水泥土配合比（精选六篇）
水泥土配合比 篇1
河南省漯周高速公路第五标段路面结构设计依次为沥青混凝土路面、水泥稳定碎石基层和灰土底基层。全长7.0Km。基层采用水泥稳定碎石 (以下简称水稳石) , 总厚度为32cm。设计要求分两层铺筑, 厚度分别为14.0cm和18.0cm, 压实度不低于98%。
2 水稳石配合比设计选配步骤
2.1 集料试验
(1) 集料筛分试验:全部进行单粒级筛分试验, 均采用方孔筛, 筛孔尺寸分别为31.5mm、26.5mm、19.0mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm, 共八种筛, 并计算出集料在各筛上的通过百分率。
(2) 粗集料进行针片状含量和压碎值的测定:针片状采用游标卡尺法测定, 即颗粒的最小厚度 (或直径) 方向与最大长度 (或宽度) 方向的尺寸比小于1∶3的颗粒。压碎值采用10～16mm筛之间的集料, 在3～5min内加压至40T后立即卸载, 用2.36mm (或2.5mm) 筛过筛。测得小于该筛的颗粒含量即为压碎值。数据均采用百分数表示, 精确至0.1%。
(3) 砂中云母含量的测定:取5mm以下、0.315mm以上的颗粒称取10～20g放在放大镜下面用钢针挑出云母, 测其含量, 以百分数表示, 并精确至0.1%。
2.2 综合图解法
(1) 制作图解框图
先画一个长方形, 将左边框均分十份, 并注明通过百分率。标明每份所代表的百分数, 连接正确的对角线 (左下角与右上角) 。根据级配范围, 找出每个筛在图解框图上的位置。例如26.5mm筛的通过百分率为90～100, 则取95, 从通过百分率为95的点向右作垂线, 交对角线于一点, 从此点向下作垂线与下边框交于一点, 即为26.5mm筛所在的位置。 (详见图1)
(2) 图解框图的应用:将各种集料的筛分曲线画于图解框图内, 找出各种集料在混合料中所占的百分比, 然后在混合料组合计算表中计算出合成级配与规范要求比, 如合成级配在级配范围内, 则合格;反之则不合格。对于合成级配不合格时应进行适当调整, 如果大料通过量大, 则增加大料减少小料用量, 反之则减少大料增加小料, 使合成级配在级配范围之内。最后按合格的百分比称料, 进行混合筛分, 加以校核级配。 (详见图2)
2.3 击实试验
(1) 称料、拌和:按合成级配合格的百分比进行称料, 混合料的总质量在6000～7000g之间, 加水泥和水进行拌和, 水泥剂量分别采用5%、6%、7% (水泥为外掺, 即水泥质量占混合料质量的百分比) 每种水泥剂量拌5个料, 含水量分别为4%、5%、5.5%、6%、7%或4%、5%、6%、7%、8%。
(2) 击实准备:在击实仪工作台上放一个垫块, 垫块直径为151mm、高50mm的钢圆柱体, 在垫块上放一张滤纸, 在将大击实筒套在垫块上, 大击实筒尺寸为内径152mm、高170mm的钢圆柱筒, 安装好后拧紧固定螺丝。
(3) 击实步骤:将拌和好的混合料分三层装入击实筒内, 每层及时厚度为40cm, 每层击98次, 击实完后将筒顶刮平, 取下垫块, 称量混合料和试筒的总质量, 然后将筒内的试样取出, 测出其含水量。
(4) 结果处理:根据测出的含水量及击实数据计算出每个试样的干密度, 绘制击实曲线, 并绘制最大干密度与不同水泥剂量的关系曲线图。 (详见图3)
2.4 试件的制作及养护
2.4.1 试件的制作
