文件3塑性混凝土與水泥改性土技術(shù)

1、塑性混凝土與水泥改性土施工技術(shù)1.雙液注漿應(yīng)用簡(jiǎn)介本中間風(fēng)井回填過站方案采用塑性混凝土和水泥改性土兩種材料進(jìn)行回填，盾構(gòu)機(jī)穿過洞門后直接在塑性混凝土和水泥改性土土體中掘進(jìn)過站?；靥钔瓿珊笠蠡靥钔帘仨氁幸欢ǖ姆浪阅埽辉试S地下水在土體中大量滲流形成通道，同時(shí)回填土要有一定的高度，土壓力必須能夠抵消基坑外水壓。塑性混凝土凝固后穩(wěn)定性好，防水性好，但造價(jià)高，后期處理困難，因此本設(shè)計(jì)要求僅靠洞門3米范圍內(nèi)回填塑性混凝土，其余位置回填水泥改性土，這樣做的目的是即滿足盾構(gòu)過站防水要求，同時(shí)又降低回填成本和后期清理成本。 2.塑性混凝土施工技術(shù)2.1 塑性混凝土的基本原理塑性混凝土是指用粘土和(或)膨

2、潤(rùn)土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一種柔性墻體材料。有很好的和易性、穩(wěn)定性、變形能力和抗?jié)B性。這種材料的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度不高，一般可控制在R282.0MPa，彈性模量較低，一般可控制在E28100500MPa。塑性混凝土在配合比方面的特點(diǎn)是水泥用量較少，一般約為80170kg/m3，此外還需摻加部分黏土或（和）膨潤(rùn)土（塑性指標(biāo)較高），對(duì)其它材料用量的要求與一般混凝土基本相同。塑性混凝土一般在水壩防滲墻施工中應(yīng)用較多，我國(guó)在80年代后期應(yīng)用成功。但在地鐵施工領(lǐng)域的應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)尚屬首次。2.2 塑性混凝土試驗(yàn)我項(xiàng)目部的塑性混凝土試配工作，考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，膨潤(rùn)土采用干摻法。又因膨潤(rùn)土穩(wěn)定

3、性差，試配方案采用雙摻膨潤(rùn)土、黏土和膨潤(rùn)土單摻兩個(gè)方案進(jìn)行。2.2.1原材料 水泥：英德海螺水泥有限責(zé)任公司，海螺牌P.C32.5；細(xì)集料：西江砂場(chǎng)；粗集料：增城石場(chǎng)碎石，為531.5連續(xù)級(jí)配； 膨潤(rùn)土：廣州花都赤坭鈣基；粘土：高增土場(chǎng) 低液限粘土；水：自來水。2.2.2配合比設(shè)計(jì)參數(shù)抗壓強(qiáng)度：R28=1.02.5MPa；彈性模量：E28=425515；模強(qiáng)比：E28/R28=200500；坍落度：120160mm；擴(kuò)展度：350450mm。初步選定方案（一）基準(zhǔn)配合比為：水泥：砂：碎石：膨潤(rùn)土：粘土：水=140：677:770:50:270:370混凝土拌和物經(jīng)測(cè)定，坍落度160mm，擴(kuò)展度

4、370mm，和易性、粘聚性、保水性良好,符合要求。為了便于比較，增加二個(gè)關(guān)聯(lián)配合比。用水量保持不變，另兩組水膠比分別為（W/J）=3.08，（W/J）=2.31，見表1。初步選定方案（二）基準(zhǔn)配合比為：水泥：砂：碎石：膨潤(rùn)土：粘土：水=120：670:590:320:0:500混凝土拌和物經(jīng)測(cè)定，坍落度為155mm，擴(kuò)展度：350mm，符合要求,和易性、粘聚性、保水性良好。為了便于比較，增加二個(gè)關(guān)聯(lián)配合比。用水量保持不變，另兩組水膠比分別為（W/J）=3.08，（W/J）=2.31，見表1。初步選定配合比見表1。表1 塑性混凝土初步試驗(yàn)配合比編號(hào)水泥(kg)細(xì)骨料(kg)粗骨料(kg)膨潤(rùn)土(

