水泥改性土施工技術(shù)與質(zhì)量控制分析

鄭鎮(zhèn)平

（福建省交通建設(shè)試驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司，福建福州350000）

0 引言

水泥改性土是指在土體中按照適宜的劑量摻入水泥來改良土體的性能，使其滿足工程施工要求。通過對(duì)水泥改性土的研究，希望能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期的效果，確保施工質(zhì)量。研究應(yīng)該建立在實(shí)踐與項(xiàng)目相結(jié)合的過程中，對(duì)水泥改性土進(jìn)行比較深層次的探討，重點(diǎn)研究施工的工藝與最終形成的質(zhì)量問題，以此來明確在施工過程中應(yīng)該注意的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 工程概況

本次課題研究的項(xiàng)目是晉江市東部快速通道一期工程，其方向?yàn)樨灤┦袇^(qū)的南北主干道，途徑高速鐵路站臺(tái)，能為疏散車站人流提供一定的幫助。該項(xiàng)目按照城市快速路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合一級(jí)公路規(guī)范進(jìn)行建設(shè)，設(shè)計(jì)的車速為80km/h?？紤]到該項(xiàng)目路基填料的含水量相對(duì)較大，且CBR 值不能滿足填筑要求，故決定采用水泥改性土進(jìn)行改良處理，將水泥用量確定為3%。

2 施工技術(shù)

2.1 施工方案

本次水泥改性土的施工主要采用廠拌法進(jìn)行。使用的水泥為42.5 普硅水泥，在拌和站將改性土拌和完成后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行攤鋪，然后借助20t 壓路機(jī)將其碾壓密實(shí)，最后采用人工與平地機(jī)等機(jī)械配合完成整形。

2.2 施工準(zhǔn)備

施工正式開始前應(yīng)先對(duì)填料開展土工試驗(yàn)，其液限不能高于50%，塑性指數(shù)大于等于17，在此基礎(chǔ)上，還要對(duì)其含水量與相對(duì)干密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。混凝土選用的水泥為42.5 普硅水泥，要求在28d 的強(qiáng)度大于42.5MPa，初凝時(shí)間為194min，終凝時(shí)間為248min。將按照最大干密度和水泥劑量的乘積來確定水泥的用量。

2.3 填料晾曬及粉碎

按照施工要求，本次采用廠拌法進(jìn)行施工，在對(duì)填料進(jìn)行晾曬與粉碎的過程中，需準(zhǔn)備面積足夠的場地。在填料粉碎之前，應(yīng)先對(duì)其實(shí)際含水量予以檢測(cè)，然后與改性土施工要求對(duì)比，若實(shí)際含水量高于要求的最佳含水量，則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行晾曬。

2.4 試驗(yàn)段施工

選擇具有代表性的路段進(jìn)行試驗(yàn)段施工，試驗(yàn)段的長度需達(dá)到100m 以上，填方利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行填筑，根據(jù)設(shè)計(jì)厚度進(jìn)行分層碾壓。在整個(gè)試驗(yàn)段施工過程中，必須做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄，如壓實(shí)設(shè)備的選型與組合、壓路機(jī)碾壓速度、碾壓遍數(shù)、填筑松鋪厚度等。試驗(yàn)段施工完成后，通過質(zhì)量檢查與工序優(yōu)化，確定與質(zhì)量及進(jìn)度要求相符的參數(shù)，通過試驗(yàn)段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為今后的施工提供一些切實(shí)的參考數(shù)據(jù)[1]。

