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(guó)鋒 河南長(zhǎng)城鐵路工程建設(shè)咨詢(xún)有限公司摘要：通過(guò)對(duì)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(guò)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(méi)有針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。本文通過(guò)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(xiàn)點(diǎn)岱溝站還建車(chē)站綜合樓為六層框架結(jié)構(gòu)，

2、建筑面積10856.83平方米，其中一層面積3018.36平方米，二五層每層面積為1670.8平方米，六層1073.01平方米；建筑高度23.58米，其中一層4.2米，二五層3.9米，六層3.6米，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，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(chǎng)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

3、，節(jié)長(zhǎng)1035cm，塊徑16m。地基承載力特征值fak=300kpa，該層未揭穿。原設(shè)計(jì)對(duì)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(wú)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(chǎng)查看，地勘單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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：級(jí)自重濕陷性黃土，約04m厚，地基承載力130kpa。級(jí)普通土，約020m厚，地基承載力150kpa。考慮到當(dāng)?shù)厝鄙偈?，因此設(shè)計(jì)采取的處理措施為：建設(shè)場(chǎng)地范圍內(nèi)濕陷性黃土全部挖除，基底下?lián)Q填1:4水泥土至級(jí)普通土下不小于300mm，每層300mm厚，分層夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)95%，換填后土層的地基承載

4、力特征值不低于150kpa。水泥和土按照1:4的體積比進(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(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)，檢測(cè)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。基坑開(kāi)挖后經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位、地勘單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位到現(xiàn)場(chǎng)查看后，確定換填深度為3m。二、原材料的選擇和檢測(cè) 1、土料的選擇：現(xiàn)場(chǎng)基坑開(kāi)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(chǎng)查看不具有濕陷性，需要通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)來(lái)確定是否能作為水泥土換填的土料。由于現(xiàn)場(chǎng)基坑中的粘性黃土數(shù)量不多，需要現(xiàn)場(chǎng)考察外運(yùn)粘性土作為水泥土換填的土料。2、土料的檢

5、測(cè)：去現(xiàn)場(chǎng)粘性黃土和考察既定的取土場(chǎng)的土樣送至第三方試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果兩種土樣符合粘性土的要求，至此基坑現(xiàn)場(chǎng)的粘性黃土和取土場(chǎng)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(guò)程和一定時(shí)間要求，因此選擇終凝時(shí)間相對(duì)比較長(zhǎng)的復(fù)合硅酸鹽水泥。通過(guò)考察當(dāng)?shù)厮嗍袌?chǎng)供應(yīng)情況，決定采用初凝時(shí)間不小于4.5小時(shí)，標(biāo)號(hào)為32.5水泥，進(jìn)場(chǎng)后立即報(bào)監(jiān)理工程師見(jiàn)證取樣，待第三方實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格后方可投入使用。 4、水泥土的檢測(cè)：將水泥和土樣送至第三

6、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(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)，檢測(cè)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(wú)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(cè)；水泥換填土每層壓實(shí)壓實(shí)系數(shù)95%，采用環(huán)刀法檢測(cè)；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(cè)數(shù)量及部位(1)壓實(shí)度檢測(cè)：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

7、150300mm；取樣數(shù)量，每200 m2一個(gè)點(diǎn)。(2)靜載試驗(yàn)檢測(cè)：本工程地基換填面積在3000m2以上，因此按照：每300m2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-600型穩(wěn)定土拌合站進(jìn)行水泥土的拌合，并且使用兩臺(tái)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(dòng)上料系統(tǒng)。(2)運(yùn)輸：場(chǎng)外土運(yùn)輸采用挖掘機(jī)和自卸汽車(chē)，場(chǎng)內(nèi)土運(yùn)輸采用自卸汽車(chē)。(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(hào)發(fā)電機(jī)一臺(tái)，由于現(xiàn)場(chǎng)的供電系統(tǒng)

