程浩林 姜富偉 李 廣

中國電建市政建設(shè)集團有限公司 天津 310000

1 工藝原理

膨脹土的共性就是具備遇到水膨大、失水干裂，研發(fā)一種土壤破碎篩分機，通過運用齒鼓式液壓碎土技術(shù)對土壤進行削切、拋擊、擠壓，破碎、篩分等工序措施，解決了料進入破碎倉，架空、堵塞現(xiàn)象，減少了二次破碎土料顆粒，合理以土料控制設(shè)計最優(yōu)含水率要求，并且使土樣細度模數(shù)滿足技術(shù)要求。然后在破碎的膨脹土樣中運用廠拌法摻入適量的水泥通過拌和機充分摻拌，使其相互產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，改變膨脹土的力學(xué)性能，提高強度與穩(wěn)定性，使其膨脹性得以控制。碾壓后的換填層，膨脹土基礎(chǔ)將會與大氣形成隔離的作用，并發(fā)揮其吸收基面的膨脹潛能，利用原膨脹土基礎(chǔ)本身因含水量變動而降低引發(fā)的脹縮應(yīng)力，從而避免膨脹土邊坡發(fā)生滑坡與失穩(wěn)。

2 工藝施工方法

施工工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

2.1 施工準備

組織專職技術(shù)人員熟悉設(shè)計圖紙等資料編制專項實施方案，配置滿足需求的施工作業(yè)人員及施工機械。

按照設(shè)計坐標點對渠道的沿線的坡底、轉(zhuǎn)角及坡頂?shù)冗M行輪廓點放樣，以線訂樁并標注土樣填土高度，依據(jù)設(shè)計邊坡進行控制比例。在寬度放線外邊線要比設(shè)計超30cm，以確保邊線壓實度合格，每10m 布設(shè)一根基準樁，并灑白灰線作為施工臨時線。施工期間要經(jīng)常對控制點復(fù)測與保護，及時對破壞的控制點與樁點進行恢復(fù)。

2.2 保護層開挖及清基

依據(jù)坐標放樣開挖邊線，對填筑坡面及平臺的浮土清理，連同地表的積水一同抽排潔凈，確保填筑面清潔無水。邊坡水泥改性土換填先利用挖掘機對多余土方剝離開挖，為防止坡面長時間風(fēng)吹與日曬，在開挖坡面時依據(jù)設(shè)計開挖輪廓預(yù)留15cm 保護層，以此定樁、定高、掛線等工序施工，掛線必須將線拉緊，同時盡可能保持坡面平整。坡面預(yù)留保護層應(yīng)在邊坡水泥改性土換填時隨分層臺階開挖一并挖除。在開挖接近設(shè)計基面及坡面時，利用人工聯(lián)合挖掘機（焊接鋼板）緩慢精細找平，保護原狀土不受擾動，嚴禁超挖，基面采用壓路機進行壓實，壓實度控制不小于0.95，表面平整度不超過±5cm。

建基面開挖完成后，進行邊線及高程復(fù)核，上報測量成果報驗?；孢吘€、樁號、壓實度及高程等經(jīng)過“三檢制”檢測合格，填寫單元工程質(zhì)量評定表，報請監(jiān)理工程師復(fù)核。組織聯(lián)合驗收小組重要隱蔽工程驗收合格后方可下一道工序施工。

2.3 坡內(nèi)滲排水布置

渠道坡內(nèi)排水盲溝開挖與保護層開挖同步施工，盲溝采用高強內(nèi)支撐盲管，外包200g/ m2聚丙烯長絲土工布，坡面上盲溝呈Y 型布置。坡內(nèi)縱向?qū)B盲溝采用直徑200mm 盲管、順坡向排水盲溝采用直徑150mm 盲管，盲溝內(nèi)填材料均為中粗砂。

