试论水泥改性土施工管理质量控制要点
2015-10-21文海宽
文海宽
摘 要：目前，水泥土广泛应用于各个行业的基础处理工程中，尤其对于浅层不良土基改良效果明显，本文结合工程实际重点阐述水泥改性土集中拌制工艺和填筑工艺的质量控制要点，以期对水泥土施工进行指导参考。
关键词：水泥土；改性：控制要点
前言
水泥改性土是指在经过粉碎或原来松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，原来土料的物理力学性质发生改变，称之水泥稳定土。
水泥改性土中水泥剂量：水泥质量/干土质量=设计水泥含量。
1主要施工方法
1.1工艺试验
水泥土拌合生产工艺试验和水泥土碾压填筑工艺试验
1.1.1水泥土开始正式拌制之前，要进行拌和生产工艺试验，主要确定以下参数：水泥土拌合最优含水率、土料破碎工艺、水泥掺量调整、生产设备参数设定、拌和时含水调整、生产能力测定、水泥剂量检测方法。
1.1.2水泥土拌制完成后要及时填筑到工作面，正式填筑开始前，要先进行碾压填筑工艺试验，主要确定以下参数：铺土厚度、碾压设备、碾压遍数、铺料方式、从拌和到碾压完成时间测定、压实情况检测方法。
1.2水泥土拌和
水泥改性土水泥掺量由设计确定。
土料粘粒含量宜为10%～30%，塑性指数宜为7～17，有机质含量不大于5%，水溶盐含量不大于3%。
水泥选用P·O42.5普通硅酸盐水泥。
1.2.1拌和机厂拌法
在水泥土拌和场地就近破碎，破碎后直接由装载机收料并送入拌和系统进料口进行拌和。
水泥改性土拌制前，由试验人员取样检测用于拌和水泥土的土料含水率，根据土料含水率及设计水泥掺量、试验确定的拌合站系统运行参数，计算拌合站水泥掺量配比及加水量配比。拌合站操作人员将试验人员计算的配比输入电脑控制系统内，开始水泥改性土生产。
拌制完成的水泥改性土混合料，由检测人员在出机口按600m3一组（每组6个样）的标准取样，通过EDTA滴定试验检测其水泥含量及含水率，不合格的混合料严禁使用。
1.2.2集中场拌法
拌和施工场地选在临时备土区内，所用土料及水泥标准同厂拌法。拌和设备为水泥土拌合机（型号：WB21），拌和厚度25cm，拌和遍数为两遍。
1.2.2.1场地整平
采用推土机配合平地机对选定的拌和场地顶面进行整平，整平后要求大面平整，无明显凹陷、凸出部分。
1.2.2.2水泥用量计算及水泥摊铺
由试验检测人员对拌和场地表层（预定25cm厚）土，采用环刀法取样检测其干容重及含水率，用以计算水泥摊铺量及控制拌和后混合料含水量。
采用袋装水泥（每袋水泥50kg），根据素土层的拌合厚度、素土容重和水泥剂量，计算每平方米水泥改性土需要的水泥用量，并计算每袋水泥的摊铺面积。
1.2.2.3拌和
水泥摊铺完成后，稳定土拌合机开始拌和，用拌合机液压系统调整刀片入土深度25cm并固定，拌和机匀速平稳行走，现场取4～8m/min行走速度，确保拌合均匀、深度一致。每道拌合有效宽度为2.1m，水泥土拌合时，每道搭接宽度不少于20cm，设专人跟随拌和机，随时检查拌和深度及搭接宽度，确保工作区内无漏拌。过程中，由试验检测人员取样检测拌和后的混合料含水率，如果混合料含水量不足，用洒水车及时补充洒水，第二台拌合机开始进行二次拌和，以确保水泥拌和均匀度及含水率均匀。
1.3水泥土填筑
拌制后的水泥改性土混合料，采用自卸车运输至施工场地，严格按碾压试验确定的施工设备、施工方法及施工参数进行填筑碾压施工。即：
铺料方法：进占法铺料，推土机散料，平地机整平；
铺料厚度：35cm；
碾压设备：20T凸块振动碾；
碾压方法：进退错距法碾压6遍（振动碾往返一次为一遍），行车速度2～3km/h；
在进行渠底水泥改性土施工时，碾压不到部位，采用用90型电动冲击夯夯实。
现场压实度检测采用环刀法测定，取样在层厚的下1/3处进行，现场碾压完后在4小时内完成取样检测工作。
