阅读说明：本技术 一种水泥改性土填筑质量控制工艺 (cement modified soil filling quality control process ) 是由 卢宾 邓远新 欧阳波 檀诚钟 李翔 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种膨胀土改性施工技术领域,尤指一种水泥改性土填筑质量控制工艺,主要包括以下步骤：第一步、填筑前期准备；第二步、控制水泥改性土的含水率；第三步、控制水泥改性土的特性；第四步、拌合水泥改性土；第五步、控制填筑深度；第六步、控制填筑成型；第七步、控制填筑土块粒径；第八步、控制质量检测时间；第九步、控制填筑坡面坡度；第十步、气候性填筑控制；第十一步、改进性填筑控制；第十二步、实时控制填筑效果；本发明通过严谨的质量监控工艺,从水泥改性土填筑准备初期至填筑施工完成均设置有控制措施,从而从每一步骤中时刻控制施工质量保证最终获得稳定高质量的填筑施工效果。(The invention relates to the technical field of expansive soil modification construction, in particular to a filling quality control process of cement modified soil, which mainly comprises the following steps: firstly, preparing at the early stage of filling; secondly, controlling the water content of the cement modified soil; thirdly, controlling the characteristics of the cement modified soil; fourthly, mixing the cement modified soil; fifthly, controlling the filling depth; sixthly, controlling filling and forming; seventhly, controlling the particle size of the filling soil block; eighthly, controlling quality detection time; ninth, controlling the slope of the filling slope; tenth, controlling climatic filling; step eleven, improved filling control; step ten, controlling the filling effect in real time; according to the invention, through a strict quality monitoring process, control measures are set from the initial stage of cement modified soil filling preparation to the completion of filling construction, so that the construction quality is constantly controlled in each step to ensure that a stable and high-quality filling construction effect is finally obtained.)

一种水泥改性土填筑质量控制工艺

技术领域

本发明涉及一种膨胀土改性施工技术领域，尤指一种水泥改性土填筑质量 控制工艺。

背景技术

在水利施工中，位于坡岗地段的渠段施工，施工领域地形相对起伏，渠基 基础主要为土质边坡，覆盖层较厚，且渠基土具有中等弱膨胀性，中等弱膨胀 性的土属于膨胀土，是一种浸水后体积剧烈膨胀，失水后体积显著收缩的黏性 土，由于土中含有较多的蒙脱石、伊利石等黏土矿物，故亲水性很强，当天然 含水率较高时，浸水后的膨胀量与膨胀力均较小，而失水后的收缩量与收缩力 则很大；天然孔隙比愈大时，膨胀量与膨胀力愈小，收缩量与收缩力则大些， 膨胀土对建筑物会造成严重危害，对膨胀土地基应当做好地表的防渗与排水措 施。

由于膨胀土是一种遇水膨胀、失水收缩的特殊土，其具有多裂隙性、超固 结性、崩解性、风化性，极易受气候和环境影响剧烈变化等性质，导致膨胀土 地区的建筑、铁路、公路、机场、水利工程等经常遭受巨大的破坏，造成重大 的经济损失，因此在膨胀土地区开展工程建设，首先要考虑如何处理膨胀土的 问题，而在膨胀土改性处理完成的同时，如何严谨高效地进行施工质量监控亦 是一个严峻的工作问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种膨胀土改性施工技术领域，尤指一 种水泥改性土填筑质量控制工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水泥改性土填筑质量控 制工艺，其特征在于，所述的控制工艺主要包括以下步骤：