(1) 计算试件质量:按照合格的百分比进行称料, 加入n%的水泥。根据n%水泥剂量时的最佳含水量进行加水拌和, 然后根据该剂量下的最大干密度和最佳含水量计算每个试件的质量, 计算公式为:
Mn=ρdn× (1+0.01Wn) ×98%×V
Mn—n%剂量时每个试件所需质量;
ρdn—n%剂量时该混合料的最大干密度;
Wn—n%剂量时该混合料的最佳含水量;
V—试模体积 (水稳石一般采用中试件, 试模内径尺寸为100×100mm) ;
98%—工地预期达到的压实度。
(2) 装模:由计算出的每个试件质量进行称料、装模。装模时将试模的下压柱放入试模的下部, 外露2cm左右, 把称好的拌和物分三层装入试模, 每次装入后用夯棒轻轻均匀插实, 然后将上压柱放入试模内, 使其野外露2cm左右, 即上下压柱露出试模外的部分相等。
(3) 试件的制作:采用静力压实法进行制件, 把整个试模 (连同上下压柱) 一起放到压力机上, 压至上下压柱全部压入试模为止, 稳压1min, 之后卸除压力, 取下试模, 拿去上压柱, 放到脱模器上将试件从试模中脱出。
(4) 试件的处理:脱出的试件及时称量其质量, 准确至1g。然后用游标卡尺量试件的高度, 准确至0.01mm。将试件立即放到密封的湿气箱或恒温室内进行保温保湿养护。
2.4.2 试件的养护
(1) 养护条件:温度为20±20℃, 湿度为≥90%。
(2) 养护方法:养护龄期为7天, 最后一天将试件浸泡于水中 (浸泡前再次称量试件的质量) , 水面高出试件顶面2.5cm。
2.5 强度试验
路面材料强度试验仪 (简称路强仪) 的升降台上先放一球形支座, 反力框架上装上应力环, 将试件放在升降台上, 再进行无侧限抗压强度试验。试验中试件的变形等速增加, 保持速率为1mm/min直至试件完全破坏, 及时记录破坏时应力环的最大变形量。
2.6 试验结果
二组不同配合比设计的强度准确记录并按规定的表格进行计算、整理, 以及进行试验结果评定。 (详见《无侧限抗压强度试验记录》表1、表2)
3 试验结果评定
Rc≥Rd/ (1-ZaCv)
Rd—为设计强度, 即为4.0Mpa;
Za—根据设计规范要求, 高速公路取保证率为95%, 则Za=1.645。
强度的平均值若符合该公式则该配合比合格, 反之则不合格。根据不同水泥剂量的强度平均值绘制不同水泥剂量与强度的关系曲线图, 图中注明4.0Mpa线, 以确定符合强度要求的水泥剂量 (详见图4) 。
5 试验结果分析
根据无侧限抗压强度和不同水泥剂量的关系曲线可以看出5.2%以上水泥剂量的强度满足本工程的水稳石基层强度要求。考虑到施工中的不利因素, 为保证水稳石基层的实体强度, 又为防止水泥过多而产生收缩裂缝, 影响基层的外观质量, 并从经济角度等多方面因素进行分析, 以最大的偏差系数来进行评定选择, 5.8%水泥剂量的配合比满足了保证率的要求, 并且水泥用量也满足施工中的强度要求, 经济合理, 最终决定采用该配比进行施工。
6 结束语
漯周高速公路水稳石基层已进行了施工, 为了验证水稳石试验配合比是否满足工程设计、施工技术规范、施工条件的要求, 把施工中采集到的有关技术数据 (参数) 与试验理论配合比设计进行对比分析, 结果此水稳石理论配合比设计完全可以满足基层路面的施工要求。在实际的施工中证明了此配合比即能保证基层的施工质量, 又能在经济效益方面为单位节支、创收。
摘要：漯周高速公路基层采用水泥稳定碎石分层铺筑。文章着重介绍了漯周高速合格基层水泥稳定碎石配合比设计的方法、步骤及注意事项。
关键词：水稳石,强度,水泥剂量
参考文献
