浅析水泥改性土填筑(换填)施工技术

袁林海

(河南省水利第二工程局，河南 郑州 451478)

膨胀土的边坡在遇水以后会膨胀变形，进而导致边坡内应力的重新分布，还会降低土体强度和水的荷载能力。把水泥按一定比例掺到膨胀土的土料中，让膨胀土失去膨胀的性能，以达到改良膨胀土的结构与性质的目的，同时一定程度上起到土体承载力与强度提高的作用。这种掺了一定比例水泥的膨胀土土料就是水泥改性土。本文将按照水泥改性土填筑的工艺流程，依次对水泥改性土填筑的施工技术进行详细探讨。

一 进行工艺试验并选择原材料

在填筑施工前，应该先进行室内试验，以取得包括土料的粘粒含量、水泥掺量、膨胀率以及塑性指数在内的弱(中)膨胀土土料详细的物理参数指标。现场的碾压工艺试验应当按照室内试验所获得的具体参数进行，同时要对碾压与压实机械、碾压遍数以及铺土厚度等参数进行确定。在施工中这些参数还要进一步验证，并按照实际的施工情况及时进行调整。

选择原材料的时候要参考试验所得的土料参数和工程实际。在开采不同取土区的土料时应利用室内试验获得的包括天然土料的抗剪强度、含水量、粘粒含量、自由膨胀率、塑性指数、最大干密度以及最优含水率在内的物理力学指标参数，如果在天然的土料中有姜石及砾石，也要对其含量进行测定。

二 开采与制备土料

根据现场的施工组织及场地情况的不同，土料开采主要包括临时性土料堆放与直接土料堆放。临时性的土料堆放，要把渠道开采所得的弱(中)性膨胀土土料输送到指定的地点，再分区进行堆放。在制备改性土前，需要依靠挖掘机的挖装以及自卸汽车的运输把土料转运到改性土拌和场地。而直接的土料堆放，在渠道进行施工时其工作面可以连续作业，它直接把渠道开挖所得的土料运到拌和场地堆放起来。

土料制备要根据具体参数和工程需求进行。必要时，改性土的土料还要进行二次制备。采取工业毛毡对已制备的土料进行临时覆盖，并安排好堆放场周围的排水设备，以免雨水因排除不及时而渗入土料当中，破坏制备改性土的效果。

三 碎土工艺

在拌和场内进行碎土工艺可选择液压碎土机。在膨胀土的土料中但凡内粒径在10cm以上的钙质土块或结核都应该进行剔除，确保在碎好的土料中所有的土块的粒径含量是符合技术要求的。进行上料碎土与拢堆工艺可选择轮式装载机，其临时覆盖的工具则可直接使用塑料布。

四 确定水泥掺量并进行拌制

(一)确定水泥掺量。水泥改性土具体的水泥掺量按照土料膨胀的特性，在室内试验基础上，对不同天然土料的自由膨胀率进行分析，然后确定具体的改性土的水泥掺量。

(二)拌制改性土。拌制水泥土可选择稳定土拌和机，其型号有WCQ600和ZWCB500两种。前者生产能力是600t，后者的生产能力是500t。拌和土料与水泥的添加重量比例是通过试验室的EDTA滴定试验来确定的。在试验基础上，绘制标准水泥含量的曲线图，以便对水泥改性土当中的水泥含量进行检测，进而对拌制的水泥改性土进行试验，以达到确定拌和机的运行控制参数的目的。

五 运输流程

拌制好的水泥改性土经检测合格后就可以装载运输了。其运输可选择轮式装载机来进行装料，用自卸车将装好的土料运到填筑工作场地去。其卸料方法可选择进占法。

六 填筑工艺

在进行填筑前，要对基面进行清理与验收。水泥改性土具体的填筑步骤如下:

首先，采用推土机来进行改性土料的摊铺和平整作业。要在铺土边线的水平距离上进行超填以确保碾压机械具体的工作面以及边角压实度。在铺料时要严格根据碾压试验所得参数对铺料厚度进行控制，并用插钎随时进行检测。在进行水泥改性土摊铺的同时，为保证土体结合质量，还要在坡面上用推土机推出高度跟铺土厚度相同的台阶。

然后，通过凸块振动碾来进行土层碾压工作。在碾压结束以后，还要用环刀法来进行压实度取样检测。只有在检测合格以后才可填筑下一层。

最后，在完成填筑以后进行削坡工艺可采用人工与挖掘机相配合的方式。让经验丰富的挖掘机操作员根据样槽来进行方向同渠道轴线垂直的、从上到下顺坡完成的削坡作业。将土料拢集在坡下，然后装车运到拌和场再次进行拌和，在设计及技术允许部位上使用，保证削坡余料的可以最大限度发挥作用。在削坡时要预留薄土层，其厚度在5cm到10cm之间。对预留薄土层进行削坡的时候，在挖掘机的斗齿前端焊上一块用作刮板的、约20mm厚的钢板，其长度要和挖掘机的斗宽保持一致，宽为15cm左右，其前缘要和斗齿齐平。在坡面上钉好木桩，以5m为断面距离，根据坡度放样并固定尼龙线在桩位上，挂线后加密钉桩。然后人工用平头的铁锹进行坡面整理，直到坡面的坡度与平整度符合规范要求为止。

七 取样质检

完成填筑以后，要对整个工程进行取样质量检查，保证水泥改性土最大限度地发挥作用，避免在施工中产生的土料拌和不均匀、漏压、剪切破坏等问题的出现影响到工程质量。这是填筑流程的最后一步，不可或缺。

八 总结

为保证改性土的高质填筑以及工程工序之间衔接的紧密性，改性土的填筑施工要跟普通主体土方的填筑施工同时进行。水泥改性土对于膨胀土的改良能够在一定程度上达到解决膨胀土工程难题的目的，它可以充分地利用膨胀土地区的开挖料以实现就地取材，并减少非膨胀土需求量。水泥改性土的施工操作简便，能实现连续的、大规模的施工。

［1］马世茂，李斌.浅析水泥改性土填筑(换填)施工技术［J］.河南水利与南水北调，2011(24).

［2］赵峰，倪锦初，熊新宇，张春燕.水泥改性土技术研究［J］.人民长江，2010(16).