地基水泥土換填施工技術(shù)

1、地基水泥土換填施工技術(shù)楚國鋒河南長城鐵路工程建設(shè)咨詢有限公司摘要：通過對濕陷性黃土的地質(zhì)分析，地基采取了水泥土換填處理措施。在分析了水泥、粘性土以及水泥土的本身特性，采取了符合其本身特性的施工技術(shù)措施，施工過程中嚴(yán)格控制原材料、 施工工藝的質(zhì)量，取得了比較理想的效果。關(guān)鍵詞：濕陷性黃土，水泥、粘性土以及水泥土的特性，地基水泥土換填。引言：隨著水泥土地基處理施工技術(shù)的發(fā)展，同行業(yè)中并沒有針對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。本文通過具體施工實(shí)例，總結(jié)了根據(jù)水泥、粘性土以及水泥土的本身特性進(jìn)行施工質(zhì)量的控制，并取得了良好效果的施工經(jīng)驗(yàn)。一、工程概況神華準(zhǔn)能新建鐵路巴準(zhǔn)線點(diǎn)岱溝站還建車站綜合樓為六層框架結(jié)構(gòu)，

2、建筑面積平方米，其中一層面積平方米，二五層每層面積為平方米，六層平方米；建筑高度米，其中一層米，二五層米，六層米，建筑耐火等級為二級，其中一層設(shè)兩個(gè)防火分區(qū)，二六層每層各設(shè)一個(gè)防火分區(qū)，各兩部疏散樓梯，均為封閉樓梯間。建筑設(shè)計(jì)使用年限為50 年，抗震設(shè)防裂度7 度。場地勘探深度范圍內(nèi)的地基土主要為砂質(zhì)黃土及砂巖泥巖互層，其表面層為砂質(zhì)黃土：褐黃色、稍濕、中密，土質(zhì)較均勻，巖芯散狀，局部夾有鈣質(zhì)結(jié)核， 厚度1020m。 其下面為砂巖泥巖互層：紫紅色、 灰白色， 青灰色， 強(qiáng)風(fēng)化，泥質(zhì)膠結(jié)，泥砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯呈柱狀、塊狀，節(jié)長1035cmi塊徑16m地基承載力特征值fak=300kpa,該

3、層未揭穿。原設(shè)計(jì)對砂質(zhì)黃土地基采用灰土擠密樁進(jìn)行處理，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)成孔出現(xiàn)勁縮現(xiàn)象， 無法進(jìn)行灰土擠密樁的施工。后聯(lián)系設(shè)計(jì)單位、地勘單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位到現(xiàn)場查看，地勘單位對現(xiàn)場土質(zhì)重新進(jìn)行了勘探，發(fā)現(xiàn)其表面層砂質(zhì)黃土的分為兩種：II級自重濕陷性黃土，約04m厚，地基承載力130kpa。II級普通土，約020m厚，地基承載力150kpa?？紤]到當(dāng)?shù)厝鄙偈?，因此設(shè)計(jì)采取的處理措施為：建設(shè)場地范圍內(nèi)濕陷性黃土全部挖除，基底下?lián)Q填 1:4水泥土至H級普通土下不小于 300mm每層300mnff,分層夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)n 95%換填后土層的地基承載力特征值不低于150kpa。 水泥和土按照1:4 的體

4、積比進(jìn)行配比，配比完成后的水泥土應(yīng)按照水泥土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)，檢測土體能否達(dá)到預(yù)定的壓實(shí)系數(shù)及地基承載力特征值?；娱_挖后經(jīng)過設(shè)計(jì)單位、地勘單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位到現(xiàn)場查看后，確定換填深度為3m。二、原材料的選擇和檢測1 、土料的選擇：現(xiàn)場基坑開挖出的土分為砂質(zhì)黃土和粘性黃土，其中的砂質(zhì)黃土具有濕陷性，不能作為水泥土換填的土料；其中的粘性黃土，現(xiàn)場查看不具有濕陷性，需要通過試驗(yàn)檢測來確定是否能作為水泥土換填的土料。由于現(xiàn)場基坑中的粘性黃土數(shù)量不多，需要現(xiàn)場考察外運(yùn)粘性土作為水泥土換填的土料。2、土料的檢測：去現(xiàn)場粘性黃土和考察既定的取土場的土樣送至第三

5、方試驗(yàn)室進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果兩種土樣符合粘性土的要求，至此基坑現(xiàn)場的粘性黃土和取土場的粘性黃土確定為地基水泥土換填的土料，土料選擇時(shí)不得使用含有鹽漬土、膨脹土、凍土、有機(jī)質(zhì)等不良粘性土料。3、水泥的選擇：水泥作為唯一的穩(wěn)定劑，其質(zhì)量至關(guān)重要?？紤]到水泥土的拌合、運(yùn)輸、攤鋪、整平、碾壓需要一個(gè)過程和一定時(shí)間要求，因此選擇終凝時(shí)間相對比較長的復(fù)合硅酸鹽水泥。通過考察當(dāng)?shù)厮嗍袌龉?yīng)情況，決定采用初凝時(shí)間不小于小時(shí)，標(biāo)號為水泥，進(jìn)場后立即報(bào)監(jiān)理工程師見證取樣，待第三方實(shí)驗(yàn)室檢測合格后方可投入使用。4 、水泥土的檢測：將水泥和土樣送至第三方實(shí)驗(yàn)室，試驗(yàn)人員把水泥和土按照 1:4 的體積比進(jìn)行配比，配比完

