水泥土墊層在翻板壩工程基礎中的應用

(中國水電基礎局有限公司西藏分公司，拉薩，850000)

1 概述

水泥土是在松散的土料中摻入適量水泥，經拌合得到的混合料。經過壓實和養護，在水解、水化、離子交換、硬凝、碳化等作用下，其結構致密，具有足夠的水穩定性、強度和抗變形能力，是一種造價低廉、施工簡單、質量容易控制的建筑材料。近年來，水泥土被廣泛應用于水利水電工程基礎中，通過平鋪夯實水泥土層，形成建筑地基或墊層，可以加固增強地基；利用水泥土的水硬性、高密度、抗凍脹、抗水溶等特點，用于建筑物地基防滲，可以形成防滲鋪蓋。獨山翻板壩工程采用水泥土墊層作為基礎防滲并提高地基承載力，取得了較好的效果。

2 工程概況

獨山翻板壩工程位于六安市裕安區獨山鎮西淠河主干河道上，主要作用是改善枯水期景觀效果，攔蓄河道徑流，雍高水位發電，主要建設內容包括：翻板壩、沖砂閘、空箱翼墻、扶臂式擋墻等。根據設計要求，在該工程翻板壩、沖砂閘和擋墻混凝土基礎下設置90cm厚水泥土墊層，要求水泥摻量為水泥土總重的10%，水泥土設計壓實度不小于96%。

3 工程施工

3.1 材料要求

水泥土所用土料為粘土，在施工之前必須去除所有樹根草根等雜物；水泥采用普通硅酸鹽水泥(P.O42.5)，嚴禁使用過期失效水泥。

3.2 工藝流程

施工工藝：基底處理→測量放線→建基面驗收→土料運輸和鋪填→鋪攤水泥→拌合→碾壓→取樣檢測→養護。

3.3 基底處理

水泥土施工前需檢查基層并清理表面的浮土和雜物，在平整好的工作面上設指示樁，進行高程測量。在指示樁上用紅漆標出松鋪頂面位置。

3.4 土料鋪填

土料運至施工現場回填區后，后退法卸料，合理布置堆料間距，用反鏟挖掘機攤鋪土料，每層鋪厚35cm左右。對于邊角處機械不能到達的部位，則用人工整平，使其達到要求的厚度和平整度。

3.5 鋪攤水泥

土料攤鋪完畢后根據計算的水泥用量規劃方格網(以100kg水泥摻量為基準)，用石灰打灰格，在網格中人工攤鋪水泥，以保證水泥土中水泥摻量均勻，同時攤鋪過程中應保持每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完畢后，土層表面應沒有空白點和水泥過分集中的點。

3.6 拌合

鋪攤水泥后，采用旋耕機拌合，拌合機行駛速度控制在1km/h，旋拌深度35；拌合遍數不小于4遍，拌合時現場施工人員要注意檢查拌合料是否均勻，色澤一致，有無灰團或土團，防止出現素土夾層。在下一段鋪設拌合時，每次的拌合應與上一次的拌合寬度重疊500mm，以保證材料充分拌合。

水泥用量按照下式進行控制，現場測定含水量應滿足大于最佳含水量1～3個百分點，如果混合料的含水量不足，用水槍噴管或灑水車補充灑水。

水泥用量=鋪土壓實后體積×水泥土最大干密度×壓實度×水泥摻量

拌合過程中，應及時檢查混合料的含水量，

3.7 碾壓

根據本工程碾壓試驗成果，水泥土碾壓采用20t光面振動碾，先靜碾2遍，再振動碾壓6遍。碾壓沿軸線方向前進、后退全振錯距法碾壓，碾跡重疊不小于20cm。碾壓速度不大于2km/h，開始碾壓時慢速行進。對碾壓層間可根據天氣和層面干燥情況灑水濕潤。

對于振動碾無法碾壓到的邊角部位，采用蛙式打夯機配合人工進行夯實。每層填土完成碾壓后即進行試驗檢測，合格方可進入下一道工序。

碾壓注意事項：

(1)碾壓過程中，水泥土的表面要始終保持濕潤，如水分蒸發過快，應及時補灑少量水；

(2)碾壓過程中，隨時檢查，若有“彈簧”松散起皮等現象，及時翻開換以新的混合料或添加適量的水泥重新拌合，使其達到質量要求；

(3)經過拌合、整形的水泥土，在水泥初凝前完成碾壓，并達到設計要求的密實度，同時碾壓表面應無明顯的輪跡。

3.8 質量檢測

每層填土碾壓完成后，宜在4h內完成質量檢測(環刀法)，在6h～8h內完成上層土覆蓋。如不能及時跟進，要對填筑面和建基面做好防雨和保溫等保護措施，并防止大型施工設備在其上行駛。

每層水泥土換填施工完成后，要進行自檢，自檢完成后，會同監理人員進行質量檢查和驗收，驗收合格后方可進入下一道工序。

3.9 養護

一層水泥土經壓實成型后，重復以上步驟進行下一層水泥土施工。施工完成后，利用灑水車或人工灑水并用薄膜或彩條布覆蓋保濕養護，每天灑水的次數視氣候濕潤條件而定，以保證整個養護期間水泥土表面始終保持濕潤。

3.10 注意事項

(1)水泥土換填碾壓施工應認真做好前期準備工作，如：施工段落布置，原土性質，水泥性能，水泥土的技術條件，施工設備及其性能，天氣條件及技術人員及工人等是否準備充足。

(2)施工過程中應從嚴控制各項指標，以滿足施工要求。如：拌合前及拌合后水泥土含水量，水泥用量，拌合均勻程度等都應在施工過程中及時修正并完成。

(3)水泥土的碾壓應區別于素土，即在準備工作充分的條件下，應對水泥土一次碾壓成型，并及時檢測壓實質量，不得對已成型的水泥土進行二次補壓，以免造成水泥土結構的破壞。

(4)水泥土碾壓施工應遵循“三快一密實”原則，即快速拌合，快速整平，碾壓密實，快速檢測，以保證整個施工過程在水泥初凝前結束。

(5)水泥土碾壓施工受水泥最早凝結時間限制，施工過程是一個連續緊湊的過程，對施工組織要求較高，水泥土從拌制到碾壓完成，時間不得超過4h。

4 結語

獨山翻板壩工程采用水泥土墊層基礎，較其他防滲和地基加固措施成本降低明顯。該工程完建并運行兩年多來，經觀測沉降在設計允許范圍內，下游無滲漏，達到了設計目的，采用水泥土墊層完全滿足設計要求。