南水北调干渠水泥改性土碾压试验方案路拌法.docx

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南水北调干渠水泥改性土碾压试验方案路拌法

水泥改性土碾压试验方案（路拌）

一、工程简况

南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠~沙河南段xxxx段起点设计桩号xx，终点设计桩号xx，长度为6.0km。

xx~xx渠道为为梯形断面，渠底宽度为14.50~21.00m，堤底高程：

128.638~129.046m，边坡为：

1:

2~1:

3.25。

主体工程主要工程量：

土石方开挖约247万m3，土石方填筑约245万m3，混凝土约13万m3，复合土工膜约42万m2。

改性土填筑主要用于防护堤填筑、中膨胀土开挖换填和渠坡、渠底及渠顶全断面填筑，中膨胀土开挖换填1.0m，防护堤填筑厚度为1.0m，渠道填筑厚度为1.0~1.5m。

改性土组成为弱膨胀土和水泥，水泥为普通硅酸盐42.5。

本次碾压试验采用弱膨胀土掺水泥进行改性，按设计要求，改性土方填筑压实度为98％，水泥掺量为4%，水泥土料含水率高于最优含水率1％～3％，具体施工压实参数应通过现场换填试验确定。

二、试验目的

通过施工现场的碾压试验达到以下几个方面的目的：

1、检验水泥土压实后是否能够达到设计要求的压实度，确定有关的质量控制的技术要求，为施工提供依据；

2、检验所选用施工机械的适用性及其性能的可靠性；

3、选定合理的施工压实参数，如：

铺料厚度、土块限制直径、所用土料含水量的适宜范围、压实机具、压实方法和压实遍数等；

4、选择的水泥改性土填筑的施工方法和工序；

5、确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为施工提供依据。

三、试验前的准备工作

3.1室内土工试验

室内土工试验委托“xxxx”进行，对土料和水泥进行物理和化学分析试验，然后按照设计图纸、招投标文件以及改性土技术要求，对改性土的压实性能和水泥掺量进行充分的室内试验，做水泥土击实试验，检测水泥土的最大干密度和最优含水率（详见附件：