水泥土回填监理细则 篇2
1.总则 1.1编制依据
《水利工程施工监理合同》 《监理规划》
《水利水电工程施工测量规范》（SL52－93）各标段施工合同 工程设计文件
经监理部批准的《施工组织设计》。
1.2适用范围
本细则适用于南水北调中线漳古段SG10标工程渡槽工程出口段水泥土回填的施工。包括内容有：水泥土料物检测；水泥土的拌置；水泥土填筑、碾压和接缝处理等的施工。
1.3监理的职责分工
1.3.1总监理工程师负责组织本工程中的水泥土回填监理工作。1.3.2各监理组长协助总监负责组织实施水泥土回填工程的监理工作；
1.3.3测量监理工程师是本工程（各标段）测量专业监理技术负责人，对测量的方案和现场实施进行控制，对测量的成果（报告及现场标识）进行审查，对不符合要求的测量方法和成果提出处理意见，负责测量成果的验收工作。
1.3.4监理工程师是本工程技术负责人，对涉及的工程现场实施控制、检查，对处理方案进行审查，对不符合要求的填筑方法，安全隐患提出处理意见，负责各方面验收工作。1.3.5监理员在监理工程师（组长）的授权下，协助测量监理工程师（组长），测量及监理工程师实施监理工作，并参与验收，预检验，预签证及质量控制，组织等相关工作。1.4适用规程、规范
《碾压式土石坝施工技术规范》 SDJ213—83 《公路路基施工技术规范》 JTJ033--95 《土工试验规程》 SD237—1999 《堤防工程技术规范（SL51－93）》 1.5发包人应提供的必要条件
（1）提供设施用地：根据合同文件发包人负责办理施工现场范围内的征地，向承包人提供施工用地。
（2）施工用电：根据合同文件发包人将引10KV线路到施工现场。（3）施工图纸。
2.开工审批内容和程序
2.1审批内容
承包人在开工前14d，应按设计图纸和有关规范的规定，提交一份包括下列内容的施工措施计划，报送监理部审批。
（1）施工平面布置图；（2）水泥土填筑方法和程序；
（3）对料场规划和加工的要求和料物供应；（4）水泥土平衡计划（5）施工设备和设施的配置；（6）质量与安全保证措施；（7）施工进度计划。2.2审批程序
2.2.1水泥土填筑工程开工前7天，承包人应将地形测量资料（含平、剖面图）报送监理部，经测量监理工程师审查、复核、签认的地形测量资料作为工程计量的原始依据。2.2.2水泥土填筑碾压施工前14天，必须进行现场生产性试验，试验报告报监理部批准后作为施工过程的质量控制依据。
碾压试验应根据填筑部位和设计土料要求的不同，分别进行铺料方式、铺料厚度、碾压机械、碾压遍数、填筑含水量、压实干密度等试验。
2.2.3监理部收到承包人的施工措施计划后,7d内签发开工许可证或批复意见。2.2.4如果施工单位不能按期向监理部报送开工前所必须的材料试验资料、文件等，因此造成的工期延误和其他损失，均由其承担全部责任。若施工单位在限期内未收到监理部应退回的批复意见，可视为通过审议。2.3测量、放样
2.3.1开工前由发包人组织设计单位将平面和高程控制网、主要建筑物轴线方向桩和起点桩等测量资料向监理工程师和承包人办理移交手续。
2.3.2承包人清基之前应将本段放样测量成果报测量监理工程师审查，包括但不限于原始地面线、纵断图、横断图、堤基清理边线等。测量监理工程师审查签字后开始清基。2.3.3第一次填筑前，施工人应向监理工程师提交：本段施工放样平面图（内容包括起止桩号、填筑边线等）以及清基压实后的纵横断面图。