第一步、填筑前期准备：渠道填筑前，清除表层杂物或有机物，挖方渠道 的保护层剥离完成后启动水泥改性土的换填工作；

第二步、控制水泥改性土的含水率：对于水泥改性土中的土料，当天然含 水率超出±2％范围时对其进行翻晒或喷雾处理；

第三步、控制水泥改性土的特性：监控水泥改性土的自由膨胀率为等于或 低于40％，压实度等于或大于0.96，透水率等于或小于1×10^-5cm/s，以防止过 压；

第四步、拌合水泥改性土：对特性符合要求的水泥改性土料进行完全拌合， 然后上堤填筑；

第五步、控制填筑深度：填筑水泥改性土时控制厚度为25～40cm；

第六步、控制填筑成型：填筑过程中，控制外坡面以台阶状结构填筑成型；

第七步、控制填筑土块粒径：进入填筑仓面，控制填筑的土块路径为等于 或小于10cm；

第八步、控制质量检测时间：每层水泥改性土料完成填筑及碾压后，在4h 的时间内完成质量检测，并在6～8h的时间内完成上土覆盖；

第九步、控制填筑坡面坡度：控制相邻的施工段的作业面为依次均衡上升；

第十步、气候性填筑控制：控制气候变化的施工措施，当雨季施工时，实 时做出雨水防护措施，避免土料受到雨淋；

第十一步、改进性填筑控制：控制水泥改性土铺料与碾压工序为连续性施 工工序；

第十二步、实时控制填筑效果：控制施工过程中出现的突发情况，当发现 局部弹簧土、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏时，实时解决并重新检 验填筑质量，检验合格后继续施工。

优选地，所述的第三步中，水泥改性土的含水率为1％～2％。

优选地，所述第四步还包括步骤：对条件合格的水泥改性土料进行拌合， 拌合后及时上堤填筑，填筑施工过程中，需进行逐层填筑，每一层填料经过碾 压、取样检查合格后，继而进行第二层填筑，并依次碾压及检查。

优选地，所述第五步还包括步骤：填筑时采用压路机振动碾压以压实填筑 土料，沿填方渠道轴线方向前进或后退，以利用全振进退错距法碾压，碾压次 数为两次或以上，碾压速度控制在2～4km/h内。

优选地，所述第七步填筑土块中，粒径为5cm～10cm的土块含量控制在5％ 以内，粒径为5mm～5cm的土块含量控制在50％以内。

优选地，所述第九步还包括：当相邻的施工段与施工段之间出现高坡时， 以设置斜坡坡面相接，坡度不陡于1:5；当高差大时选用缓坡，待下一施工段施 工时，在坡面上开挖小台阶，小台阶的高度为一层虚铺土的厚度，通过小台阶 利于下一施工段逐层填筑。

本发明的有益效果体现在：本发明通过严谨的质量监控工艺，从水泥改性 土填筑准备初期至填筑施工完成均设置有控制措施，从而从每一步骤中时刻控 制施工质量保证最终获得稳定高质量的填筑施工效果；本发明应用于水泥改性 土施工操作中，针对性应用于施工质量进行实时逐步的质量控制，实现检测与 控制同步化操作施工，从而通过高效率的水泥改性土施工以改良渠段、施工段 的膨胀土与施工质量，保证了膨胀土水泥改性效果及改性土料填筑质量。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施方式：

一种水泥改性土填筑质量控制工艺，所述的控制工艺主要包括以下步骤：

第一步、填筑前期准备：渠道填筑前，清除表层杂物或有机物，包括腐耕 土、淤泥、树根、树枝、草、垃圾等，挖方渠道的保护层剥离完成后及时启动 水泥改性土的换填工作；

第二步、控制水泥改性土的含水率：对于水泥改性土中的土料，当天然含 水率超出±2％范围时对其进行翻晒或喷雾处理；水泥改性土中的土料最佳天然 含水率控制在±2％范围内，若超出范围导致其偏高或偏低时，需要及时进行适 当地翻晒或喷雾处理，与控制天然含水率在指定范围内；

第三步、控制水泥改性土的特性：监控水泥改性土的自由膨胀率为等于或 低于40％，压实度等于或大于0.96，透水率等于或小于1×10^-5cm/s，以防止过 压；水泥改性土的含水率为1％～2％；

第四步、拌合水泥改性土：对特性符合要求的水泥改性土料进行完全拌合， 然后上堤填筑；对条件合格的水泥改性土料进行拌合，拌合后及时上堤填筑， 填筑施工过程中，需进行逐层填筑，每一层填料经过碾压、取样检查合格后， 继而进行第二层填筑，并依次碾压及检查；

