水利工程中水闸水泥砂垫层的施工技术

【摘要】本文以实际工程为例，对水泥砂垫层的施工进行了分析，对拌合材料的选择、拌合质量的控制、施工参数以及水泥砂的主要施工方法进行探讨，取得了良好的施工质量。

【关键词】水利工程；水闸水泥；砂垫层；施工

Abstract： based on the actual project as an example， analyses the cement sand cushion construction， the selection of mixing materials， the batch quality control， construction parameters and discusses the main construction method of cement sand， has obtained the good construction quality.

Keywords： water conservancy project；Lock the cement；Sand cushion；The construction of the

1、工程概况

某水利工程泄水闸一共有3个孔，总建设宽度为72m，泄水闸的总建设高度为8.6m。闸基为粉细砂，需要对其进行处理。设计使用水泥搅拌桩进行施工，设计搅拌桩高程为13.5m。为了将桩间土的作用充分发挥出来，使用褥垫层布置在闸室底板和桩顶，并对土和桩的荷载分担比进行调整。结合本工程实际情况，褥垫层为使用水泥和细砂拌合后的砂浆。加固示意图见图1。

2、水泥砂垫层的功能

由于挖掘泄水闸基坑的时候，发现粉细砂的品相很不错，在设计砂垫层的时候决定使用水泥砂，绝大多数的粉细砂比较的干净，含泥量非常的小，只有一少部分粉细砂含泥量很大或者是含有淤泥质土。粉细砂大都是散粒体，自身具有较强的弹性模量，使用水泥对其进行改性处理，可以较大程度的提升粉细砂的弹性模量，使渗透系数得到较好的降低。合理利用泄水闸基坑的开挖料，既可以将工程的弃渣重复利用，又可以实现就地取材，使工程的投入资金得到有效的降低。从土力学的角度出发，细粒料和粗粒料的粒径区别仅仅有0.1毫米，这又在粉细砂的粒径范围之内，这样工程的性质就会处于粘性土和砂性土的中间。当粉细砂处于湿润的状态时，具有微微的粘性，可以实现特殊工程的要求，使用水泥砂垫层属于技术的不断创新，在施工参数和水泥砂搅拌的方面没有成功的经验可以进行参考，需要经过生产试验来进行不断的摸索。该工程的水泥砂垫层在设计的时候，夯填度要控制在0.87以内，需要通过试验来确定碾压的次数、碾压的形式、摊铺的厚度和形式以及最佳含水量。

3、施工的主要参数

3.1 设计指标

施工的过程中，水泥的掺加量要控制在4.5%以内，夯填度要控制在0.87以内，相对的密度要达到0.7以上，渗透系数为，试验报告中显示水泥要使用普通的硅酸盐水泥，砂为基坑挖掘的粉细砂，对砂样颗粒进行分析的详细数据见表1所示，干密度的详细信息见表2所示。

经过计算，当加入水利量为4.5%，干密度要超过1.58，当掺入水泥量为6%时，要求干密度大于1.6。对渗透系数进行实验，得出试验结果如表3所示。

3.2 碾压试验的办法

先要对开采区的含水率进行严格的检测，经过检测发现：将覆盖层剥离1米以后，粉细砂的含水量可以达到6.4%左右，使用自卸汽车运输辅料，在摊铺、平整和找平的过程中，使用人工来进行作业。依据试验的结果来严格控制粉细砂的含水率，辅料的平整度和厚度要在现场控制好，使用水准仪来检查摊铺是不是平整，当达到设计的标准以后，进行碾压施工，按照设计的要求来完成碾压的次数，使用铁锹将表面的土层清理干净。取样的时候使用环刀的办法，在压实层下部三分之一的位置进行取样，最少要从两个检测点进行取样，在试验段上平均选取取样点，取样结束以后，使用相同质量的水泥来回填取样坑，夯实后做好标记，这样可以有效的避免发生重复取样的情况。

4、拌制水泥砂

4.1 拌合的方法

由于泄水闸砂垫层施工量比较大，如果使用人工来进行水泥砂拌合的话，需要人工控制填加水和水泥的数量，这样就很难保证拌合的质量可以达到设计的标准，质量控制会非常的困难。由于人工作业的效率较低，工程的施工强度很难得到满足，所以使用混凝土搅拌站集中拌合的办法，这样可以有效控制水泥砂的拌合效果，实现水泥砂拌合的集中管理。