2.3.4纵断面测量应沿轴线每20—30ｍ设置里程桩，地形变化较大时加密；横断面测量每20—30ｍ一个，分层填筑过程中，每上一层必须进行一次边线放样。2.3.5放样允许误差应在测量规范和设计要求范围内。
2.3.6必要时按合同文件和监理部要求进行相关的其它测量，为避免放样失误造成不应有的损失，在施工中监理部可要求施工单位对放样成果进行检查和校测，但这并不能减轻施工单位所应负的合同责任。3.质量控制的内容、措施和方法
3.1一般水泥土填筑
3.1.1水泥的检验、土料的开采与运输
（1）土料的开采应按批准的料场开采范围，开采方式和深度进行土料开采。开采区应埋设明显的界标，按规定完成场地清理工作、设置必要的供水、排水设施。
（2）承包人应按批准的施工方案以及现场生产性试验确定的参数进行土料制备。对于粘性土料，应在料场严格控制土料的含水量。
（3）土料运输应与料场开采、装料和卸料、铺料等工序持续和连贯进行，以免周转过多而导致含水量的过大变化。
（4）监理工程师认为不合格的土料，一律不得使用。（5）水泥进场必须材料进场报验，不合格的水泥不得使用。3.1.2填筑前的准备
（1）填筑部位的基础处理工作经过验收合格，承包人应填报隐蔽工程验收表，根据基础重要成度，由参建各方共同检查验收或由现场监理工程师验收签字，才能开始填筑。
（2）基础中布置有观测设备时，承包人应在观测设备埋设完毕，并经监理工程师验收合格后，才能开始填筑。3.1.3水泥土填筑质量要求
（1）回填水泥土前，对于建筑物周围基坑内的积水、杂物要清除干净。（2）对于混凝土建筑物周围的填料还要待混凝土强度达到设计强度的75%后并且龄期超过7d后方可填筑。
（3）填料时要采取可靠防雨措施，在雨前铺的松土要迅速压实或加以覆盖，雨后经检查合格后，方可继续施工。
（4）回填时根据设计指标压实。监理人员应检查记录。
（6）人工夯实时，应采用连环套打法，双向套打，夯压夯1/3，行压行1/3，分片夯实时，夯迹搭接密度不应小于1/3夯径。
（7）机械碾压分段分片时，相邻作业面应搭接碾压，搭接宽度应符合设计要求。（8）水泥土的上料拌置必须按照设计要求进行拌置（水泥占土的比例15%重量比），且根据比重和所用料车的吨位，均匀拌置，在进行铺料时，采用梅花形铺料，试验人员要对混合料及时检测含水率，必要时提前在料场闷料，调控含水率。3.2水泥土填筑与碾压 3.2.1清基
（1）出口段清基应清除至基岩，清理范围为设计开挖边，基础清理完毕后应进行碾压，达到设计要求。清基范围内的坑、沟、槽等，应按填筑要求进行回填处理。
（2）清基时应将表层的淤泥、腐殖土、泥炭等不合格土及树木，草皮、树根、乱石、洞穴及旧建筑物全部清除。水泥土填筑必须在清基和岸坡处理完工后，并经监理工
程师组织的隐蔽工程验收检验合格后方可进行。
（3）基础清理单元工程质量应符合（SL239－1999）表3.1.3的规定。（4）清基单元工程质量评定标准应符合以下规定：
1）合格标准：检查项目达到标准，清理范围检测合格率不小于70%、压实质量检测合格率不小于80%。
2）优良标准：检查项目达到标准，清理范围与压实质量检测合格率不小于90%。填筑时，应在设计边线外侧各超填30cm余量，填筑应分层连续填筑、分层碾压。土料含水率、铺土厚度、碾压机具、碾压遍数、行进速度、检测手段等必须按监理部批准的施工参数进行控制。每层填筑层都应按规定进行质量检测并填写记录。填筑的压实密度不小于0.98，碾压时要防止漏压、欠压，下层不合格不能进行上层的施工，不合格土料不得使用。机械分片、分段碾压时，相邻作业面应搭接碾压，搭接宽度：平行于轴线方向不小于0.5m，垂直轴线方向不应小于3m。填筑分段施工时，应留有1∶3或1∶5的斜坡，并注意搭接处的密实度和错缝。此外，严格按照水泥土填筑单元工程质量评定表的内容施工。