6、成后的水泥土按照水泥土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求進(jìn)行無側(cè)限抗壓試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)，檢測結(jié)果土體能達(dá)到預(yù)定的壓實(shí)系數(shù)及地基承載力特征值，將試驗(yàn)結(jié)果送至設(shè)計(jì)方，設(shè)計(jì)方復(fù)核無誤后，最終確定上述水泥土的原材料可以使用。三、水泥土質(zhì)量檢驗(yàn)1、水泥換填土每層壓實(shí)厚度為 300mm采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢測；水泥換填土 每層壓實(shí)壓實(shí)系數(shù)n 95%采用環(huán)刀法檢測；換填完成后水泥土地基其承載力 特征值不低于150kpa,采用靜載試驗(yàn)確定。2、檢測數(shù)量及部位(1) 壓實(shí)度檢測：取樣部位，采取分層取樣檢驗(yàn)，并在每層表面以下的2/3厚度處取樣，取樣點(diǎn)位置在各層的中間及離邊緣150300mm取樣數(shù)量，每200 m2 一個(gè)點(diǎn)。(2

7、)靜載試驗(yàn)檢測：本工程地基換填面積在3000m以上，因此按照：每300m 至少應(yīng)有1 點(diǎn)，每一獨(dú)立基礎(chǔ)下至少應(yīng)有1 點(diǎn)。四、施工機(jī)械選擇與工藝流程1、施工機(jī)械的選擇：(1)拌合：采用組合式 WDZ-60理穩(wěn)定土拌合站進(jìn)行水泥土的拌合，并且使用兩臺裝載機(jī)配合攪拌設(shè)備進(jìn)行上土料，水泥的上料為水泥罐配合自動上料系統(tǒng)。(2) 運(yùn)輸：場外土運(yùn)輸采用挖掘機(jī)和自卸汽車，場內(nèi)土運(yùn)輸采用自卸汽車。(3) 攤鋪、整平：粗平采用裝載機(jī)，精平采用平地機(jī)。(4) 碾壓：采用22t 的壓路機(jī)和小型蛙式打夯機(jī)。(5) 供電設(shè)備：TZH2-400-4 型號發(fā)電機(jī)一臺，由于現(xiàn)場的供電系統(tǒng)負(fù)荷不足。2、施工工藝流程：(1) 拌合

8、設(shè)備的標(biāo)定：土料進(jìn)料設(shè)備的標(biāo)定和水泥進(jìn)料的標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)通知建設(shè)單位和監(jiān)理單位現(xiàn)場見證，合格后方可投入使用。(2) 場外土的運(yùn)輸：采用一臺挖掘機(jī)挖土，四臺自卸汽車運(yùn)輸。(3) 土料的加工：不得有草皮，大塊粒徑要打碎、過篩，使其粒徑不得超 過 50mm。(4) 裝載機(jī)上料：將合格的土料用裝載機(jī)運(yùn)輸至拌合設(shè)備的料倉。(5) 水泥土拌和：土料和水泥料經(jīng)過拌合設(shè)備進(jìn)行拌合，其時(shí)做好含水量檢測與調(diào)整。(6) 方格網(wǎng)的布設(shè)：按照自卸汽車的方量和虛鋪厚度計(jì)算出面積，然后據(jù)此布設(shè)方格網(wǎng)。(7) 水泥土的運(yùn)輸：拌合好的水泥土通過出料口進(jìn)入自卸汽車料斗內(nèi)，然后汽車運(yùn)輸?shù)幕觾?nèi)，卸水泥土拌合料時(shí)注意按預(yù)先布設(shè)好的方格

9、網(wǎng)進(jìn)行。(8) 水泥土的攤鋪、整平，粗平采用裝載機(jī)整平，精平采用平地機(jī)，邊角部位人工配合進(jìn)行。(9) 水泥土的施工層碾壓：采用 22t 的壓路機(jī)，邊角部位采用小型蛙式打夯機(jī)配合，碾壓時(shí)注意隨著整平的步伐進(jìn)行，盡量避免不超過水泥土的初凝時(shí)間。(10) 壓實(shí)度檢測；壓實(shí)和格后，通知第三方實(shí)驗(yàn)室和監(jiān)理單位到現(xiàn)場進(jìn)行檢測。(11) 進(jìn)行下層換填(檢測結(jié)果合格后)；(12) 循環(huán)進(jìn)行水泥土拌合、攤鋪、整平、碾壓、檢測、壓實(shí)度檢測，即可完成地基換填水泥土的施工。五、施工過程的質(zhì)量控制1 、為防止下雨時(shí)地表雨水直接匯入基坑、沖刷邊坡，基坑周圍開挖排水溝和集水坑，且按開挖平面進(jìn)行合理布置，配備足夠水泵。2、材

