文件3塑性混凝土與水泥改性土技術

1、塑性混凝土與水泥改性土施工技術1.雙液注漿應用簡介本中間風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行回填，盾構機穿過洞門后直接在塑性混凝土和水泥改性土土體中掘進過站?；靥钔瓿珊笠蠡靥钔帘仨氁幸欢ǖ姆浪阅?，不允許地下水在土體中大量滲流形成通道，同時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，但造價高，后期處理困難，因此本設計要求僅靠洞門3米范圍內回填塑性混凝土，其余位置回填水泥改性土，這樣做的目的是即滿足盾構過站防水要求，同時又降低回填成本和后期清理成本。 2.塑性混凝土施工技術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。這種材料的特點是抗壓強度不高，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）膨潤土（塑性指標較高），對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用較多，我國在80年代后期應用成功。但在地鐵施工領域的應用,在國內尚屬首次。2.2 塑性混凝土試驗我項目部的塑性混凝土試配工作，考慮到施工現(xiàn)場的實際情況，膨潤土采用干摻法。又因膨潤土穩(wěn)定

3、性差，試配方案采用雙摻膨潤土、黏土和膨潤土單摻兩個方案進行。2.2.1原材料 水泥：英德海螺水泥有限責任公司，海螺牌P.C32.5；細集料：西江砂場；粗集料：增城石場碎石，為531.5連續(xù)級配； 膨潤土：廣州花都赤坭鈣基；粘土：高增土場 低液限粘土；水：自來水。2.2.2配合比設計參數(shù)抗壓強度：R28=1.02.5MPa；彈性模量：E28=425515；模強比：E28/R28=200500；坍落度：120160mm；擴展度：350450mm。初步選定方案（一）基準配合比為：水泥：砂：碎石：膨潤土：粘土：水=140：677:770:50:270:370混凝土拌和物經測定，坍落度160mm，擴展度

4、370mm，和易性、粘聚性、保水性良好,符合要求。為了便于比較，增加二個關聯(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）基準配合比為：水泥：砂：碎石：膨潤土：粘土：水=120：670:590:320:0:500混凝土拌和物經測定，坍落度為155mm，擴展度：350mm，符合要求,和易性、粘聚性、保水性良好。為了便于比較，增加二個關聯(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配合比編號水泥(kg)細骨料(kg)粗骨料(kg)膨潤土(

5、kg)粘土(kg)水(kg)方案一 001120650740502703700021406777705027037000316058182850270370方案二004100691589320050000512067059032005000061406455953200500 初選配合比物理、力學性能試驗結果見表2表2 塑性混凝土物理、力學性能編號坍落度（mm）擴展度（mm）容重（kg/m3）抗壓強度R28彈性模量E28模強比R28/ E28方案一 00116037021301.142038200215033021601.151546800313532021501.4550393方案二0041

6、5534020800.836045000515535021201.240033300612530021401.3330254根據(jù)上述試驗結果，在滿足設計要求和施工要求的條件下，本著經濟節(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水泥(kg)細骨料(kg)粗骨料(kg)膨潤土(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)場強制式拌合機進行拌合.考慮到膨潤土及粘土的成本及特性,純粘土易于發(fā)生沉淀,拌合質量控制難度大,而膨潤土懸浮特性遠優(yōu)于粘土,拌合

7、效果好,但成本高,因此采用粘土和膨潤土雙摻,選用方案001的配合比。3.水泥改性土施工技術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，通過水泥的固結作用使砂土形成一個整體，使之具有一定的強度及較好的抗?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 水泥改性土實驗結果7天強度達到90,無側限抗壓強度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價4.1 塑性混凝土使用效果評價回填完成后盾構開始通過中間風井，洞門附近塑性混凝土強度適宜，盾構進站

8、和出站時未發(fā)生涌水或大的滲流，洞門附近土體穩(wěn)固，盾構安全順利的通過中間風井。后期破除塑性混凝土過程中，經回彈實驗，塑性混凝土強度13MPa，塑性混凝土與主體結構粘結力較小，可輕易從主體結構上剝離，左線采用人工破除，速度較快，右線使用PC50小炮機鑿除，均在3天內清理完成。綜上所述，本中間風井回填過站施工塑性混凝土使用符合預期目的，使用成功。同時，塑性混凝土所使用材料均為盾構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價回填完成后，現(xiàn)場對回填水泥改性土進行檢驗，人工用鋼釬鑿除時成塊狀剝離，整體性較好，局部蓄水試驗，1天下滲深度不足10cm，滿足抗?jié)B要求。盾構機通過中間風井時能夠輕易切削水泥改性土回填體，盾體進入水泥改性土之后盾尾來水未沖破回填體，基坑內未發(fā)現(xiàn)出水現(xiàn)象。盾構機進入中間風井后在中間風井進行換刀，使用PC120反鏟挖掘機順利開挖水泥改性土土體，實現(xiàn)露天換刀，在塔吊配合下，每盤刀均在3天內完成換刀。后期清理時，人工使用鎬