2.5 改性土拌和

該工程改性土的拌和在拌和站中進(jìn)行，拌和站所用拌和設(shè)備自帶電子計(jì)量系統(tǒng)，能對(duì)各類材料數(shù)量予以準(zhǔn)確計(jì)量和控制，以保證配料結(jié)果的準(zhǔn)確性。在拌和現(xiàn)場需安排專人負(fù)責(zé)對(duì)水泥劑量、改性土配比及填料含水量進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就應(yīng)立即調(diào)整，當(dāng)情況嚴(yán)重時(shí)還應(yīng)暫停生產(chǎn)。在拌和廠，每個(gè)料斗都應(yīng)配備一名專業(yè)工作人員，以此對(duì)實(shí)際的下料情況進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)在必要的情況下可以為下料提供一定的輔助，以防出現(xiàn)卡堵。完成拌和后，應(yīng)達(dá)到以下狀態(tài)：色澤保持一致，無花面、灰條與灰團(tuán)，同時(shí)水分適宜分布均勻。將初步外觀檢查確認(rèn)拌和合格后，還需對(duì)其含水量進(jìn)行檢查，要求實(shí)際含水量比經(jīng)檢測(cè)確定的最佳含水量高1～2%。若經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)含水量較低，應(yīng)在適量灑水以后實(shí)施二次拌和，以確保水分得以均勻分布[2]。

2.6 改性土運(yùn)輸與攤鋪

在拌和廠拌和完成的改性土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場前，先對(duì)攤鋪段土層以現(xiàn)場干濕程度為依據(jù)進(jìn)行灑水或晾曬處理。對(duì)改性土進(jìn)行裝車時(shí)，應(yīng)對(duì)裝車量予以嚴(yán)格控制，并在裝車后做好覆蓋。到達(dá)施工現(xiàn)場進(jìn)行卸料的過程中，應(yīng)做好間距控制，確保每輛車的改性土攤鋪面積達(dá)到大致相同。將改性土攤鋪完成后，首先使用推土機(jī)進(jìn)行初平，隨后使用平地機(jī)精平。

2.7 整形

2.7.1 將廠拌改性土攤鋪好后，盡快利用平地機(jī)開始初步整形，初步整形的具體操作方法為按照從兩側(cè)到路中心的方向進(jìn)行刮平。

2.7.2 初平的工序完成以后，使用壓路機(jī)進(jìn)行快速碾壓，主要是為了將局部的虛鋪位置進(jìn)行暴露，為下一步處理做好準(zhǔn)備。

2.7.3 再次使用平地機(jī)按照從兩側(cè)到路中心的方向刮平，但在這一次整形開始前需使用齒耙對(duì)輪跡低洼處表面5cm 以上的部分進(jìn)行松散處理，然后再用壓路機(jī)進(jìn)行1 次快速碾壓處理。

2.7.4 若存在局部低洼部分，需利用齒耙對(duì)其10cm 上部進(jìn)行松散處理，緊接著用新拌和完成的混合料盡快將其找平。

2.7.5 完成以上步驟的施工后，還要用平地機(jī)進(jìn)行一次整形。在此次整形過程中，需將高處的拌和料刮出，以免形成薄層貼補(bǔ)。

2.7.6 每一次整形完成后都要形成符合要求的路拱及坡度，同時(shí)還要注意接縫應(yīng)保持平整，達(dá)到良好的順接。

2.7.7 整形時(shí)不允許任何車輛進(jìn)入和通行。

2.8 碾壓

整形完成后，如果改性土的實(shí)際含水量處在適合進(jìn)行碾壓的范圍，則應(yīng)盡快利用壓路機(jī)對(duì)路基的全寬進(jìn)行碾壓，駕駛壓路機(jī)按照從路肩到中心的方向行駛，兩條碾壓帶之間保持輪寬一半的重疊，碾壓遍數(shù)通常為6～8 遍，其中在碾壓的初期應(yīng)將速度控制在1.5～1.7km/h，特別是在第1、2 遍碾壓中，之后可加快至2.0～2.5km/h。在施工的路段以及剛進(jìn)行碾壓的位置不能進(jìn)行掉頭或是停車，以免土層的表面遭到破壞；碾壓施工中，應(yīng)保持表面的濕潤，若水分蒸發(fā)較快，則應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水；在碾壓施工中，如發(fā)現(xiàn)了起皮、彈簧或松散的情況，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行翻松或是換填。完成拌和與整形到位的改性土，碾壓工作在混凝土初凝前完成，并且完成碾壓后要有足夠的壓實(shí)度。另外，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，在碾壓完成前，要使用平地機(jī)再進(jìn)行一次終平，這樣能使土層的縱向達(dá)到順適，且路拱滿足設(shè)計(jì)提出的要求[3]。