水泥土击实报告）。

3.2材料准备

本试验块所利用的土料为xx土料场开挖料，土料为弱膨胀土；水泥采用xx县xx有限责任有限公司P.O42.5散装水泥。

3.3设备准备

1、运输设备：

15T自卸汽车拉运至试验场地；

2、拌制设备：

路拌机；

3、铺料设备：

用推土机铺土、整平；

4、检测试验设备：

土工试验设备一套、测量设备1套（全站仪）；

5、压实设备：

水泥土压实拟采用18T凸块振动碾碾压。

四、试验区土料来源及场地选择

1、填筑料来源：

碾压试验区填料为xx土料场开挖料，开挖土料为弱膨胀土。

2、试验段场地选择

根据本标段目前施工图到位情况以及征地拆迁、取土场、现场交通情况等综合分析比较，选定试验段范围为178+600～178+800全渠段，全长200米。

现已完成表土清除，填筑范围内设计无倒虹吸、框架涵等构筑物，具有填筑施工时连续、完整的优势。

在渠道右岸178+700桩号左右清理出一块作为试验场地，试验场地长20m×宽10m。

用推土机平整作为本次试验的基层，测量人员用白灰线放出试验场地，经监理工程师检查验收后开始铺土进行试验。

具体布置见下图。

试验区平面布置示意图（单位：

m）

五、试验依据

1、招标文件，投标文件、设计施工图纸等；

2、《土工试验规程》SL/T237-1999

3、《堤防工程施工规范》SL260-98

4、《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001

5、《工程建设标准强制性条文（水利工程部分）》

6、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009

7、《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准（试行）》NSBD7-2007

8、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求》NSBD-ZXJ-2-01

9、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》NSBD-ZXJ-4-01

10、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工监理实施细则》NSBD-ZXJ-4-02

11、南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术规定（NSBD-ZGJ-1-37）；

12、《设计通知》

13、土方击实试验报告。

六、碾压试验的人员、设备及试验器具配置

1、试验段人员配置

本项目部已经成立试验小组，由项目总质检师xx为负责人，并配备技术负责人及若干技术施工人员，物资、设备均配有专人负责。

人员配备情况详见下表：

水泥改性土填筑碾压试验主要管理人员配置表表1

序号

姓名

职务

人数

主要职责及分工

1

xx

总质检师

1

负责整个碾压试验实施及技术指导

2

xx

技术负责

1

负责碾压试验施工技术指导

3

xx

质量负责

1

负责现场质量控制

4

xx

试验室负责人

1

负责碾压试验填筑质量检测控制

5

xx

测量队队长

1

负责碾压试验填筑施工放样、沉降位移观测仪器埋设及观测

6

xx

技术员

1

负责碾压试验施工现场技术服务工作

7

xx

质检员

1

负责碾压试验施工现场质量控制工作

备注：

另参加试验段施工的生产工人有12名机械操作手、驾驶员，4名普工。

2、试验段施工设备

试验采用主要施工设备见下表：

试验机械设备一览表填筑碾压试验施工机械配置表表2

序号

设备名称

规格及型号

数量

状态

1

挖掘机

CAT320D

1台

良好

2

装载机

LW500P

2台

良好

3

推土机

SD130

1台

良好

4

凸块振动碾

TL218B

1台

良好

5

自卸车

15T

5台

良好

6

洒水车

1台

良好

7

路拌机

WB-21

1台

良好

3、试验器具

试验采用主要机具见下表：

主要试验及质检检测仪器表表3

序号

仪器设备名称

规格型号

单位

数量

检定状态

备注

1

全站仪

GTS-102N

台

1

合格

2

水准仪

DSC432

台

1

合格

3

钢卷尺

5m

把

2

合格

4

电子天平

1.0kg/0.01g

台

1

合格

5

环刀

只

30

合格

6

锤子

把

5

合格

7

铁锹

把

5

合格

8

洋镐

把

5

合格

9

削土刀

把

5

合格

七、试验主要施工参数

1、根据《土工试验报告》（TG9-001）结论，水泥土液限30%，塑限17.9%，塑限指数12.6，最大干密度为1.75g/cm³，最优含水率18.9%，改性前的自由膨胀率为29%，改性后的自由膨胀率为20%

2、依据招标文件及施工图纸的技术要求，水泥改性土的压实度应不小于0.98，干密度不小于1.72g/cm³。

3、试验所用土料应高出水泥土最优含水率1%～3%。

4、试验区设置为一个试验小区，土料填筑采用自卸车采用进占法直接卸料，按梅花型进行均匀填筑，然后用推土机平整，整平土料并测量虚铺厚度，铺土厚度为30cm。

5、碾压工艺流程：

采用18t凸块振动碾，振动碾宽度为2.25m，碾压的错距为1/7轮；先静压2遍、振动碾静压2遍、强振4、6、8遍。

按预定的计划、规定的操作要求，分别碾压至6遍、8遍、10遍后，取样做干密度试验，同时测量出压实后的填土厚度。

6、试验区，采用环刀法取样，每次的取样数为12个，取样部位在压实层下部1/3处，测定干密度值，并做记录。

土样的烘干采用微波炉烘干，通过试验烘干试样基本在15分钟左右。

烘干试样15分钟后称取重量，然后再烘烤三分钟，如果试样重量没有变化，说明已经完全烘干。

试验选定主要施工参数见下表：

碾压试验施工主要参数一览表表4

序号

项　目

单位

标准

备注

1

铺料厚度

cm

30（±2）

松铺

2

碾压遍数

遍

6、8、10

3

土块限制粒径

cm

≤10

4

行车速度

档

2

推土机

5

行车速度

km/h

1.8

凸块振动碾

八、试验工艺流程

土方填筑碾压试验施工工艺流程图如（图一）：

九、试验段施工方法

1、测量放线：

在各试验单元布置的网格测点，测出基底处理后的原地面高程，用浅白灰划出网格，并在填筑区外设置控制基桩，用水准仪测量、记录初始厚度与相对高程。

2、堤基处理、地面排水：

堤基基面清理范围为堤基设计边线外50cm，清除填筑基面的腐植土、草皮、树根、废渣、垃圾等，堤基范围内的沟、槽、坑、墓穴等，按堤身填筑要求进行回填处理。

堤基清理完成并报验合格后及时施工，如果不能及时施工，应做好基面保护，复工前再验收。

试验场地必须整平，其平整度每个区内不得超过2cm，并用18T的振动碾碾压密实，以减少基层对碾压试验的影响。

根据现场需要沿渠堤基轴线方向在堤身边线外侧开挖排水沟，以排出原地面水及防止地表水流入堤身填筑区。

3、水泥改性土拌制

3.1土料开采：

此次试验的规模较小，水泥改性土土料采用xx土料场的开挖料，自卸车运至试验区。

3.2填筑铺料：

填筑时沿横断面全宽、纵向分层，从低处向高处填土，堤基两侧填筑超宽30～50cm，填筑时，如果前一层面过干时要及时洒水，保护土层面湿润，保证两土层间的良好结合

土方挖运采用挖掘机配合自卸车运输，根据测量放样的边线，每5m定木桩（或钢筋），按拟定的松铺厚度挂线，用人工控制铺土边线和松铺厚度，填土时根据松铺厚度及运输车辆的容积，计算卸土间距，以指挥卸土；采用后退法直接卸料，卸土点按梅花型布置，均匀卸土减少推土机工作量及平整难度。

用推土机将填筑的土摊铺、平整，厚度以试验计划的松铺厚度为准，摊铺过程中不断用钢钎插入检查松铺厚度，安排人工整理填筑边线，对凸凹部位铲除，及时清除填料中的草皮、树根等杂物。

