淺談水泥改良土施工工藝

摘要:土方路基的填料宜盡量選擇強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好的土進(jìn)行填筑。文章結(jié)合濕陷性黃土地區(qū)高速公路為進(jìn)一步提高路基尤其是路床結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，采用對(duì)路基路床80cm進(jìn)行4%水泥處治施工。結(jié)合施工實(shí)踐，淺談水泥改良土施工工藝，并對(duì)水泥改良土施工過程遇到的問題及處理措施進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞:水泥改良土;施工;工藝

中圖分類號(hào):TU473文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)14-0141-03

1工程概況

1.1工程簡介

文章以鄭州至洛陽高速公路改建工程K64+900～K72+246段施工為背景，全長7.346 km，平原微丘區(qū)，線路位于華北平原與黃土高原的交界處，屬黃土分布地區(qū)的東南邊緣地帶，全區(qū)多以老黃土為主。項(xiàng)目采用設(shè)計(jì)速度平原微丘區(qū)120km/h的雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改建，單側(cè)整體式加寬。

1.2設(shè)計(jì)情況

土方路基的填料宜盡量選擇強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好的土進(jìn)行填筑。本項(xiàng)目在建設(shè)時(shí)，線路附近土質(zhì)多為低液限粘土，經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)，CBR值為8.8%，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，但從已建高速公路(1995年建成)路基土的含水量來看，經(jīng)過干濕循環(huán)后路基土的含水量比竣工時(shí)高出2%～5%，反映出隨著時(shí)間的延長，路基強(qiáng)度比起竣工驗(yàn)收時(shí)有所下降。為進(jìn)一步提高路基尤其是路床的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)中對(duì)路基路床80 cm采用了4%水泥處治，設(shè)計(jì)寬度20 m整幅施工，共11.66萬m2。

2水泥改良土原理及作用

水泥改良土通過在素土中拌入一定比例的水泥，使水泥和土充分拌合后進(jìn)行碾壓整平，使得水泥和土中的水分充分反應(yīng)，碾壓成形后水泥開始凝結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度，從而達(dá)到提高土基強(qiáng)度，消除土基失陷性的目的。這種方法適應(yīng)于要求下承層具備較高的強(qiáng)度及整體性的工程，達(dá)到通過下承層提供給上部結(jié)構(gòu)以足夠支持，防止產(chǎn)生較大的變形。

3水泥改良土的施工工藝

3.1施工前期準(zhǔn)備

①了解設(shè)計(jì)指標(biāo)。水泥改良土水泥摻量4%，設(shè)計(jì)寬度20 m，力學(xué)指標(biāo)要求上路床40 cm達(dá)到0.4 MPa，下路床40cm/0.3～0.4 MPa。

②技術(shù)性能準(zhǔn)備。原材檢測數(shù)據(jù):在施工前，我們對(duì)原材料土場土樣機(jī)水泥樣品進(jìn)行了詳細(xì)的檢測分析，并確定了水泥和土的拌合料擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)如表1、表2所示。在施工前，我們根據(jù)水泥土拌合料在試驗(yàn)室的檢測結(jié)果，對(duì)其在不同延時(shí)條件下的力學(xué)指標(biāo)和含水量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得出以下結(jié)論，水泥改良土的抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間的延長呈衰減趨勢，含水量亦同，如圖1，不同延時(shí)條件下各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)曲線如圖2。

③施工機(jī)械準(zhǔn)備:水泥改良土施工受水泥最早凝結(jié)時(shí)間限制，施工過程是一個(gè)連續(xù)緊湊的過程，對(duì)施工組織要求較高，施工中不允許出現(xiàn)機(jī)械故障或由于工序不銜接等因素拖延或終止水泥改良土的施工，造成水泥改良土中的水泥凝結(jié)，從而導(dǎo)致水泥改良土施工的失敗。用于水泥土施工的主要設(shè)備如表3:

3.2 施工步驟

①準(zhǔn)備下承層:下承層檢測合格后，進(jìn)行水泥土施工，首先進(jìn)行素土攤鋪;采用框格法控制素土攤鋪數(shù)量:框格取7×8 m，松鋪厚度16 cm，并現(xiàn)場實(shí)測含水量，含水量控制在最佳含水量+2~3%，含水量大時(shí)，翻開晾曬，含水量不足時(shí)，及時(shí)進(jìn)行灑水。

②初壓整平:對(duì)攤鋪好的素土進(jìn)行初平碾壓，使其表面平整，厚度均勻。該工序有利于水泥的均勻攤鋪及拌合。

③攤鋪水泥素土攤鋪完成后，根據(jù)層厚計(jì)算水泥用量，采用框格法控制水泥攤鋪的均勻性?？蚋袢?×2.3 m方格，每格內(nèi)攤鋪水泥100 kg(兩袋)，人工進(jìn)行小面積攤鋪平整，使水泥均勻撒布在素土表面。