3.2.2铺料与压实工序应连续进行，以防止水泥土料被晒干。对表面已风干的土层，应作洒水湿润处理。每层碾压完毕后，测量人员应将控制线挂上测量与铺土前同点位的高程，检测压实后水泥土的厚度，试验人员及时取样，合格后报监理工程师，批准后进行下一道工序。
3.2.3压实土体不应出现漏压虚土层、干松土、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。如果发生应进行返工处理，直至监理工程师认可为止。
3.2.4对于填筑平面面积较小的部位，不能使用大型设备时，可使用经监理部批准的中小型碾压设备。
3.2.5施工单位对外委托的检测单位必须经国家或省级以上人民政府计量行政部门认证合格，且具有产品质量检验的资格。
3.2.6凡涉及隐蔽工程或仪埋工程的填筑作业，在施工前施工后，均应报经监理工程师进行质量、计量认证。监理工程师认为有必要时，将对施工过程实施全过程旁站监理，施工单位应在施工前24h通知监理工程师。3.2.7监理工程师有权检查施工单位质检原始记录和施工原始记录，当认为施工单位提出的质检资料及测试成果不充分或有疑问时，有权要求施工单位作出补充、解释、甚至返工。
3.2.8在填筑施工过程中，施工单位若出现以下情况时，监理部有权采取相应的措施予以制止：
（1）不按批准的施工组织设计施工。
（2）违反国家有关技术规范、规程和劳动条例施工。（3）出现重大安全、质量事故等情况。
（4）其他违反工程承建合同文件的情况。
（5）监理工程师有权采取口头警告、书面违规警告，直至返工、停工整改等方式予以制止。由此而造成的一切经济损失和合同责任，均由施工单位承担。3.2.9其他注意事项
（1）水泥稳定土施工分段长度要适当，施工要紧凑，从拌合至碾压完不应超过4小时。
（2）必须保湿养生，不使水泥土表面干燥，也不应忽干忽湿。（3）除施工车辆外，禁止其他车辆在做好的土层上通行。（4）贯彻执行国家有关文明施工及环境保护的标准、规范。3.3监理旁站重点
现场监理工程师应对填筑碾压进行巡视或旁观检查，对土料质量、含水率、铺料厚度、铺料宽度碾压机具、碾压方式、碾压编数进行检查，发现问题立即通知承包人，采取相应措施进行整改。对压实干密度检查应进行旁站并记录，见证数不小于10%，但每层至少应有3个。3.4完工验收资料
（1）水泥土填筑工程（包括填筑体防渗结构）竣工图。（2）水泥土填筑工程基础地质编录资料；（3）水泥土料填筑现场生产性试验成果。
（4）各种水泥土填筑体的填筑质量报告、单元工程质量评定表。（5）施工期的观测成果。（6）质量事故处理报告。（7）监理部要求提供的其它资料。（8）工程隐蔽部位的检查验收报告； 3.8质量检查
（1）在施工过程中，施工单位应对各工序质量进行“三检”，合格后填报工序质量检查合格证，报监理工程师现场检验签证。
（2）在施工过程中，现场监理人员应巡回检查或旁站，督促施工单位质检负责人、质检员、施工员加强现场质量管理，作好质量检查工作。
（3）现场监理工程师指示返工的部位拆除后，承包人应通知监理工程师进行拆除范围复查。复查经签证后，方可重新施工。对于返工整改通知下达后，施工单位不认真执行的，监理工程师应及时向总监理工程师报告，请示发包人批准签发停工整改令。
（4）现场监理人员在检查施工过程中，应做检查记录作为单元工程质量评定的支持资料。