根据拌合站生产能力，渠底换填以100m为一个工作面，分为左右两幅不间断填筑，以保证水泥土从拌和完成到碾压完成控制在4小时以内。
1.4开蹬
对于开挖天然渠坡换填层，为提高处理层与被保护层坡面结合质量，被保护边坡面需开挖成小台阶，台阶高为每一层铺土碾压厚度。
1.5 碾压
Ⅰ、采用20t凸块振动碾进行碾压，碾压机械沿渠道轴线方向前进、后退全振錯距法碾压，前进、后退一个来回按两遍计，碾迹重叠不小于20cm（或轮宽的三分之一），
碾压行进速度控制在2～4km/h范围内，碾压不少于6遍（往返一次为2遍）。碾压层间需根据天气和层面干燥情况，洒水湿润。对边角接头处大型机械碾压不到、易漏压的地带，需由人工采用蛙夯或冲击夯等小型设备夯实。
Ⅱ、水泥改性土在分层填筑上升过程中，应结合气候条件及土体含水量情况对填筑面采取妥善保护措施。
①当表层土含水量偏低时，应及时对填筑面边坡进行洒水养护，以防止水泥改性土砂化，撒水量应根据填筑面及填筑边坡土体含水量实际情况控制，洒水后应待填筑表面自由水被土体吸收后方能进入下一道作业程序，避免车辆立即进入仓面作业。
②当填筑土料含水量偏高时，应采取必要的摊铺风干及翻晒措施降低土料含水量，碾压过程中如有弹簧土、松散土、起皮现象应及时挖除。
2管理质量控制要点
2.1`工艺试验
管理要全程参与各项工艺试验的实施，重点控制碎土工艺、含水调整、碾压遍数、碾压时间确定。认真审批试验方案和成果报告。
2.2原材料
不同取土区域，土料性质发生变化的均应通过室内试验确定土料物理性质。
拌和所用水泥，散装和袋装均应按规定按批量进行检测并进行原材料进场报验。
2.3施工过程控制及检测方法
要求项目部安排专职EDTA滴定检测人员，保证24小时有人进行水泥剂量检测。水泥含量检测采用EDTA法检测，管理平行抽检数量按承包人检测数量10%控制，检测方法执行《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）。
压实度检测采用环刀法取样，管理平行抽检数量按承包人检测数量5%控制，检测方法执行《土工试验规程》（SL237-1999）。
EDTA滴定标准曲线应定期校正，更新。（建议每个月每种土料校核更新一次）
2.4安排专职土方管理人员，24小时对水泥土施工不定期抽查，巡视，发现问题及时处理。
2.4严格控制施工作业面长度，确保拌和完成到填筑完成控制在4小时以内。
3注意事项
3.1管理抽检EDTA滴定应按组抽检，即每次抽检应至少有6个，通过计算平均值和标准差判断抽检是否合格。
3.2水泥土拌和均匀度与土料破碎程度直接相关，应保证碎土工艺满足规范对土料的粒径要求。
3.3因水泥土具有干缩特性，应对填筑完成水泥土进行养护保湿，若两层间时间较长，应在铺筑土料前先洒水湿润。
3.4渠底换填时，注意运土车行车路线，避免压坏其他作业面。
3.5水泥土拌合完成后要尽快进行填筑碾压，未碾压水泥土，要避免雨淋。
4存在问题
4.1EDTA法检测为公路标准，其标准曲线为室内试验测定，与现场实际生产有差别，代表性存在问题，尤其是颗粒料难以与水泥拌均匀的情况下，滴定检测样品均为细粒料，造成滴定结果偏大。
4.2水泥土质量检测存在时间限制，即若干时间以后，水泥已发生固化反应，无论EDTA还是压实度均无法再次检测。
参考文献
[1] 王旭东等.《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009，（09），6.
[2] 盛树馨等.《土工试验规程》SL237-1999，（09），28.
[3] 吴德绪等.《南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技術规范（试行）》2009，（11），16-22.
