一般采用液压碎土机进行，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。

2.3.3.2 改性土拌制
大规模的水泥改性土施工宜采用场拌法施工，采用的机械为稳定土拌合机。

稳定土拌和机进行拌制水泥改性土的生产试验，以确定拌和机运行控制参数。

将碎好的土料用装载机送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。

拌和称量系统按试验参数控制土料、水泥和水的重量，在拌合机内充分拌和，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標准差控制，用EDTA滴定法测定水泥含量，平均值不得小于设计掺量，检测合格的水泥改性土，经皮带机卸料，由自卸汽车运输至填筑面。

2.3.4 路拌机路拌法
2.3.4.1 碎土
采用路拌机碎土，根据含水量实际情况，碎土2～3遍。

第一遍碎土在土料摊铺后掺水泥之前，第二遍碎土是在土料掺水泥之后的碎土加拌合，第三遍碎土在补水之后的碎土加拌合，碎土完成后，人工剔除土料内粒径大于10cm的土块，路拌机拌制遍数一般应为3遍。

2.3.4.2 铺灰
在碾压区已摊铺好的原土上由施工技术人员用白线将整个碾压区画分成多个单元方格，每单元方格内的水泥用量计算方法为：用压实后的最大干密度乘以压实厚度再乘以摊铺面积，得出每个单元方格内的干土重量，用干土重量乘以掺灰比例得出每个单元格内的需用水泥重量。

碎好土料经过平整后，采用人工均匀摊撒水泥，使方格内的土料表面没有空白位置且无水泥集中现象，施工天气应该避免大风天气施工。

2.3.4.3 改性土拌制
水泥改性土拌制采用路拌机进行。

当土料含水率小于最优含水率时需加水拌和，当土料含水率在1～3%不需要加水拌和，拌和后对含水量、粒径大小、水泥含量和均匀性进行检测，合格后可直接碾压，不合格重新进行拌和并检测，直至检测合格后方能进行碾压。

2.3.5 水泥改性土试验检测拌和添加的土料、水泥重量比例，通过EDTA滴定试验，绘制水泥含量标准曲线，以便检测水泥改性土水泥含量，水泥改性土水泥含量标准差不得大于有关技术要求。

2.3.6 土料摊铺
土料摊铺采用人工配合推土机进行，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的结合，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，采用有刻度的铁钎随铺随插进行检测。

2.3.7 碾压
碾压设备根据试验进行确定，碾压时采取进退式碾压，前进一遍算一遍，后退一遍算第二遍，两遍间的相邻碾压轮迹重叠不应小于30cm，保证碾压的均匀性，不过压；碾压过程中发现凸凹不平现象，人工配合及时补平，使平整度符合要求；个别大型振动碾无法到位的边角部位，采用小型手扶式振动碾或平板振动夯，碾压时确保无漏压、无死角。

2.3.8 压实度检测
水泥改性土压实度检测采用环刀法或灌砂法检测，取样深度为底部三分之一处，取样数量一般为150～200m3取样1组，一个单元填筑层不少于3组，取样检测合格后进行下层填筑。

3 水泥改性土质量控制
（1）水泥改性土具有时效性，从出机口到现场碾压完成时间应控制在4小时内完成。

（2）对于稳定土拌和机，为保证拌和的均匀性，除严格控制土料粒径外，拌和时间对均匀性的影响很大，拌和时间要通过试验确定；对于路拌机拌制遍数一般为3遍，拌制遍数为路拌机路拌改性土碾压试验确定。

（3）路拌机路拌时现场实测含水率，土料含水率控制在最优含水率+1%～+3%范围内，若含水率高，必须进行晾晒；若含水率低必须进行均匀洒水拌和闷料。

含水率调整可与碎土工序合并进行。

（4）稳定土拌合站拌制改性土，土料掺加水泥拌和后土料的含水率一般降低1～2%，摊铺时水泥改性土的含水率宜高于最佳含水率的1.0%～3.0%，以补偿在摊铺及碾压过程中的水分损失。

（5）填筑时采用进占法施工，填土时运输车辆在工作面反复碾压，造成土料剪切破坏及弹簧土，为减少运输车辆对填筑面的反复碾压，采用推土机推送。

（6）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，需要对结合面進行洒水。

填筑前在原坡面上逐层进行台阶处理，台阶高为每一层铺土的碾压厚度，结合面处和填筑设计边坡坡脚应碾压密实。

（7）水泥掺量、拌和均匀度、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。

（8）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。

（9）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。

参考文献
[1]南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技术规定（试行NSBD-ZGJ-1-37.。