（5）对于施工中出现的质量缺陷，施工单位应查明缺陷的原因，缺陷部位（或范围）、缺陷程度，提出处理意见、写出书面报告，报监理工程师，经监理工程师审查后，按批
准的处理方案进行缺陷处理。缺陷部位处理结束后报监理工程师检查签证。3.9质量事故处理程序
（1）质量事故发生后，承包人应按规定及时提交事故报告。监理机构在向发包人报告的同时，指示承包人及时采取必要的应急措施并保护现场，做好相应记录。
（2）监理机构应积极配合事故调查组进行工程质量事故调查、事故原因分析，参与处理意见等工作。
（3）监理机构应指示承包人按照批准的工程质量事故处理方案和措施对事故进行处理。经监理机构检验合格后，承包人方可进入下一阶段施工。4.单元工程质量评定标准与程序 4.1评定标准
单元工程（或工序）质量达不到《评定标准》合格规定时，必须及时处理。其质量等级按下列规定确定：
（1）全部返工重做的，可重新评定质量等级。
（2）经加固补强并经鉴定能达到设计要求，其质量只能评为合格。
（3）经鉴定质量达不到设计要求，但建设（监理）单位认为能基本满足安全和使用功能要求的，可不加固补强；或经加固补强后，改变外形尺寸或造成永久性缺陷的，经建设（监理）单位认为满足设计要求，其质量可按合格处理。
（4）根据《水利水电建设工程验收规程》SL223－1999规定，本项工程采用《水利水电工程施工质量评定表》中的有关表格作为检验与评定施工质量的基础资料。评定表（或工序质量表）内的检查项目与检测项目就是质量控制与评定标准。4.2评定程序
单元工程质量是保证渠堤工程质量的基础，所以必须要严格控制单元工程质量，承包人经“三检”合格后，填报单元工程质量评定表及相应工序表，一式二份，报监理工程师核定单元工程质量等级。5.计量支付
（1）水泥土填筑最终工程量的计量，应按施工图纸所示各种填筑体的尺寸和基础开挖清理完成后的实测地形，计算各种填筑体的工程量，以《工程量清单》所列项目的各种水泥土填筑的每m3单价支付。
进度支付的计量，应按施工图纸外轮廓尺寸边线和实测施工期各填筑体的高程计算其工程量，以《工程量清单》所列项目的各种水泥土填筑的每m3单价支付。（2）水泥土填筑的每m3已包括填筑所需的料场清理、料物开采、加工、运输、试验、填筑、土料填筑过程中的含水量调整以及质量检查和验收等工作所需的全部人工、材料及使用设备和辅助设施等一切费用。6.其它
6.1其它标准
本细则未列之其它施工技术要求、检验标准，按合同及有关技术规程、规范和质量评定指标执行。6.2其它细则
本细则未列的施工测量、施工进度控制、分部工程、单位工程质量评定、合同项目验收等内容，按有关监理实施细则或工作监理工作程序的要求执行。7.附表: 7.1施工单位用表
评定表、试验用表及其他施工单位作业用表 7.2现场监理用表
种花种出钢筋水泥土 篇3
水泥出现在19世纪20年代, 它是由石灰石和粘土按一定比例混合后烧制而成的。在莫尼哀生活的时代, 水泥在建筑业方面已广泛应用了。整日摆弄花草的莫尼哀, 觉得陶制的大花盆不耐用, 便改用木板制作, 但仍不理想。他看到人们用水泥修建房子, 意识到具有强粘合力的水泥可能适合于制作大花盆。于是, 他用水泥掺进砂子制作, 结果并非他想象的那样, 花盆经受不起冲击或牵拉, 很容易破裂。
有一次, 他在给花木倒盆时发现, 植物根系在松软的土壤中盘根错节, 交叉成网状结构。虽然土壤是松散的, 但由于根系的包裹, 却使土壤抱成一团。他从中得到启示, 若在网状结构中浇注水泥, 制作出的花盆不就很结实了吗?
