淺析水泥改性土填筑(換填)施工技術(shù)

袁林海

(河南省水利第二工程局，河南 鄭州 451478)

膨脹土的邊坡在遇水以后會(huì)膨脹變形，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡內(nèi)應(yīng)力的重新分布，還會(huì)降低土體強(qiáng)度和水的荷載能力。把水泥按一定比例摻到膨脹土的土料中，讓膨脹土失去膨脹的性能，以達(dá)到改良膨脹土的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的目的，同時(shí)一定程度上起到土體承載力與強(qiáng)度提高的作用。這種摻了一定比例水泥的膨脹土土料就是水泥改性土。本文將按照水泥改性土填筑的工藝流程，依次對水泥改性土填筑的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探討。

一 進(jìn)行工藝試驗(yàn)并選擇原材料

在填筑施工前，應(yīng)該先進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，以取得包括土料的粘粒含量、水泥摻量、膨脹率以及塑性指數(shù)在內(nèi)的弱(中)膨脹土土料詳細(xì)的物理參數(shù)指標(biāo)。現(xiàn)場的碾壓工藝試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)按照室內(nèi)試驗(yàn)所獲得的具體參數(shù)進(jìn)行，同時(shí)要對碾壓與壓實(shí)機(jī)械、碾壓遍數(shù)以及鋪土厚度等參數(shù)進(jìn)行確定。在施工中這些參數(shù)還要進(jìn)一步驗(yàn)證，并按照實(shí)際的施工情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

選擇原材料的時(shí)候要參考試驗(yàn)所得的土料參數(shù)和工程實(shí)際。在開采不同取土區(qū)的土料時(shí)應(yīng)利用室內(nèi)試驗(yàn)獲得的包括天然土料的抗剪強(qiáng)度、含水量、粘粒含量、自由膨脹率、塑性指數(shù)、最大干密度以及最優(yōu)含水率在內(nèi)的物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)，如果在天然的土料中有姜石及礫石，也要對其含量進(jìn)行測定。

二 開采與制備土料

根據(jù)現(xiàn)場的施工組織及場地情況的不同，土料開采主要包括臨時(shí)性土料堆放與直接土料堆放。臨時(shí)性的土料堆放，要把渠道開采所得的弱(中)性膨脹土土料輸送到指定的地點(diǎn)，再分區(qū)進(jìn)行堆放。在制備改性土前，需要依靠挖掘機(jī)的挖裝以及自卸汽車的運(yùn)輸把土料轉(zhuǎn)運(yùn)到改性土拌和場地。而直接的土料堆放，在渠道進(jìn)行施工時(shí)其工作面可以連續(xù)作業(yè)，它直接把渠道開挖所得的土料運(yùn)到拌和場地堆放起來。

土料制備要根據(jù)具體參數(shù)和工程需求進(jìn)行。必要時(shí)，改性土的土料還要進(jìn)行二次制備。采取工業(yè)毛氈對已制備的土料進(jìn)行臨時(shí)覆蓋，并安排好堆放場周圍的排水設(shè)備，以免雨水因排除不及時(shí)而滲入土料當(dāng)中，破壞制備改性土的效果。

三 碎土工藝

在拌和場內(nèi)進(jìn)行碎土工藝可選擇液壓碎土機(jī)。在膨脹土的土料中但凡內(nèi)粒徑在10cm以上的鈣質(zhì)土塊或結(jié)核都應(yīng)該進(jìn)行剔除，確保在碎好的土料中所有的土塊的粒徑含量是符合技術(shù)要求的。進(jìn)行上料碎土與攏堆工藝可選擇輪式裝載機(jī)，其臨時(shí)覆蓋的工具則可直接使用塑料布。

四 確定水泥摻量并進(jìn)行拌制

(一)確定水泥摻量。水泥改性土具體的水泥摻量按照土料膨脹的特性，在室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對不同天然土料的自由膨脹率進(jìn)行分析，然后確定具體的改性土的水泥摻量。

