水泥改性土在南水北调渠道换填中的应用

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1、水泥改性土在南水北调渠道换填中的应用袁宾1，毛娟2，张燕方3，李思文1，郭向荣4（1.河南省人民胜利渠管理局河南新乡453003；2.河南水利建筑工程有限公司河南郑州450003；3.河南省科光监理有限公司河南郑州450001；4.河南省水利第二工程局河南郑州450003）【摘要】南水北调中线工程总干渠渠线土质的不均一性、差异性较大，在总干渠渠道某些特殊渠段存在膨胀土及弱膨胀土，对于自由膨胀率小于20%的粘性土直接用换填处理，对于自由膨胀率大于20%的粘性土，采用改性后换填。施工前应对换填土料的自由膨胀率进行复核，确定最终是否需要改性。

2、.jyqkentsoilinthesouth-northinistrationXinxiangHenan453003；2.Henanespecialchannelsofthemaincanalofexpansivesoilandtheent，thefreeexpansionrateislessthan20%ofcohesivesoilisdirectlyusedinfillingprocessing，thefreeexpansionratemorethan20%ofthecohesivesoil，usingmodifiedforfill

3、ing.Beforetheconstruction，shouldchangefreeexpansionrateoffillingmaterialrevieineodification.【Keyentsoil；Freeexpansionrate；Rollingtest；Theoptimummoisturecontent；Maximumdrydensity1.前言水泥改性土的施工技术和施工工艺，适用于南水北调中线一期工程总干渠工程建设。通过河南省新乡卫辉第二标段的施工实践，适当掌控水泥改性土相关的原材料质量、水泥掺量、生产工艺、填筑技术、施

4、工检测等指标的控制技术，对保证南水北调渠道换填水泥改性土的施工质量，具有十分重要的意义。2.对水泥改性土的要求2.1水泥改性土原材料所用天然土料的自由膨胀率应不大于65％。对不同取土区域，不同开采方式开采的土料应通过室内试验取得，物理力学参数，包括抗剪强度、天然含水量、粘粒含量、塑性指数、自由膨胀率、最优含水量、最大干密度等指标。2.2水泥改性土所掺土料和总干渠填筑用土标准一致，粘粒含量宜为10％～30％，塑性指数宜为7～17，有机物含量不大于5％，水溶盐含量不大于3％，严禁采用膨胀岩土。土料粒径不大于50mm，且不含杂质，经测定新乡卫

5、辉Ⅱ标古驼取土场粘性自由膨胀率在20％左右，最大值为27％。3.料场开采土料3.1在进行改性土生产前，应根据被改性土土料含水量情况采取妥善的堆存及保护措施。包括土料堆场周边应做好截水沟，土料堆场应结合土料含水量及改性土生产需要备有防雨或遮阳设施等。3.2改性土料场土样的采集。本标段的土场开采属于分层平采，土层厚度在2米左右，按照规定当厚度大于2m时，在距开采层顶、底0.3m处以及其间等距离多点（高差不大于1m）采样等体积混合。被改性土中含有少量姜石或砾石可以忽略不计。3.3碎土。合格土块粒径级配为：最大粒径不大于10cm，10cm～5c

6、m粒径含量不大于5%，5cm～5mm粒径含量不大于50%（不计姜石含量）。如土块颗粒不满足上述要求，采用推土机履带碾压破碎土块，直至满足粒径要求为止且不能使土体板结。3.4密切观测碎土场土料的含水量变化情况，含水量偏高时应通过翻晒、风干等措施降低含水量，含水量偏低时应适当洒水湿润。碎土成品料堆存时，要有防雨遮阳等措施。受雨淋或造成板结的碎土成品土料应重新破碎至满足碎土质量要求才能用于生产改性土。4.水泥改性土对水泥的要求4.1本标段采用天瑞P.O42.5普通硅酸盐水泥，严禁采用过期水泥或不合格水泥。4.2水泥掺量。水泥改性土的水泥掺量根

7、据天然土料膨胀特性，经室内试验最终确定。选择改性土水泥掺量时，不同自由膨胀率天然土料改性水泥掺量控制指标及试验参考掺量值见表1。水泥掺量按下式计算：Gs=S×Gc/（1+ω-0.25）式中：Gs——掺入水泥重量；S——水泥掺量百分数，根据被改性土的膨胀性由表确定；Gc——被改性土重量；ω——被改性土在改性拌和时含水量。4.3确定改性土水泥掺量时，天然土料的自由膨胀率应通过料场采样试验确定。在古驼土料场取样测定自由膨胀率最大值为27％。考虑土场综合因素经建管、设计、监理、施工四方确定水泥掺量为4％。5.改性土的拌制5.1在水泥改性土拌和前

8、，应选用现场有代表性的被改性土做室内EDTA滴定试验，测绘水泥含量标准曲线，以便检测后续生产的水泥改性土水泥含量。5.2表2，是新乡卫辉土剂量标准曲线测定报告。5.3本标段采取分层开采的方式取土，采土深度每