于是, 莫尼哀依照植物根系结构, 用铁丝编织成一个简单的网状骨架, 装在木板做成的模具里, 再用水泥和砂子混合后浇注。干燥后撤掉木模, 最后制成了一个很结实的大水泥花盆。1867年, 莫尼哀将这项技术申请了专利, 并将其命名为“钢筋混凝土”。
莫尼哀并未到此止步, 他对“钢筋混凝土”的作用充满信心, 既然用钢筋混凝土浇注出的花盆很结实, 那么它在建筑业方面不是有非常广阔的前景吗?很多木结构或砖石结构的东西不是可以用钢筋水泥土浇注吗?思路打开了, 莫尼哀开始研究把钢筋混凝土应用在更多的领域, 他取得了成功。后来, 他又获得了用钢筋混凝土制造桥梁、楼梯、火车枕木等多项专利权。
信心能够产生力量, 这是有事实证明的。信心的产生, 最主要的是心理作用的使然, 就好比如果你确信某事能够发生, 它到最后就必然会发生, 如果你深信这件事一定能成功, 也必然会成功。
孙中山曾经讲过这样的话:“吾人信其可成, 则移山填海之难, 必有可成之日;吾人信其不可成, 则反掌折枝之易, 必难收效之期。”
水泥土搅拌桩沉降变形分析 篇4
关键词：水泥土搅拌桩,复合地基,沉降变形
水泥土搅拌桩复合地基是目前软弱地基处理的常用方法之一,本文对现有水泥土搅拌桩沉降公式进行了探讨,并结合工程实例,对工程建筑物水泥土搅拌桩复合地基群桩沉降变形进行了数值模拟,找出了水泥土搅拌桩复合地基位移场、变形特性的基本规律。
1 水泥土搅拌桩沉降变形的计算理论与方法
对水泥土搅拌桩进行沉降计算时,把水泥土桩复合地基沉降的计算分为两部分:加固区沉降(S1)和下卧层沉降(S2),复合地基总沉降表示为两部分之和:S=S1+S2[1]。
1.1 水泥土桩复合地基加固区的沉降计算
在工程中,复合模量法(Ec法)作为一种方便的计算方法被经常的使用。加固区土层压缩量S1表示如下:
其中,n为加固区土的分层数;Eci为第i层复合土体的复合压缩模量;Δpi为第i层复合土层上的附加应力增量;Hi为第i层复合土层的厚度。
1.2 未加固下卧土层的沉降计算
在计算未加固下卧土层的沉降时,分层总和法和规范法经常被采用。
其中,p1i为第i分层土的自重应力平均值;p2i为第i分层土的自重应力平均值与附加应力平均值之和;ei为第i分层土对应于p1i的孔隙比;Hi为第i分层土的厚度;ai为第i分层土的压缩系数;Esi为第i分层土的压缩模量。
1.3 工程实例
1.3.1 工程概况
珠海某特种气体厂厂区某车间持力层为人工填土和软弱冲积土层,设计采用水泥搅拌桩加固处理,搅拌桩桩径为500mm,桩长为14m,置换率为0.178,水泥土的无侧限抗压强度为2.7MPa,独立基础下按正方形布置,桩距为1.0m,复合地基设计承载力一般为200kPa,实测沉降为46mm。
该厂区的地质概况见表1。
1.3.2 沉降计算
1)水泥土桩复合地基加固区S1的计算。
采用复合模量法进行计算,复合压缩模量Ec的确定采用面积加权平均法:
其中,Ep为桩体压缩模量;Es为桩间土压缩模量;m为复合地基置换率。
由此可计算出加固层S1值为:
2)水泥土桩复合地基下卧层S2的计算。
本文对下卧层S2的计算,采用分层综合法:
其中,θ的取值按GB 50007-2002建筑地基技术设计规范取值。
按分层总和法计算出下卧层的最终沉降为88.5mm,总沉降S=S1+S2=33.6+88.5=122.1mm。若按规范法,计算下卧层的沉降为132mm,总沉降S=S1+S2=33.6+132=165.6mm。
2 水泥土搅拌桩沉降变形有限元分析
2.1 水泥土搅拌桩沉降变形有限元分析理论
Biot从固结理论机理出发,得出了渗流固结过程中土体任意点的孔隙水压力和位移,为利用计算机求解复合地基沉降变形提供了理论基础。
2.2 ANSYS有限元模拟水泥土搅拌桩沉降变形
ANSYS所用模型为DP(Drucker-prager)模型[3],其塑性行为被假定为理想弹塑性。此外,该材料考虑了由于屈服而引起的体积膨胀,但不考虑温度的影响。