人工配合挖掘機共同開挖排水盲溝，對開挖的溝槽要做好防水、排水措施，避免溝底水浸破壞，盡量縮短盲溝的暴曬時間。在溝槽開挖將達到設(shè)計高程時，應(yīng)采用人工進行開挖至設(shè)計高程，嚴禁擾動槽底，在溝底鋪筑5～8cm中粗砂精平，然后將包裹好土工布的盲管敷設(shè)于溝槽中間位置，土工布縫接寬度不小于10cm，盲管敷設(shè)完成后采用中粗砂填平溝槽。

2.4 土料翻曬、破碎

在水泥土拌合生產(chǎn)區(qū)域合理規(guī)劃了存土翻曬區(qū)，備土通過pc225 挖掘機配合8t 自卸車將土料運至翻曬區(qū)，然后使用挖掘機、旋耕犁等設(shè)備攤鋪、打梗、翻曬，使土料含水率控制在±18%。含水率檢測合格后經(jīng)過運輸至水泥改性土拌合站開始破碎。

素土運輸?shù)桨韬险竞?，通過運用齒鼓式液壓碎土技術(shù)對土壤進行削切、拋擊、擠壓，破碎、篩分等工序措施，解決了料進入破碎倉，架空、堵塞現(xiàn)象，減少了二次破碎土料顆粒，合理以土料控制設(shè)計最優(yōu)含水率要求，減少了翻曬及破碎土料的時間周期。而且增加5cm 篩分網(wǎng)，在生產(chǎn)試驗和篩分檢測下土料粒徑檢測結(jié)果統(tǒng)計碎土粒徑合格率100%，使土樣細度模數(shù)滿足設(shè)計技術(shù)要求。土料破碎后試驗室在拌合機土料上料口處抽取5kg 破碎后土料采用篩分法檢測碎土粒徑，檢測合格后方可使用。碎土粒徑不滿足要求時應(yīng)重新破碎，直至符合設(shè)計要求。

2.5 水泥改性土拌和

在每一倉水泥土改性土開倉前，首先由試驗室在備料區(qū)抽取擬使用的土料2 組檢測含水率，然后依檢測含水率的最小值計算水泥及拌合水的用量，確定水泥改性土的配合比，并經(jīng)監(jiān)理單位審核，最后將審核合格的交底技術(shù)部與現(xiàn)場拌合。水泥改性土水泥摻量使用干土：水泥=100∶4，水泥改性土拌合每100kg 土料內(nèi)水泥摻量及加水量計算公式如下：

每100kg 土料摻入水泥質(zhì)量=100/ （1+ 土料含水量）×4%

每100kg 土料加入水的質(zhì)量= [100/ （1+ 土料含水量）+ 水泥摻量]×最優(yōu)含水率-（100-干土質(zhì)量）

若在土料拌合過程中含水率發(fā)生明顯變化必須再次檢測土料含水率，并調(diào)整配合比。拌合站稱重系統(tǒng)依水泥改性土配合比通知單的比例參數(shù)自動控制土料、水泥和水的摻和量。

土料拌制完成后，在拌合機出機口處抽取拌合料檢測水泥劑量。水泥改性土日產(chǎn)量按每600m3檢測不少于5個樣（每個樣不小于300g），日計劃產(chǎn)量不足600m3時也不少于5 個樣，依據(jù)每天計劃產(chǎn)量確定水泥劑量檢測數(shù)量，由此確定水泥劑量檢測間隔時間，水泥劑量檢測結(jié)果計算拌合均勻度，確保水泥劑量檢測按水泥改性土產(chǎn)量分布均勻。水泥摻入劑量檢測平均值不得小于4%，并且其標準差不大于0.8。

拌和料含水率應(yīng)在最優(yōu)含水率1%～3%內(nèi)控制，應(yīng)充分考慮運距、天氣、晝夜施工等各方面因素對含水率取值的影響。每倉拌合的第一倉料必須檢測拌合料含水率，檢測含水率合格后可正常拌合施工，施工過程中同樣應(yīng)加強拌合料含水率檢測。水泥劑量和含水率檢測不合格的拌合料嚴禁使用，依據(jù)水泥劑量和含水率檢測值計算水泥用量和加水量后重新進行拌和后合格后使用，或者做廢料處理。拌合料通過8t 自卸車全程覆蓋氈布運輸至施工現(xiàn)場，避免水泥改性土水分蒸發(fā)。