8、負(fù)荷不足。2、施工工藝流程：(1)拌合設(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(chǎng)見(jiàn)證，合格后方可投入使用。(2)場(chǎng)外土的運(yùn)輸：采用一臺(tái)挖掘機(jī)挖土，四臺(tái)自卸汽車(chē)運(yùn)輸。(3)土料的加工：不得有草皮，大塊粒徑要打碎、過(guò)篩，使其粒徑不得超過(guò)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(cāng)。(5)水泥土拌和：土料和水泥料經(jīng)過(guò)拌合設(shè)備進(jìn)行拌合，其時(shí)做好含水量檢測(cè)與調(diào)整。(6)方格網(wǎng)的布設(shè)：按照自卸汽車(chē)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)。(6)水泥土的運(yùn)輸：拌合好的水泥土通過(guò)出料口進(jìn)入自卸汽車(chē)料斗內(nèi)，然后汽車(chē)運(yùn)輸?shù)幕觾?nèi)，卸水泥土拌合料時(shí)

9、注意按預(yù)先布設(shè)好的方格網(wǎng)進(jìn)行。(7)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。(8)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(guò)水泥土的初凝時(shí)間。(9)壓實(shí)度檢測(cè)；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(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。(10)進(jìn)行下層換填（檢測(cè)結(jié)果合格后）；(11)循環(huán)進(jìn)行水泥土拌合、攤鋪、整平、碾壓、檢測(cè)、壓實(shí)度檢測(cè)，即可完成地基換填水泥土的施工。五、施工過(guò)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?chē)_(kāi)挖排水溝和集水坑，且按開(kāi)挖平面進(jìn)行合理布置，配備足夠水泵。2

10、、材料的進(jìn)場(chǎng)檢測(cè):本工程采用散裝32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，按同一生產(chǎn)廠家、同一等級(jí)、同一品種、同一批號(hào)且連續(xù)進(jìn)場(chǎng)的水泥，每500t做一次監(jiān)理工程師見(jiàn)證取樣檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格后方可投入使用；同一取土場(chǎng)每5000立方米做一次監(jiān)理見(jiàn)證取樣檢測(cè)，土料如有變化時(shí)必須再一次見(jiàn)證取樣檢測(cè)。3、組合式WDZ-600型穩(wěn)定土拌合站的進(jìn)場(chǎng)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(méi)有灰條、灰團(tuán)和花面；拌和過(guò)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(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮自卸汽車(chē)的倒料，嚴(yán)格按照已測(cè)設(shè)好的方格網(wǎng)進(jìn)行倒

11、料，以保證虛鋪厚度的均勻。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(duì)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(dòng)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(guò)兩段的接縫處。壓路機(jī)的碾壓速度頭兩遍采用1.51.7km/h，以后采用2.02.5km/h。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。縱向搭接長(zhǎng)度不小于2m，上

12、下兩層填筑接頭錯(cuò)開(kāi)3.0m以上。對(duì)局部表面不平整處要及時(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(jiàn)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(chē)輛通行，防止表層擾動(dòng)破壞。填筑外形尺寸允許偏差序號(hào)項(xiàng)目允許偏差1高程±10mm3中線(xiàn)至邊緣距離+200mm4寬度不小于設(shè)計(jì)值5橫坡±0.5%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(guò)程中，水泥穩(wěn)定土的表面始終保持濕潤(rùn)，如水分蒸發(fā)過(guò)快，及時(shí)補(bǔ)灑少量的水。（2）經(jīng)過(guò)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

13、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(wú)明顯的輪跡。8、水泥土的養(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(chē)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(rùn)。9、施工工序控制。(1)保證機(jī)械設(shè)備完好，各級(jí)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(guò)試驗(yàn)確定該土場(chǎng)是否可用。(3)以壓實(shí)度為試驗(yàn)檢測(cè)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 (4)試驗(yàn)檢測(cè)工作要及時(shí)到位，保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。 (5)注意