周更文
安徽水利开发股份有限公司 安徽蚌埠 233010
摘要：水泥改性土就是在具有一定自由膨胀率的膨胀土中掺入一定比例的水泥，以改变土料的膨胀特性。水泥改性土筑堤从施工准备到施工过程中各工序的质量控制方法和措施，以及常见问题的解决办法。按该方法进行水泥改性土填筑控制，质量效果明显。
关键词：南水北调 水泥改性土 施工技术 质量控制
一、工程概况
南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠~沙河南段方程段第八标段起点设计桩号173+532，终点设计桩号179+532，长度为6.0km。
按设计要求，改性土方填筑压实度为98％，水泥掺量为4%，拌合物土料含水率高于最优含水率1％～3％。
二、工艺试验及原材料选择
通过水泥改性土碾压试验段的施工，确定碾压设备的类型和重量，机械最佳组合方式，碾压遍数和碾压速度，确定合理的工艺流程和质量控制方法，确定的自由膨胀率的有所不同，选取最优水泥掺量进行施工。
选择原材料的时候要参考试验所得的土料参数和工程实际。如果在天然的土料中有姜石及砾石，也要对其含量进行测定。
三、确定水泥掺量并进行拌制
确定水泥掺量。水泥改性土具体的水泥掺量按照土料膨胀的特性，在室内试验基础上，对不同天然土料的自由膨胀率进行分析，然后确定具体的改性土的水泥掺量。
（二）拌制改性土。拌制水泥土可选择稳定土拌和机WCQ600，生产能力是600t。拌和土料与水泥的添加重量比例是通过试验室的EDTA滴定试验来确定的。在试验基础上，绘制标准水泥含量的曲线图，以便对水泥改性土当中的水泥含量进行检测，进而对拌制的水泥改性土进行试验，以达到确定拌和机的运行控制参数的目的。
四、碎土质量控制
本标段土料天然含水率、粘粒含量等偏高，易结块、结核多，拌制水泥改性土前须进行碎土，且碎土质量直接影响膨胀土改性效果。土料破碎后合格土块粒径级配标准为：最大粒径不大于10 cm，10~5 cm粒径含量不大于5%，5~0.5 cm粒径含量不大于50%（不计姜石含量）。
采用碎土机碎土法就是用装载机将待碎土料装入碎土机斗内，碎好的土料直接输送至水泥改性土拌和机内。通过试验比较，刀片式碎土机较适合粘性较高的土料。该设备的碎土生产效率约为120~150 m3/h。
土料含水量偏高，影响碎土效率甚至达不到碎土要求。解决办法为：提前做好取土料场降水工作，降低土料场地下水位，以降低土料含水量。碎土工艺前移，将土料提前摊铺晾晒，并且用农用旋耕机每半小时旋耕1～2次，能快速降低含水量。
五、拌和施工质量控制
施工过程中采用拌合工艺有稳定土拌和机拌合法和路拌机场拌法，前者拌和的成品料均匀性相对较好，施工成本低。拌和前先初设拌和参数，并通过EDTA滴定试验进行调整，成品料水泥掺量稳定后并符合要求方可批量生产。水泥改性土拌和后的成品料水泥含量采用EDTA滴定法检测，检测频率及数量视工程规模而定，施工初期每拌和批次不大于600 m3，抽检不少于6个样（每个样品重量不少于300 g），施工中、后期可适当减少检测频次。
水泥改性土成品料的质量通过样品水泥含量的平均值与水泥含量标准差评价评定，水泥掺量平均值不得小于设计掺量，标准差不大于0.7。现场土样水泥掺量测定的时间不宜超过水泥的终凝时间。
六、填筑施工质量控制
在进行填筑前，要对基面进行清理与验收。水泥改性土具体的填筑步骤如下：
首先，采用推土机来进行改性土料的摊铺和平整作业。要在铺土边线的水平距离上进行超填以确保碾压机械具体的工作面以及边角压实度。在铺料时要严格根据碾压试验所得参数对铺料厚度进行控制，并用插钎随时进行检测。在进行水泥改性土摊铺的同时，为保证土体结合质量，还要在坡面上用推土机推出高度跟铺土厚度相同的台阶。
然后，通过凸块振动碾来进行土层碾压工作。在碾压结束以后，用环刀法来进行压实度取样检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆只有在检测合格以后才可填筑下一层。
