关于水泥土及水泥改性土填筑碾压试验技术方案

【摘要】本文针对10%水泥掺量的水泥土和4%水泥掺量的水泥改性土，分别进行的填筑碾压试验，确定最优水泥土和改性土填筑碾压参数，为后续水泥土、改性土填筑碾压施工提供质量控制依据和标准，以确保工程质量达到设计要求。

【关键词】水泥土；改性土；填筑碾压

1.工程概况

南阳市段第二施工标段，设计桩号为TS94+365～TS100+500，全长为6.135km。标段内共有各类建筑物13座。其中改性土回填53.2万m3，建筑物水泥土换填3.6万m3，渠道4%水泥掺量的水泥改性土填筑主要为原状土基以上的渠堤外包填筑及原地面高程以下的渠坡换填；建筑物10%水泥掺量的水泥土换填主要为左岸排水工程基础换填。

2.试验目的

通过水泥土、改性土的碾压试验，选择合适和配套的机械设备；确定科学合理的技术参数（铺料厚度、水泥土及水泥改性土级配、含水量的适宜范围、压实方法和压实遍数）；填料压实是否能够达到设计压实度要求，确定土料的最优含水率；确定最优水泥土和改性土填筑碾压参数、质量控制的技术要求、检测方法，研究水泥土和改性土填筑碾压的施工工艺与措施，为后续水泥土、改性土填筑碾压施工提供质量控制依据和标准，以确保工程质量达到设计要求。

3.试验步骤

3.1试验方案工艺流程

3.2试验场地布置

根据工程施工现场实际情况，经有关各方同意，在1#副营地灰土拌合站堆料场分别布置宽度为14m，长度为50m的4%水泥掺量改性土、10%水泥掺量水泥土填筑碾压试验场地，在试验场地按铺料厚度30cm和35cm布置两个试验区，每个试验区域内再按碾压遍数、划分为三个小区域，确定试验采样点。

3.3试验步骤

3.3.1进行水泥掺量4%水泥改性土和水泥掺量10%水泥土填筑碾压试验的材料，均采用十二里河西支排水涵洞2m处开挖料。在进行填筑或换填之前，先进行碾压试验， 在严格执行各项碾压参数的基础上，根据施工实际情况不断分析总结和相应的局部微调优化，以指导后续渠道改性土和建筑物水泥改性土的填筑施工。

3.3.2碾压机械设备检验

进行水泥土、水泥改性土碾压试验，选用的碾压机械均为SEM8222型凸块振动平碾，施工中使用2km/h速度。经现场观察开启振动碾进行振动、行走试验，判断其工作状态是正常的。

3.3.3土料制备

对十二里河西支排水涵洞土料开采后，由15T自卸汽车运至灰土拌合站（1#副营地）进行堆放，为消除大块粒径，保障粒径含量达到设计要求，我标采用旋耕机进行碎料，剔除土料中粒径大于5cm的块体；破碎完成后采用ZL50C装载机进行上料碎土和土料拢堆，采用塑料布临时对破碎料进行覆盖。

3.3.4拌合工艺试验

根据室内土工试验成果，采用灰土拌合站（MWB-400I灰土拌合站）分别进行了水泥土和水泥改性土的拌合工艺试验，由于水泥土和水泥改性土的拌合工艺相同，这里只介绍水泥改性土的拌合工艺试验流程，具体的拌合工艺试验流程如下：

在拌合之前，在现场监理工程师的见证下，我标对拌合土料进行了天然含水率的检测，结合改性土的配合比，现场实验室下发了改性土配料单，灰土拌合站根据改性土配料单的要求进行了配料。

配料完成后，灰土拌合站（MWB-400I灰土拌合站）随即进行了改性土的拌制，由ZL50C装载机上料，拌合机由集料系统、计量传送系统、拌制系统、水泥罐体四部分组成。集料系统用于盛放土料，配置了4个料斗；在集料斗下部有电子计量系统，通过控制液压斗门开启或关闭来确定土料的重量，土料落至皮带机上后，传送至拌合机内；在拌合系统运行后，电脑自动控制水泥罐添加水泥至拌合机内，并根据改性土配料单的要求添加水，拌制完成后经皮带机卸料。为保证土料质量，集料斗上口加工成带坡度的型式，并在上口设置筛网，每个小网格边长不宜大于5cm，以过滤掉粒径不合格的土料。拌合称量系统按改性土配料单，控制土料、水泥和水的重量，进行充分拌合。