5、kg)粘土(kg)水(kg)方案一 001120650740502703700021406777705027037000316058182850270370方案二004100691589320050000512067059032005000061406455953200500 初選配合比物理、力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表2表2 塑性混凝土物理、力學(xué)性能編號(hào)坍落度（mm）擴(kuò)展度（mm）容重（kg/m3）抗壓強(qiáng)度R28彈性模量E28模強(qiáng)比R28/ E28方案一 00116037021301.142038200215033021601.151546800313532021501.4550393方案二0041

6、5534020800.836045000515535021201.240033300612530021401.3330254根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在滿足設(shè)計(jì)要求和施工要求的條件下，本著經(jīng)濟(jì)節(jié)約、優(yōu)選的原則，確定以下理論配合比，見表3。表3 塑性混凝土最終方案配比編號(hào)水泥(kg)細(xì)骨料(kg)粗骨料(kg)膨潤(rùn)土(kg)粘土(kg)水(kg)方案一 00112065074050270370方案二00512067059032005002.3 塑性混凝土配比選用塑性混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制式拌合機(jī)進(jìn)行拌合.考慮到膨潤(rùn)土及粘土的成本及特性,純粘土易于發(fā)生沉淀,拌合質(zhì)量控制難度大,而膨潤(rùn)土懸浮特性遠(yuǎn)優(yōu)于粘土,拌合

7、效果好,但成本高,因此采用粘土和膨潤(rùn)土雙摻,選用方案001的配合比。3.水泥改性土施工技術(shù)3.1水泥改性土基本原理水泥改性土是在普通砂性土中摻入水泥粉，潮濕處理后夯實(shí)，通過水泥的固結(jié)作用使砂土形成一個(gè)整體，使之具有一定的強(qiáng)度及較好的抗?jié)B性能。3.2水泥改性土配比參數(shù)水泥采用P.C32.5水泥，水泥用量為干土重的6，最大干密度為1.92g/cm3，最佳含水量為12.9。 3.3 水泥改性土實(shí)驗(yàn)結(jié)果7天強(qiáng)度達(dá)到90,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度1.1MPa,滿足回填的使用要求。4.塑性混凝土與水泥改性土使用效果評(píng)價(jià)4.1 塑性混凝土使用效果評(píng)價(jià)回填完成后盾構(gòu)開始通過中間風(fēng)井，洞門附近塑性混凝土強(qiáng)度適宜，盾構(gòu)進(jìn)站

8、和出站時(shí)未發(fā)生涌水或大的滲流，洞門附近土體穩(wěn)固，盾構(gòu)安全順利的通過中間風(fēng)井。后期破除塑性混凝土過程中，經(jīng)回彈實(shí)驗(yàn)，塑性混凝土強(qiáng)度13MPa，塑性混凝土與主體結(jié)構(gòu)粘結(jié)力較小，可輕易從主體結(jié)構(gòu)上剝離，左線采用人工破除，速度較快，右線使用PC50小炮機(jī)鑿除，均在3天內(nèi)清理完成。綜上所述，本中間風(fēng)井回填過站施工塑性混凝土使用符合預(yù)期目的，使用成功。同時(shí)，塑性混凝土所使用材料均為盾構(gòu)施工常備材料和天然粘土等，便于就地取材，工藝難度一般，使用方便，便于推廣。4.2水泥改性土使用效果評(píng)價(jià)回填完成后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)回填水泥改性土進(jìn)行檢驗(yàn)，人工用鋼釬鑿除時(shí)成塊狀剝離，整體性較好，局部蓄水試驗(yàn)，1天下滲深度不足10cm，滿足抗?jié)B要求。盾構(gòu)機(jī)通過中間風(fēng)井時(shí)能夠輕易切削水泥改性土回填體，盾體進(jìn)入水泥改性土之后盾尾來水未沖破回填體，基坑內(nèi)未發(fā)現(xiàn)出水現(xiàn)象。盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入中間風(fēng)井后在中間風(fēng)井進(jìn)行換刀，使用PC120反鏟挖掘機(jī)順利開挖水泥改性土土體，實(shí)現(xiàn)露天換刀，在塔吊配合下，每盤刀均在3天內(nèi)完成換刀。后期清理時(shí)，人工使用鎬