3.3碎土：

采用路拌机碎土，碎土颗粒直径不大于10cm，其中10cm~5cm粒径含量不大于5%，5cm~5mm粒径含量不大于50%。

3.4水泥改性土拌制：

土料平整后，用钢卷尺在土料上定出网格，用滑石粉做出标记。

每个网格的面积铺土厚度而定，以便于控制，采用固定铺土厚度，一袋水泥的掺入量来控制网格面积，以便于控制水泥的掺入量。

打开水泥袋的水泥倒在网格中心，用刮板将水泥均匀摊开，使每袋水泥的摊铺面积相等，做到土料表面没有空白位置，亦无水泥集中点。

然后采用路拌机拌制混合，在拌制前，将路拌机后压斗改装，将洒水设备接至后压斗，在拌制的同时洒水，保证洒水的均匀。

拌制时做到拌合均匀，不留死角。

根据土料的特性，一般拌制2～4遍即可，每一遍之间的时间要根据现场试验而定。

水泥改性土拌制完后，用EDTA滴定法检测，进行水泥含量、均匀性检测。

合格后进行水泥改性土的整平、碾压；对滴定检测不合格的土料，要分析原因，重新进行拌和并检测。

3.5洒水或晾晒

在整平、碾压过程中水分会散失，填料中的含水量应控制在最优含水量的+1%～+3%，为保证填料在合理的含水量范围碾压达到最佳效果，当含水量过低时，通过分层喷水润湿来提高填料的含水率；当含水量过低时，通过分层洒水湿润来提高填土的含水量。

3.6碾压：

土水泥改性土拌制完成后，用堆土机整平后，松铺厚度、平整度、含水率符合试验要求后，立即开始碾压。

本试验段采用凸块振动压路机碾压，碾压时采取纵向平行于渠堤轴线方向进退式碾压，相邻碾压轮迹重叠不小于20cm，相邻两区段纵向重叠1.0～1.5m，以保证无漏压、无死角，确保碾压的均匀性，碾压过程中发现凸凹不平现象，应人工配合及时补平，使平整度符合

要求。

碾压方法为：

静压2遍弱振2遍强振4～8遍（具体根据同步检测结果定）静压一遍收面。

碾压时行车速度最大速度不超过2.0km/h。

图一改性土填筑碾压试验施工工艺流程图

6、压实度检测：

压实度检测采用环刀法进行试验，检测频率为自碾压6遍开始，每区每层每遍12个点，直至达到设计要求的压实度。

试验过程中安排人员记录振动碾的碾压速度、碾压顺序、碾压遍数及填层压实度、沉降值检测等情况，并根据填层每次检测的沉降值和压实度调整碾压参数。

描述压实土体的结构状态，是否产生剪力破坏，并测量其破坏深度；描述原状土块结构破坏情况。

7、取样检查：

用环力法在各试区分别取样测定干密度。

8、成果整理：

试验完成后，及时将试验资料进行整理分析，绘制碾压遍数、含水率和干密度值的关系曲线。

十、施工技术要求

1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。

2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和挖掘机参与整平作业，确保试验区土料表面平整。

3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等质量问题时，应及时进行处理。

4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。

5、低温时施工：

负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。

6、从拌合到压实成型的时间控制在4.0个小时之内。

十一、试验成果整理及上报

试验完成后，对不同填层厚度、不同碾压遍数的检测数据进行整理分析，绘制最优参数情况下碾压遍数与干密度、含水量的关系曲线图等成果图表。

对不同填层厚度合理的碾压遍数进行经济技术分析，确定最优填层厚度的碾压遍数，及时将试验资料进行系统整理分析、绘制成果图表、编制试验报告。

报监理工程师批准。

结合工程的具体条件，确定施工碾压参数及压实方法，在试验报告中提出以下结论:

1、设计标准的合理性；

2、压实机械类型；

3、改性土料最大干密度、最优含水量及其控制范围，并于室内击实试验成果比较，分析其合理性；

4、确定压实干密度的合格率；

5、压实土的物理力学性质，土体的结构状态、剪力破坏情况等；

6、提出施工参数：

铺土厚度，碾压遍数；

7、上下土层的结合情况及其处理措施。

十二、安全防护措施

1、施工现场设立安全警示牌。

2、进入施工现场必须佩戴安全帽。

3、施工现场必须有专职安全员负责机械设备、人员的安全调度。

4、机械运行碾压区域内非施工人员不得逗留。

5、机械操作人员严格按照操作规程施工。

保证各种机械设备的运行良好。

6、自卸汽车和振动碾应有专人指挥。

7、施工现场要注意文明施工，不准乱扔杂物、机械加油时尽量避免油料污染路面。

8、废料选择适当方式处理，不得污染环境。

十三、试验时间安排

渠堤土料填筑试验安排在2月中旬左右进行，计划2012年2月16日~2012年2月20日，此计划根据天气情况（如遇雨天）再另行调整。