(二)拌制改性土。拌制水泥土可選擇穩(wěn)定土拌和機(jī)，其型號有WCQ600和ZWCB500兩種。前者生產(chǎn)能力是600t，后者的生產(chǎn)能力是500t。拌和土料與水泥的添加重量比例是通過試驗(yàn)室的EDTA滴定試驗(yàn)來確定的。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，繪制標(biāo)準(zhǔn)水泥含量的曲線圖，以便對水泥改性土當(dāng)中的水泥含量進(jìn)行檢測，進(jìn)而對拌制的水泥改性土進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到確定拌和機(jī)的運(yùn)行控制參數(shù)的目的。

五 運(yùn)輸流程

拌制好的水泥改性土經(jīng)檢測合格后就可以裝載運(yùn)輸了。其運(yùn)輸可選擇輪式裝載機(jī)來進(jìn)行裝料，用自卸車將裝好的土料運(yùn)到填筑工作場地去。其卸料方法可選擇進(jìn)占法。

六 填筑工藝

在進(jìn)行填筑前，要對基面進(jìn)行清理與驗(yàn)收。水泥改性土具體的填筑步驟如下:

首先，采用推土機(jī)來進(jìn)行改性土料的攤鋪和平整作業(yè)。要在鋪土邊線的水平距離上進(jìn)行超填以確保碾壓機(jī)械具體的工作面以及邊角壓實(shí)度。在鋪料時(shí)要嚴(yán)格根據(jù)碾壓試驗(yàn)所得參數(shù)對鋪料厚度進(jìn)行控制，并用插釬隨時(shí)進(jìn)行檢測。在進(jìn)行水泥改性土攤鋪的同時(shí)，為保證土體結(jié)合質(zhì)量，還要在坡面上用推土機(jī)推出高度跟鋪土厚度相同的臺(tái)階。

然后，通過凸塊振動(dòng)碾來進(jìn)行土層碾壓工作。在碾壓結(jié)束以后，還要用環(huán)刀法來進(jìn)行壓實(shí)度取樣檢測。只有在檢測合格以后才可填筑下一層。

最后，在完成填筑以后進(jìn)行削坡工藝可采用人工與挖掘機(jī)相配合的方式。讓經(jīng)驗(yàn)豐富的挖掘機(jī)操作員根據(jù)樣槽來進(jìn)行方向同渠道軸線垂直的、從上到下順坡完成的削坡作業(yè)。將土料攏集在坡下，然后裝車運(yùn)到拌和場再次進(jìn)行拌和，在設(shè)計(jì)及技術(shù)允許部位上使用，保證削坡余料的可以最大限度發(fā)揮作用。在削坡時(shí)要預(yù)留薄土層，其厚度在5cm到10cm之間。對預(yù)留薄土層進(jìn)行削坡的時(shí)候，在挖掘機(jī)的斗齒前端焊上一塊用作刮板的、約20mm厚的鋼板，其長度要和挖掘機(jī)的斗寬保持一致，寬為15cm左右，其前緣要和斗齒齊平。在坡面上釘好木樁，以5m為斷面距離，根據(jù)坡度放樣并固定尼龍線在樁位上，掛線后加密釘樁。然后人工用平頭的鐵鍬進(jìn)行坡面整理，直到坡面的坡度與平整度符合規(guī)范要求為止。

七 取樣質(zhì)檢

完成填筑以后，要對整個(gè)工程進(jìn)行取樣質(zhì)量檢查，保證水泥改性土最大限度地發(fā)揮作用，避免在施工中產(chǎn)生的土料拌和不均勻、漏壓、剪切破壞等問題的出現(xiàn)影響到工程質(zhì)量。這是填筑流程的最后一步，不可或缺。

八 總結(jié)

為保證改性土的高質(zhì)填筑以及工程工序之間銜接的緊密性，改性土的填筑施工要跟普通主體土方的填筑施工同時(shí)進(jìn)行。水泥改性土對于膨脹土的改良能夠在一定程度上達(dá)到解決膨脹土工程難題的目的，它可以充分地利用膨脹土地區(qū)的開挖料以實(shí)現(xiàn)就地取材，并減少非膨脹土需求量。水泥改性土的施工操作簡便，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的、大規(guī)模的施工。

［1］馬世茂，李斌.淺析水泥改性土填筑(換填)施工技術(shù)［J］.河南水利與南水北調(diào)，2011(24).

［2］趙峰，倪錦初，熊新宇，張春燕.水泥改性土技術(shù)研究［J］.人民長江，2010(16).