4.2 选择原材料

粉细砂、水和水泥拌合在一起构成了水泥砂，在选择材料的时候，一定要控制好粉细砂的质量。基坑挖掘的主要材料就是粉细砂，部分位置粉细砂的含泥量比较大，有的还会夹杂着淤泥质土。所以一定要控制好粉细砂的质量，选取的纯度一定要高，尽量少含泥、草根植被、团结块等杂质。该工程使用的水泥为普通的硅酸盐水泥，使用的拌合水直接从河水中抽取就可以了。

4.3 控制拌和质量

水泥砂的配比和拌合均匀程度是水泥砂质量的只要控制因素，可以采取以下两种办法来进行控制。第一，使用拌合站的称量系统来控制配比，从而实现对水、水泥和粉细砂的控制。粉细砂自身带有水分，为了更好的控制用水量，应该对粉细砂的含水量进行测定。第二，控制拌合均勻度。粉细砂自身颗粒较小、且自身带有水分，如果依照拌合站的日常程序来进行拌合，粉细砂自身带有的水分就会和水泥形成颗粒，这样水泥搅拌以后也会有颗粒存在，使拌合均匀度受到严重影响[7]。经过认真的试验以后，决定先将水泥和水进行搅拌形成水泥浆，再将粉细砂掺入其中，将搅拌的时间尽量的延长，这样就可以使水泥砂搅拌的更加均匀。

5、水泥砂的施工办法

5.1 处理基面

基面一定要处理干净，要没有任何的杂物和积水，依据设计标准来回填局部的坑洼处和受到扰动的桩间土。放样的时候要按照图纸来进行，一定要确定水泥砂垫层的范围和高度，填筑分区要按照强度来划分，同时做好标记，基面验收合格以后开始下一道工序的施工。

5.2 水泥砂的运输、铺料、振捣和养护

5.2.1 运输水泥砂

使用10t自卸汽车水平运输各闸室底板水泥砂垫层，垂直运输和辅料运输使用长臂反铲，垫层料运输使用的车辆一定要固定，做好车厢和轮胎的清洁工作，防止轮胎和车厢中的杂物带入到填筑区或者是垫层料里，应该连贯且持续的完成水泥砂料的装卸、铺填和运输工作，防止过多周转造成含水量的改变，填筑的时候不可以使用不合格的填筑料。

5.2.2 铺料的形式

铺料的时候，使用人工和长臂反铲配合的办法，在铺料以前一定要保证基面湿润，这样可以有效控制水泥砂的含水量，水泥砂垫层的设计厚度为30厘米。依据对施工现场的夯填验算，铺料的每一层厚度要控制在40厘米以内，铺料一定要平整且均匀，严格控制配料的厚度。

5.2.3 振捣水泥砂垫层

水泥砂表面振捣的时候，使用SW-10型附着式混凝土振捣器来进行振捣，振捣以前做好表层铺料的均匀和平整工作。使用静压的施工办法来进行振捣碾压，碾压的次数要控制在7次以内，要按照特定的方向施工，振捣的时候一定要满足设计的遍数，重叠碾压的位置要在50厘米以上，边角位置和接头处要捣实，防止出现漏振、欠振的情况。后施工段在施工的时候，一定要处理好与前施工段的接头部位，做好振捣工作，前后施工段连接处不可以有接头出现。

5.2.4 养护水泥砂垫层

水泥砂垫层料铺筑好以后，一定要做好养护和保护工作，禁止车辆和行人通行，还要及时的做好取样试验，那些没有达到设计要求的施工位置，一定要进行返工处理，水泥砂上部混凝土垫层施工一定要及时，这样可以有效避免水泥砂长时间暴露所造成的损害。

6、结语

綜上所述，在使用上述施工技术进行水闸水泥砂垫层的施工后取得了良好的施工效果，工程质量达到了设计要求。经过检测证明，本工程每一个施工阶段所使用的水泥砂浆指标都达到了规定要求，有效保证了后续施工的顺利开展。

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作者简介：古丽苏姆阿依·热合曼、1981.11、女、维吾尔族、新疆莎车、大学本科、工程师、研究方向：大中型渠道设计与建筑物