第五步、控制填筑深度：填筑水泥改性土时控制厚度为25～40cm；填筑时 采用压路机振动碾压以压实填筑土料，沿填方渠道轴线方向前进或后退，以利 用全振进退错距法碾压，碾压次数为两次或以上，碾压速度控制在2～4km/h内；

第六步、控制填筑成型：填筑过程中，控制外坡面以台阶状结构填筑成型； 为使处理层与边坡更好地结合，外坡填筑时填筑成型为台阶状，每层填筑时超 填土料，每层超填宽度为填筑厚度与外边坡的乘积加30cm，填筑完成后按照设 计坡比进行削坡修整成设计边坡；

第七步、控制填筑土块粒径：进入填筑仓面，控制填筑的土块路径为等于 或小于10cm；其中粒径为5cm～10cm的土块含量控制在5％以内，粒径为5mm～ 5cm的土块含量控制在50％以内；

第八步、控制质量检测时间：每层水泥改性土料完成填筑及碾压后，在4h 的时间内完成质量检测，并在6～8h的时间内完成上土覆盖；同时，对填筑面 与建基面做应对的防雨和保湿等保护措施，并防止大型施工设备在其表面行驶；

第九步、控制填筑坡面坡度：控制相邻的施工段的作业面为依次均衡上升； 当相邻的施工段与施工段之间出现高坡时，以设置斜坡坡面相接，坡度不陡于 1:5；当高差大时选用缓坡，待下一施工段施工时，在坡面上开挖小台阶，小台 阶的高度为一层虚铺土的厚度，通过小台阶利于下一施工段逐层填筑；

第十步、气候性填筑控制：控制气候变化的施工措施，当雨季施工时，实 时做出雨水防护措施，避免土料受到雨淋；当施工过程中降雨时，暂停施工以 避免雨中施工，同时对已摊铺的工作面进行快速密实碾压、封面并进行工作面 防雨覆盖；

第十一步、改进性填筑控制：控制水泥改性土铺料与碾压工序为连续性施 工工序；当填筑层检验合格后，对于未能连续性施工的填筑层进行清除杂物后 再复压处理并进行复检；由于验收合格后因故未能持续施工的填筑层，因搁置 较久或经过雨淋干湿交替，导致表面产生疏松层时，因此复工前应进行清除后 再复压处理，并进行复检；

第十二步、实时控制填筑效果：控制施工过程中出现的突发情况，当发现 局部弹簧土、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏时，实时解决并重新检 验填筑质量，检验合格后继续施工；

本发明源于水泥改性施工工艺中关于水泥改性土填筑施工质量检测过程的 控制工艺，具体的水泥改性土施工工艺包括步骤如下，每个步骤开展时需要进 行影像留存，对产品质量的检查起到追踪溯源的作用：

S1、测试膨胀土料的膨胀等级，并对填换的水泥改性土进行物理性试验和 击实试验；具体还包括步骤：

1)通过检测膨胀土料的天然含水率、塑限含水率、自由膨胀率，以判别开 挖的膨胀土料的膨胀等级；根据自由膨胀率判别膨胀等级：65％≤自由膨胀率 FS<90％为中膨胀土，40％≤自由膨胀率FS<65％为弱膨胀土；进行水泥改性土室内 击实试验(湿法，设计水泥掺量)，确定水泥改性土最大干密度和最优含水率， 作为水泥改性土料现场碾压试验压实度计算值；

2)采用EDTA滴定法确定水泥改性土中水泥的适宜掺量，以检测填换的水 泥改性土；

S2、检测并调控水泥改性土性质后进行掺拌填筑准备；具体还包括步骤：

1)选用旋耕机对施工场地的土料进行破碎与旋耕翻晒，翻晒次数为至少一 次，翻晒时间为30～40min，翻晒土厚度为至少25cm；

2)检测破碎施工后的施工质量，包括对碎土含水率与土团级配的检测与控 制，其中控制碎土含水率等于或低于所述第一步检测的塑限含水率，控制土团 级配标准为：进入填筑仓面的土块粒径等于或小于10cm，其中粒径为5cm～10cm 的土块含量等于或少于5％，粒径为5mm～5cm土块的含量等于或少于50％；

