水泥改性土填筑施工现场试验及其工程应用

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1、水泥改性土填筑施工现场试验及其工程应用　　摘要：水泥改性土填筑施工质量是影响膨胀岩（土）地区渠道边坡稳定性的重要因素。针对南水北调工程水泥改性土换填的实际情况，通过对传统路拌法、拌合站厂拌法施工工艺现场碾压试验结果的分析研究，提出了一种新的水泥改性土换填施工方法――集中场拌法。该方法克服了路拌法和拌合站厂拌法的缺点，已成功运用于南水北调中线工程水泥改性土换填施工中，为类似工程的施工提供了参考。　　关键词：水泥改性土；填筑施工；集中场拌法；南水北调；路拌法；厂拌法；现场试验　　中图分类号：TU74文献标志码：A文章编号：1672-1683（2015

2、）03-0575-05　　Abstract：Thequalityofcement-modifiedsoilfillingconstructionisanimportantfactoraffectingthestabilityofchannelslopeintheexpansiverock（soil）regions.Accordingtothereplacementsituationofcement-modifiedsoilintheSouth-to-NorthWaterDiversionProject，anewcement-modifiedsoi

3、lfillingconstructionmethod，concentrationfieldmixingmethod，wasproposedbasedontheanalysisofthefieldrollercompactionexperimentresultsofroadmixingmethodandplantmixingmethod.Thenewmethodcanovercomethedisadvantagesofroadmixingmethodandplantmixingmethod，andhasbeensuccessfullyapplied

4、tothecement-modifiedsoilfillingconstructionintheMiddleRouteofSouth-to-NorthWaterDiversionProject，whichcanprovidereferenceforthesimilarengineeringprojects.　　Keywords：cement-modifiedsoil；fillingconstruction；concentrationfieldmixingmethod；South-to-NorthWaterDiversionProject；road

5、mixingmethod；plantmixingmethod；fieldexperiment　　水泥改性土已经广泛应用于铁路、公路、大坝等的处理中。早在1938年，奥克拉荷马公路部门就利用水泥改性土来改善膨胀土路基的性能。并经1983年的抽样检测，证实细粒土的水泥改性效果是永久的[1]。在汤森湖大坝的建设过程中，也采用水泥改性土作为地基回填料[2]。Neal，DanielV[3]、Halsted，GregoryE[4]等均对水泥改性土的特性进行了相关的试验研究，研究结果表明水泥改性土用来改善地基的稳定性是十分有效的。张晨辰等[5]对膨胀土水泥改性

6、掺灰量测定的龄期效应进行了研究。2004年，南水北调工程正式开工建设，沿线经过较长地段的膨胀岩（土）地区，地质条件复杂。膨胀岩（土）吸水膨胀软化，失水收缩干裂。外界环境稍微变化，即导致渠坡的失稳破坏，对工程的安全运行影响很大。针对这一问题，在南水北调工程中，水泥改性土广泛地作为渠道换填土料[6-13]。南水北调工程对施工质量要求极高，水泥改性土拌和质量的好坏为整个施工质量的关键点。与之前水利工程相较，本工程水泥改性土有方量大、进度要求紧、高厚度、高层次、高标准等方面的要求，无经验可寻。虽在公路工程中有水泥稳定土成熟的施工工艺，但其与本工程存在很大

7、差别，如公路中水泥稳定土一般厚度较薄不需要分多层进行碾压施工，且没有层间结合防渗要求等。基于此，本文对水泥改性土的换填施工工艺进行了现场试验研究，通过对试验结果的分析，提出了一种新的符合工程实际的水泥改性土填筑施工方法。　　1工程背景　　本工程为南水北调河南安阳段，渠道轴线总长6.265km。主要为半挖半填渠道，渠道挖深4～10m，边坡岩性基本为泥灰岩。通过现场踏勘取样及室内试验，得出泥灰岩基本物理特性见表1。　　由表1可以看出，取样地点泥灰岩自由膨胀率小于65%，依据《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）中膨胀土的膨胀潜势分类标准，自

8、由膨胀率在40%～65%之间的属于弱膨胀，自由膨胀率在65%～90%之间的属于中膨胀，自由膨胀率大于90%的属于强膨胀。以自由膨胀率为分