最后，在完成填筑以后进行削坡工艺，可采用人工与挖掘机相配合的方式。让经验丰富的挖掘机操作员根据样槽来进行方向同渠道轴线垂直的、从上到下顺坡完成的削坡作业。将土料拢集在坡下，然后装车运到拌和场再次进行拌和，在设计及技术允许部位上使用，保证削坡余料的可以最大限度发挥作用。在削坡时要预留薄土层，其厚度在5cm到10cm之间。对预留薄土层进行削坡的时候，在挖掘机的斗齿前端焊上一块用作刮板的、约20mm厚的钢板，其长度要和挖掘机的斗宽保持一致，宽为15cm左右，其前缘要和斗齿齐平。在坡面上钉好木桩，以5m为断面距离，根据坡度放样并固定尼龙线在桩位上，挂线后加密钉桩。然后人工用平头的铁锹进行坡面整理，直到坡面的坡度与平整度符合规范要求为止。
七、施工中出现的问题及解决办法
（一）土料含水量偏高，影响碎土效率甚至达不到碎土要求。
解决办法为：提前做好取土料场降水工作，降低土料场地下水位，以降低土料含水量。碎土工艺前移，将土料提前摊铺晾晒，并且用农用旋耕机每半小时旋耕1～2次，能快速降低含水量。
（二）在进行压实度检测时经常出现压实度超过100%的现象施工过程中经常出现压实后现场取样干密度超过标准击实试验所提供的最大干密度的现象，产生的原因可能有两方面。
1、料场土料不均匀，最大干密度的选取不合理。
施工过程中采用20 t振动碾，碾压8遍，室内采用轻型击实试验，对应的碾压机具为14 t以下。而采用重型击实试验指标控制现场施工，压实度很难达到98%的要求。
解决办法为：土方压实质量采取标准击实推算控制干密度和凸块振动碾碾压遍数6遍，检测干密度双控。
2、碎土效率低
从南阳段水泥改性土施工情况看，改性土拌和站的实际生产能力仅能达到设备能力的50%左右。主要原因是土料含水率高、粘粒含量大导致碎土效率低。
可采取以下措施：土料场内加强排水，提前进行翻晒；有条件的在工作面利用旋耕耙等设备翻晒、碎土，必要时，拟征用临时土料晾晒场地。增加碎土机数量，提前碎土覆盖储存备用。
3、水泥实际掺量大
在水泥和土料掺拌过程中，水泥的流量相对稳定，而土料的来量由于土料粘性大导致结块等原因而导致相对不稳定，实测成品料水泥含量EDTA滴定检测值一般大于掺定值。据统计，检测平均值大于掺定值约12%～20%。建议允许按实际水泥掺量调整换填单价。
4、“金包银”方案南阳段半挖半填渠段地面以上设计为中间填弱膨胀土、外侧填水泥改性土的“金包银”方案，要求“金包银”填筑同步上升。
建议在质量受控条件下研究地面以下换填和地面以上土方填筑同步施工的可行性。
5、“过压”问题南阳段渠道设计边坡分别为1：2、1：2.5、1：3和1：3.5，垂直换填厚度分别为1m、1.2m、1.5m和2m。渠道换填水泥改性土时，按设计超填宽度≥30㎝的要求，则相应的水平换填宽度约为2.9～8.4m。目前，20T凸块振动碾的碾子宽度普遍为2.2m，碾压施工过程存在“过压”问题（施工技术规定要求碾迹重叠≥20㎝），增加了质量控制的难度。
6、“余料”问题
按设计要求，“余料”可用在一级马道以上渠坡、坡顶防水层、建筑物地基处理换填层、公路桥梁引道路基等次要部位回填。
7、水泥改性土施工的层间结合问题
水泥改性土施工与一般黏土填筑施工相同，需要分层填筑，分层碾压。黏性土掺拌水泥后随着离子交换，絮凝和结团、结块发生得相对较快，最显著的变化发生在混合后的几个小时内，而水泥-加固黏土的强度增长最快发生在1 d到1个月之间。因此，水泥改性土的施工，应尽可能实行流水化作业，碎土、掺拌水泥、铺土和碾压以及检测应及时进行，施工间歇不宜过长，以免土层硬化，在结合部形成渗漏通道。
八总结
为保证改性土的高质填筑以及工程工序之间衔接的紧密性，改性土的填筑施工要跟普通主体土方的填筑施工同时进行。水泥改性土对于膨胀土的改良能够在一定程度上达到解决膨胀土工程难题的目的，它可以充分地利用膨胀土地区的开挖料以实现就地取材，并减少非膨胀土需求量。水泥改性土的施工操作简便，能实现连续的、大规模的施工。
参考文献
（1）《浅析水泥改性土填筑（换填）施工技术》 袁林海
（2）《水泥改性土筑堤施工在南水北调工程中的应用》 郭继承等
论文作者:周更文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：水泥论文; 料场论文; 含量论文; 含水量论文; 质量控制论文; 压实论文; 粒径论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;