水泥改性土,是指將一定比例的水泥摻入膨脹土土料之中以改善膨脹土的性質(zhì)或結(jié)構(gòu),使膨脹土喪失膨脹潛能,并在一定程度上提高土體強度或承載力。
1、工法特點
水泥改性土換填施工工法,在膨脹土地區(qū)通過對開挖料進行改性,減少對非膨脹土的需求。在施工中具有操作簡便的特點,可以做到連續(xù)施工,適宜開展大規(guī)模的施工。
2、工藝原理
因膨脹土具有遇水膨脹、失水干縮的特性,采用路拌機、穩(wěn)定土拌和機等摻拌設備,在膨脹土料中摻入適量的水泥,使二者充分拌合并發(fā)生物理及化學反應,改變膨脹土的力學性質(zhì),使其強度和水穩(wěn)定性大大提高,膨脹性得到控制。碾壓后形成的換填層,一方面可隔離大氣與膨脹土基礎的直接作用,另一方面吸收基面的膨脹潛能,降低原膨脹土基礎自身因含水量變化而產(chǎn)生的脹縮應力,防止膨脹土邊坡產(chǎn)生滑坡。
3、工藝流程及操作要點
3.1工藝流程
土料開采運輸→ 碎土→ 水泥土拌制→ 運輸→ 攤鋪→ 碾壓→ 取樣檢測
3.2操作要點
(1)土料檢驗及施工工藝試驗
在施工之前,首先通過室內(nèi)試驗取得弱膨脹土或中膨脹土土料的物理指標參數(shù),包括粘粒含量、塑性指數(shù)、膨脹率、水泥摻量等。根據(jù)室內(nèi)試驗取得的參數(shù),進行現(xiàn)場碾壓施工工藝試驗,確定碾壓機械及鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、壓實機械等參數(shù)。這些參數(shù)在施工中進行驗證,并根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
(2)土料開采運輸
土料的開采根據(jù)現(xiàn)場施工組織和施工場地的不同,可分為臨時性堆放和直接堆放。
臨時性堆放,是指從渠道開采的弱(中)膨脹土土料運至指定地點分區(qū)堆放,在進行改性土制備前,用挖掘機挖裝、自卸汽車運輸,將土料轉(zhuǎn)運至拌合場。
(3)碎土
使用穩(wěn)定土拌和機拌制水泥土一般情況下需要碎土。碎土宜在拌和場內(nèi)采用液壓機碎土機進行,剔除膨脹土土料內(nèi)粒徑大于10cm的鈣質(zhì)結(jié)核或土塊。碎好的土料,粒徑含量要滿足有關技術(shù)要求。采用輪式裝載機上料碎土,攏堆,采用塑料布臨時覆蓋。
(4)水泥土拌制
根據(jù)工程量大小,可采用路拌機或穩(wěn)定土拌和機拌制。
1)路拌機拌制
由于路拌機本身具有碎土功能,土料可不單獨進行碎土。
①拌合場地面采用推土機平整后,用平碾碾壓,每次碾壓均測定沉降,直至連續(xù)兩次碾壓的沉降量之差在3mm以內(nèi)為止。
將土料用輪式裝載機裝車、自卸車運輸至拌合場內(nèi)。一般情況下,拌合場至少要劃出3個區(qū)才能滿足路拌機拌制流水作業(yè)的要求。拌制程序為:土料攤鋪→水泥攤鋪→路拌機拌制(同時灑水)3-4遍→拌合料滴定檢測→成品攏堆覆蓋。為保證土料拌合用水,拌合場要設置專用水源。
②土料攤鋪根據(jù)鋪料厚度的不同,摻加的水泥量也不同。土料攤鋪采用人工配合推土機進行,鋪土厚度由施工工藝試驗確定。在拌合場附近設置高程點作為控制鋪土厚度的基準點。用圓鋼制作插釬,并在插釬上標出長度標記,檢查鋪土厚度,局部采用人工平整,保證攤鋪厚度均勻。土料平整后,用鋼尺在土料上面定出網(wǎng)格,用石灰做出標記。每個網(wǎng)格的面積根據(jù)鋪土厚度不同而劃定。為便于控制,以采用固定鋪土厚度、一袋水泥的摻入量來控制網(wǎng)格面積,便于控制水泥摻量。打開水泥袋將水泥倒在網(wǎng)格中心,用刮板將水泥均勻攤開,使每袋水泥的攤鋪面積相等,做到土料表面沒有空白位置,亦無水泥集中點。
③采用路拌機拌制混合。在拌制前,可將路拌機后壓斗改裝,將灑水設備接至后壓斗頂部,在拌制中同時灑水,保證灑水均勻。拌制時必須做到拌合均勻、不留死角。根據(jù)土料的特性,一般拌制3~4遍即可,每一遍之間的時間間隔要根據(jù)現(xiàn)場檢驗而定。一臺路拌機按拌合的四道工序(鋪土、鋪水泥、灑水拌合、滴定檢測)可進行4場流水拌合作業(yè),以發(fā)揮路拌機的最佳效能。