④拌合:水泥攤鋪完成后，路拌機(jī)及時(shí)開始拌合，拌合機(jī)應(yīng)勻速、平穩(wěn)行走，現(xiàn)場取5 m/min行走速度，確保拌合均勻、深度一致，現(xiàn)場拌合最多兩遍。路拌機(jī)每道拌合有效寬度為2.2 m，水泥土拌合時(shí)，應(yīng)注意每道搭接寬度不少于30 cm，確保工作區(qū)內(nèi)無漏拌。路拌機(jī)根據(jù)層厚調(diào)整拌合深度，確保本層拌合徹底，無夾層現(xiàn)象。

⑤快速碾壓:水泥土開始拌合后，應(yīng)有專人跟蹤拌和機(jī)，控制拌和機(jī)的拌合寬度，行走速度，對(duì)拌合效果進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測。技術(shù)人員應(yīng)在現(xiàn)場隨機(jī)抽取若干部位，對(duì)拌合厚度，均勻程度，含水量、灰劑量等指標(biāo)進(jìn)行檢測。我部施工時(shí)，壓實(shí)厚度取16 cm，含水量取最佳含水量+3%作為碾壓前拌合料的控制含水量。

⑥整平收面:采用20 t重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。水泥土拌合完成后，首先進(jìn)行快速靜壓封面，這樣可以防止土中水分的過早散失和表面的初次找平。隨后用平地機(jī)對(duì)表面進(jìn)行平整開始弱振、強(qiáng)振碾壓。碾壓采用快速靜壓1遍，勻速弱振1遍，強(qiáng)振4~6遍，靜壓收面的方式進(jìn)行。

⑦養(yǎng)生:碾壓完成后，利用壓路機(jī)進(jìn)行靜壓收面。靜壓時(shí)，應(yīng)勻速行進(jìn)，不得在碾壓完成的表面進(jìn)行機(jī)械掉頭、緊急剎車等操作。確保水泥土表面平整光潔。及時(shí)檢測壓實(shí)度水泥土碾壓結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)生，并根據(jù)氣溫條件，炎熱時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水。我部采用在碾壓完成的表面進(jìn)行灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生2～3 d后，在表面攤鋪一層素土進(jìn)行覆蓋配合養(yǎng)生。

⑧水泥穩(wěn)定土檢測:水泥土的檢測應(yīng)本著“快檢”的原則，碾壓結(jié)束后，迅速進(jìn)行。下附本項(xiàng)目K71+702~K71+904段檢測結(jié)果(如表4)。

3.3水泥土施工注意事項(xiàng)

①水泥土施工應(yīng)認(rèn)真做好前期準(zhǔn)備工作，如:施工段落位置、原土性質(zhì)、水泥性能、水泥土的技術(shù)條件、施工設(shè)備及其性能、技術(shù)人員及工人以及天氣條件等方面進(jìn)行充足準(zhǔn)備。

②水泥土施工應(yīng)注重過程控制。即在施工過程中應(yīng)從嚴(yán)控制各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工要求，如:素土的攤鋪厚度、拌合前及拌合后的含水量、水泥劑量、拌合均勻程度、碾壓順序及組合形式等都應(yīng)在施工過程中及時(shí)修正并完成。

③水泥土施工與溫度有很大關(guān)系，為避免因溫度差異而加劇水泥土的技術(shù)指標(biāo)變化，一般宜控制在20~25℃溫度條件下施工。

④水泥土的碾壓應(yīng)區(qū)別與素土。即水泥土在充分的準(zhǔn)備工作下應(yīng)一次成型，及時(shí)檢測壓實(shí)度指標(biāo)，不得對(duì)成型后的水泥土進(jìn)行二次補(bǔ)壓，造成水泥土結(jié)構(gòu)的破壞。

⑤水泥土施工應(yīng)遵循“三快一密實(shí)”原則，即快速攤鋪、快速整平、碾壓密實(shí)、快速檢測的方法，以保證整個(gè)施工過程在水泥初凝前結(jié)束。

⑥經(jīng)過施工實(shí)踐摸索，我們認(rèn)為影響水泥土施工質(zhì)量的原因較多，但主要表現(xiàn)在含水量、灰劑量、攤鋪厚度、拌合及碾壓方式等方面。我們就這些主要原因進(jìn)行了比較分析，形象分解如表5、表6。

參考文獻(xiàn):

[1]王素靈.水泥改良土路基填筑施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2008， (3).