10、料的進(jìn)場檢測: 本工程采用散裝復(fù)合硅酸鹽水泥，按同一生產(chǎn)廠家、同一等級、同一品種、同一批號且連續(xù)進(jìn)場的水泥，每500t做一次監(jiān)理工程師見證取樣檢測，實(shí)驗(yàn)室檢測合格后方可投入使用；同一取土場每5000立方米做一次監(jiān)理見證取樣檢測，土料如有變化時(shí)必須再一次見證取樣檢測。3、組合式WDZ-60型穩(wěn)定土拌合站的進(jìn)場檢驗(yàn)及使用前的計(jì)量標(biāo)定。4、水泥土的拌和。拌和時(shí)要保證做到水泥土拌合料均勻、色澤一致，沒有灰條、灰團(tuán)和花面；拌和過程中，及時(shí)檢查拌合料的含水量，含水量宜略大于最佳含水量。氣溫高時(shí)還應(yīng)注意水泥土表面補(bǔ)水。5、水泥土的卸料。由專人負(fù)責(zé)指揮自卸汽車的倒料，嚴(yán)格按照已測設(shè)好的方格網(wǎng)進(jìn)行倒料，以保證虛

11、鋪厚度的均勻。6、水泥土的攤鋪和整平。拌合料虛鋪厚度按 350mm用裝載機(jī)將拌合料攤鋪和整平。整平時(shí)分兩道工序，即粗平和精平，粗平采用裝載機(jī)，精平采用平地機(jī)，對邊角部位平地機(jī)精平不到位的地方，可采用人工配合平地機(jī)機(jī)的方式進(jìn)行。7、水泥土的壓實(shí)。水泥土拌合料整平后，用低頻高幅振動壓路機(jī)（22T）在換填全寬內(nèi)相鄰交錯(cuò)排列進(jìn)行碾壓，由外側(cè)向內(nèi)側(cè)進(jìn)退式進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)，重疊1/2輪寬，后輪超過兩段的接縫處。壓路機(jī)的碾壓速度頭兩遍采用h,以后采用 ho先靜壓2遍，再弱振1遍、強(qiáng)振2遍、弱振1遍，最后再靜壓2遍的操作程序收光平整表面?？v向搭接長度不小于2m， 上下兩層填筑接頭錯(cuò)開以上。對局部表面不平整處要

12、及時(shí)補(bǔ)平、補(bǔ)壓。碾壓完成后，按規(guī)定進(jìn)行幾何尺寸和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)檢查。檢查內(nèi)容見下表，合格地段按規(guī)定進(jìn)行后期修整養(yǎng)護(hù)，不合格處及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓，直到合格為止，進(jìn)入修整養(yǎng)護(hù)階段。已完成的填筑地段要控制車輛通行，防止表層擾動破壞。填筑外形尺寸允許偏差序號項(xiàng)目允許偏差1高程士 10mm3中線至邊緣距離+200mm4寬度不小于設(shè)計(jì)值5橫坡±%6平整度不大于10mm7厚度-20mm碾壓時(shí)注意如下事項(xiàng):(1)碾壓過程中，水泥穩(wěn)定土的表面始終保持濕潤，如水分蒸發(fā)過快，及時(shí) 補(bǔ)灑少量的水。(2)經(jīng)過拌和、整形的水泥穩(wěn)定土，在水泥初凝前或試驗(yàn)確定的延遲時(shí)間內(nèi) 完成碾壓，并達(dá)到要求的密實(shí)度，同時(shí)無明顯的輪跡。8、水

13、泥土的養(yǎng)護(hù)。水泥土施工層經(jīng)壓實(shí)成型后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，保 證施工層水泥土的合理含水量，避免水泥凝結(jié)時(shí)缺水。全部施工層完成后，采 用灑水車灑水、薄膜或彩條布覆蓋的方法保濕養(yǎng)護(hù) 7d,每天灑水的次數(shù)視氣候 而定，以保證整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間水泥土層表面始終保持濕潤。9、施工工序控制。(1)保證機(jī)械設(shè)備完好，各級人員分工明確，生產(chǎn)安排合理有序，嚴(yán)格按 照工藝要求施工。(2)嚴(yán)格控制填料質(zhì)量，所用填料必須與取樣試驗(yàn)的土質(zhì)一致，若發(fā)現(xiàn)有灰綠、灰白色，有蠟面光澤，滑膩感極強(qiáng)的土應(yīng)全部清除，同時(shí)應(yīng)通過試驗(yàn)確定該土場是否可用。(3) 以壓實(shí)度為試驗(yàn)檢測工作的核心，當(dāng)壓實(shí)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查填料質(zhì)量、含水量、松鋪厚度等，查明原因并采取相應(yīng)措施，必須保證每層的壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。(4) 試驗(yàn)檢測工作要及時(shí)到位，保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。(5