水泥土的拌合工艺试验流程与上述拌合工艺试验流程相同。

出料后，在监理工程师的见证下，取样进行了室内的均匀性检测、水泥含量检测，检测后灰土拌合站的拌合工艺达到了改性土和水泥土拌合工艺及相关控制指标的要求（详见编号EDTA-2、EDTA-3：EDTA法测水泥含量检测报告）。

填筑试验场地平整：

在选定的填筑碾压试验场地，采用TY220推土机，配合人工，将填筑基面或接触面的腐植土、草皮、树根、废渣、垃圾等进行清除，基面清理后，对试验场地进行精平，达到平整度的要求。

3.3.5填筑试验场地基底处理

由于选定的填筑碾压试验场地基础面均为原土地基面，在进行填筑试验之前，用振动平碾对地基面进行碾压2遍；碾压结束后，利用控制点坐标，测放出改性土填筑碾压试验场地边线， 每侧均超出试验场地宽度100cm，并用石灰线和木桩明显标示。

3.3.6水泥改性土拌制

在进行水泥土（水泥改性土）拌合之前，在现场监理工程师的见证下，我标对拌合土料进行了天然含水率的检测，结合配合比，现场实验室下发了水泥土（水泥改性土）配料单，灰土拌合站根据配料单的要求进行了配料。

配料完成后，灰土拌合站（MWB-400I灰土拌合站）拌合称量系统按水泥土（水泥改性土）配料单，控制土料、水泥和水的重量，进行充分拌合，严格按照拌合工艺试验的拌合程序进行拌制。出料后，在监理工程师的见证下，取样进行均匀性检测和水泥含量检测，检测合格的水泥土（水泥改性土），由20T自卸汽车运送至填筑试验场地工作面（详见附件，编号EDTA-2、EDTA-3：EDTA法测水泥含量检测报告）。

3.3.7填料运输、入仓

碾压填料，由20T自卸汽车运送至试验区域，顺长方向采取进占法入仓卸料，汽车不得在已压实土料上行驶，填料含水率必须均匀（最优含水量+2%以内），用ZL50C装载机进行辅助补料，在边角处采用人工进行补料，以达到铺填厚度和较为合理的级配。

3.3.8填料摊铺、平整

采用TY220推土机铺料，平整，两侧每10m插设一根标杆，上面白油漆标示铺土厚度，作为推土机摊铺时的参照，局部人工配合精平。若拌合后水泥改性土含水率偏低的土料进行洒水调整；对含水率超标的进行翻松晾晒。采用五铧犁对改性土料进行翻松，调整含水量进行晾晒的场地在填筑现场进行。

为保证压路机压轮表面能基本均匀接触填筑面进行碾压，以达到理想的压实效果，采用TY220推土机对回填土料进行平整，做到摊铺面纵向和横向平顺均匀，在填筑边线外侧均增加100cm宽的超铺余量。同时利用坐标法对场地进行4×4m方格定位测量，测定虚铺高程厚度，作好铺料前高程记录，作为铺土厚度控制、压实后高程（厚度）比较的依据。

3.3.9碾压试验检测方法

水泥改性土的试验检测根据《土工试验规程》进行；采用环刀法进行取样，烘干后检定土样的含水率，每一组合取样5个；碾压累计遍数达到第六遍后，测定方格点高程并作干密度试验。碾压累计遍数达到第八遍后，又测定方格点高程做干密度。碾压累计遍数达到第十遍后，作最后一次干密度，用水准仪测定最终压实高程，作好每次测定原始记录。

4.填筑碾压试验结论

经过试验段的施工，使所有的参加人员明确了水泥改性土碾压的基本流程，达到规定压实度所需的配套机具、碾压遍数和人员组织，达到了试验段的目的。综合分析试验结果，选择最优施工碾压参数。