2.6 攤鋪碾壓與削坡

2.6.1 攤鋪碾壓

拌合料上料運用自卸車后退施工，挖掘機大面積攤鋪與整平，對于局部機械無法平整側(cè)有人工配合補料平整，在攤鋪土料時邊線要比設(shè)計超出不少于30cm，過程要精確計算上料方量，嚴格把好攤鋪工序質(zhì)量關(guān)，利用鋼筋釬插扎控制厚度，保證鋪土厚度均勻。拌合料使用推土機與人工之間配合精確整平，過程中土料攤鋪虛鋪厚度控制為30cm，允許偏差為- 5～0cm，攤鋪后表面平整度不超過±5cm。攤鋪土料遇到雨季天氣變化或隔夜未施工完成時，及時將攤鋪水泥改性土碾壓密實，并對場地防護覆蓋。

2.6.2 削坡

換填完成水泥改性土后，挖掘機與人工相互配合進行削坡。自上而下順坡按照測量人員放樣放線垂直于渠道軸線方向，向經(jīng)驗豐富的機械操作手交底進行邊坡削坡。為了減少拌合料的浪費，將修坡及削坡余料得到充分再利用，將削坡土料從上集于坡腳，然后通過挖掘機集中裝運至拌合場，根據(jù)有關(guān)技術(shù)要求再次充分拌合，將其使用在允許的部位。削坡時應(yīng)預(yù)留10cm 的保護層，防止長時間的風(fēng)吹與日曬，為了邊坡坡面的表面平整，應(yīng)在挖掘機斗齒上焊一塊厚約2cm，寬約17cm，長度與挖掘機斗同寬的鋼板，前緣超出斗齒約1cm，作為削坡“刮板”。刮坡時應(yīng)與渠道軸線方向垂直，自上而下隨坡將預(yù)留的刮除保護層，坡面遺留的松土由人工隨機械清至挖掘機周邊攏堆。每隔5m 為一斷面在坡面釘設(shè)木樁，依據(jù)測量放樣坡度在樁上固定高程，并在每個樁上掛線，順線適當(dāng)進行釘樁加密，人工坡面整理，直至坡面平整度滿足標準要求。

2.6.3 養(yǎng)生

當(dāng)分層連續(xù)碾壓至設(shè)計高程后進行灑水養(yǎng)護2～3天，表面攤鋪一層素土覆蓋配合養(yǎng)生，避免水泥土表面因失水而發(fā)生干裂、砂化。配備專用灑水車隨時檢查水泥土的表面養(yǎng)護情況，及時補充散失的水分，嚴禁養(yǎng)生期期間禁止通行。

3 經(jīng)濟效益分析

通過運用齒鼓式液壓碎土技術(shù)對土壤進行削切、拋擊、擠壓，破碎、篩分等工序措施，解決了料進入破碎倉，架空、堵塞現(xiàn)象，減少了二次破碎土料顆粒，合理以土料控制設(shè)計最優(yōu)含水率要求，減少了翻曬及破碎土料的時間周期。通過篩分檢測土料粒徑檢測結(jié)果合格率達100%，使土樣細度模數(shù)以及滲透系數(shù)要小于1×10- 5cm/ s 滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

引江濟淮渠道邊坡實行水泥改性土換填，通過土料破碎篩分設(shè)備實行廠拌法，相較于傳統(tǒng)的路拌法施工技術(shù)工效及產(chǎn)能較高、程序簡單、水泥土的均勻性較好，環(huán)保效果顯著，便于較大規(guī)模工程的改性土換填施工，高效的實現(xiàn)工程進度目標，確保了項目的良好履約。適用于保護膨脹土地區(qū)引水渠道邊坡的穩(wěn)定，破碎的膨脹土樣運用廠拌法摻入適量的水泥通過拌和機充分摻拌，改良膨脹土的結(jié)構(gòu)與性能。在巖土工程領(lǐng)域中，膨脹土改良施工技術(shù)不斷進行改革及創(chuàng)新，應(yīng)用前景廣闊。