3)符合施工质量后，采用路拌法进行水泥掺拌施工以获得水泥改性土，选 取75m×25m的施工场地，按规划的份量准备水泥掺量，以待铺筑在破碎的土料 上；

S3、采用机械设备进行作业施工；机械设备采用旋耕机、挖掘机、推土机、 自卸汽车、振动压路机进行施工作业；具体还包括步骤：

1)采用推土机将第二步步骤3)中准备的水泥均匀撒在破碎的土料之上， 土料厚度为15cm；

2)采用旋耕机拌合水泥与土料，以拌合均匀形成水泥改性土，拌合时间至 少30min；

3)按照质量比在水泥改性土上雾喷增补3％～5％的水份，以补充施工期间土 料含水率的损耗，由于水泥土在化学反应过程中产生大量的热量，加速了水分 蒸发，本发明对水泥改性土增补3％～5％含水率，可弥补由于水化反应和施工时 间造成土料含水率损耗，保证碾压填筑施工土料整体的含水率保持在最优含水 率范围；

S4、对填筑施工的水泥改性土的施工质量进行质量控制与检测；具体还包 括步骤：

1)采用水泥含量标准差控制与检测水泥改性土拌合施工是否均匀，施工初 期每次拌合批次等于或小于600m²，检测时抽取样品6-8个，样品重量≥30g； 拌合施工质量的均匀即拌合均匀性是否合格，检测频率及数量视工程规模而定， 抽取检测的样品至少为6个；水泥含量标准差的判断方式为：采用EDTA滴定法 测定水泥含量，水泥含量比重的平均值≥规划的水泥掺量比重，弱膨胀水泥改 性土水泥含量标准差≤0.7，中膨胀水泥改性土水泥含量标准差≤0.5；

2)检测施工质量符合后，进行现场碾压试验时，在试验基础上进行水泥改 性土碾压填筑施工；碾压试验在4h内完成，通过碾压试验确定碾压机具吨位、 铺土厚度、碾压遍数、碾压速度及振动频率施工参数，并应用于填筑施工；

3)对水泥改性土填筑施工质量检测，检测范围包括水泥改性土的压实密度、 含水率、透水率和自由膨胀率，检测判断方式为：水泥改性土的压实密度等于 或大于0.96，含水率为1％～2％，透水率等于或小于1×10^-5cm/s，自由膨胀率等 于或低于40％；

S5、实时检测与定时养护，检测养护还包括步骤：填筑层每层依次填筑及 碾压，且逐层碾压后于4h内完成质量检测，在6～8小时内完成上土覆盖，对 填筑面和建基面做防雨和保湿保护措施，防止大型施工设备行驶，并对局部弹 簧土、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏实时监控处理；

本实施例的水泥改性土施工工艺设定的有效的工作标准参数，通过调整施 工数据到标准参数可快速实现高含水率速降、超大土团破碎、提高了水泥拌和 均匀性等功能，同时将工程特点与现场实情况相结合，以及与科学管理制度的 综合运用，使施工操作高效简单，质量易于控制，施工更加安全可靠，亦可以 节约施工成本，具有明显的社会效益和经济效益；本实施例还可以在常规工序 交验制度的基础上增加了影像留存制度，通过对水泥改性土施工的工序验收进 行拍照留存，保证了原始记录的可追溯性；首先通过测定膨胀土料的膨胀等级 并对水泥改性土进行试验，确定水泥改性土最大干密度和最优含水率，作为水 泥改性土料现场碾压试验压实度计算值，利于后续的填筑施工准备并且较好地 掌控填筑质量，然后通过水泥含量标准差控制与检测水泥改性土拌合施工是否 均匀从而监控拌合质量，并在现场碾压试验时时在试验基础上进行水泥改性土 碾压填筑施工，最后通过实施检测填筑施工质量而进行实时监督改进。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限 制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改， 凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。