2.9 接縫與機(jī)械調(diào)頭部位處理

兩個(gè)施工的段落在同一時(shí)間施工，需要使用搭接的方式，也就是前一段施工的時(shí)候要預(yù)留5～8m 的段落與后續(xù)的段落進(jìn)行連接，在后半部分進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)前段的預(yù)留部分進(jìn)行灑水，并完成水泥的攪拌，隨后與后一段同步碾壓。在每天開始施工的段落均采用這樣的方式，處理好施工縫，在最后碾壓的部分開挖一個(gè)貫穿整個(gè)鋪筑層、寬度為30cm 左右的槽，開挖至基層的底部。開挖的槽線應(yīng)該與路中線垂直，同時(shí)還要考慮改性土的斷面，與其相近的位置做成垂直面，然后選擇兩個(gè)方木進(jìn)行垂直頂住，方木的厚度應(yīng)與壓實(shí)厚度一致；對(duì)槽內(nèi)的其他部分，應(yīng)該使用挖出的土體進(jìn)行回填。在第二天開始施工以后完成了相鄰的路段處理以后，去除方木，并用新拌料進(jìn)行回填，如果與方木無法靠近進(jìn)行攪拌施工，可使用人工對(duì)其進(jìn)行處理。

2.10 養(yǎng)生

每段改性土在結(jié)束碾壓并通過壓實(shí)度檢查確認(rèn)壓實(shí)度符合要求后，都應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生的持續(xù)時(shí)間應(yīng)達(dá)到7d，在養(yǎng)生過程中要確保土層表面始終濕潤。若氣溫很高，會(huì)使水分蒸發(fā)速度加快，此時(shí)要采取覆蓋的方法來減慢失水速度。若養(yǎng)生過程中日均氣溫在5℃以下，則也要進(jìn)行覆蓋，以免改性土受凍。在改性土達(dá)到凝固前降雨，可通過覆蓋來避免路基面被雨水損壞。除此之外，養(yǎng)生過程中禁止重型車輛在完成施工的路基表面通過。

3 質(zhì)量控制

為切實(shí)保證路基的施工質(zhì)量，在施工現(xiàn)場配備數(shù)量充足的檢驗(yàn)裝置，以及時(shí)對(duì)各項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目予以檢測(cè)，如含水量、壓實(shí)度、厚度、寬度、平整度和路拱等。

在改性土廠拌過程中，需將土塊完全打碎，且配料應(yīng)準(zhǔn)確無誤，保證拌和的均勻性。

拌和料應(yīng)做好各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果必須達(dá)到要求，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后才能運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。

為使路基兩側(cè)邊緣的改性土達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，應(yīng)先進(jìn)行適當(dāng)?shù)某?，再予以清刷處理，但要注意超填的寬度?yīng)達(dá)到0.3m 以上。

將改性土拌和完成后需在2h 之內(nèi)將其運(yùn)輸?shù)綀霾備?、碾壓成型，如果時(shí)間較長未碾壓，將導(dǎo)致水泥失效。

在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，尤其是要防止將改性土撒到邊坡表面，因?yàn)檫@樣會(huì)使邊坡表面的土體堿性大幅度增加，對(duì)之后的噴播植草造成很大影響。

改性土施工完成后，禁止重型車輛通過，以免造成不必要的破壞。

4 結(jié)語

綜上所述，水泥改性土是當(dāng)前最常用的一種路基填料改良方式，不僅施工方便，而且效果顯著。該項(xiàng)目在進(jìn)行水泥改性土的施工已經(jīng)順利完成，同時(shí)按照技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行了檢驗(yàn)，各項(xiàng)結(jié)果合格，取得了良好的效果，因此使用上述的施工技術(shù)能夠在施工效果與質(zhì)量上得以保障，可以為更多工程的改性土施工提供參考。