模拟以四根桩土复合地基来代表群桩复合地基的变形,模型边界长度为50m,深度选为桩端下延伸至桩长一倍的深度。荷载为150kPa,垫层厚度为30cm。桩、土、垫层均采用Plane42单元,网格划分由程序半自动完成,在桩间和桩端进行网格加密,边界条件为侧向无水平位移,底边完全固定。
经模拟计算,复合地基(桩长14m,桩距1m)的最终沉降为64mm,和实测结果46mm较为接近。为了寻找当桩距一定,桩长不同时复合地基的沉降规律,本文模拟了不同桩长(6m,10m,18m,22m)时复合地基的沉降。
根据计算结果可绘出不同桩长时桩体分担的荷载图及复合地基整体沉降随桩长的变化规律曲线(见图1,图2)。
从图1,图2中可知,如果桩长增长到18m,整个加固区的附加应力都有所减小,但是相对于14m桩长时减小幅度不大,即桩长过长时,不利于充分发挥桩作用。此外,随着桩长增长,复合地基整体平均沉降减小。其原因为桩长较短,上部土层附加应力很大,局部超过了土的极限承载力。当桩长增加时,下卧层压缩厚度的变小使得作用在其上的附加应力变小,从而下卧层的沉降减小;桩长的增加使加固层的厚度变大,复合地基的变形逐渐由软弱下卧层为主转化为由加固层和下卧层共同承担,虽然加固层的沉降有所增加,但增加幅度不大,复合地基的沉降量仍在减小。这说明增加桩长能使复合地基整体沉降有一定程度减小。但是,桩长增加到一定程度后,位移场的分布基本稳定,继续增加桩长对减少复合地基整体沉降几乎不再产生什么效果。这说明对于一定桩距的水泥土搅拌桩复合地基,就控制其变形来说,存在一个最优桩长。复合地基沉降随桩长的变化曲线,可以作为设计中确定桩长的依据,以避免使用过长的桩,减少经济上的浪费和施工中的困难。就本工程来说,最优桩长应该为12m～14m之间。
3 结语
1)应力修正法和桩身压缩量法目前则仅限于用来对复合地基沉降进行定性的分析。对于所选工程来说,公式计算的误差达到119.6mm,ANSYS模拟计算可降低一定误差。
2)桩长的改变对水泥土搅拌桩复合地基的承载特性有较大影响,随着桩长的增大,承载荷载逐渐增大、沉降逐渐减小,当桩长达到一定长度,承载荷载及沉降变化减小。对于实际工程,可通过ANSYS进行模拟计算出最优桩长。
3)目前对于复合地基的沉降变形公式还没有一个较为完全合理的公式,尤其是对于下卧层顶面的附加应力的确定问题,虽然本文用应力扩散法确定了下卧层顶面的附加应力,但是其准确性还需进一步的研究。
参考文献
[1]高大钊.岩土工程的回顾与前瞻[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[3]千长科.实体桩复合地基承载原理[J].岩土工程界,2000,3(2):22-25.
水泥改良土填筑施工工艺探析 篇5
关键词：水泥改良,土填筑,施工工艺
伴随着改革开放的逐步深入, 现代化铁路工程建设进程不断加快, 而当前铁路工程建设发展中, 对于水泥改良填筑施工提出了更好的要求, 对路基工程的质量加以确保, 做好水泥改良土填筑施工的试验控制, 进而保证我国铁路工程建设的蓬勃发展。因此本文对水泥改良土填筑施工工艺进行研究有一定的经济价值和现实意义。
1 工程概况
以兰州至中川机场铁路工程ZC TL-SG 4标段四分部路基水泥改良土填筑为例, 试验段选择的过程中, 就要做好土填方工程的改良, 保证有着相对集中的工程数量, 同时也要合理的控制施工的时间, 根据现场施工情况及施工计划安排, 我分部选择D K53+060~D K53+180段水泥改良土填筑作为试验段。
本段路基试验段设计断面形式为基床表层填筑厚0.6m的级配碎石, 基床底层填筑厚1.9m的掺4%水泥改良土, 对于C组填料填筑的选择, 主要是保证在基床以下的路基上进行施工, 对于防护高程而言, 主要是对渗水土填筑的方式加以采用。
2 水泥改良土填筑施工人员和机械设备
2.1 水泥改良土填筑施工人员
通过采取基本流水作业的基本方法, 保证有着紧密衔接的工序, 并在每个作业面上安排管理人员和机械操作工作人员, 配置辅助控制人员, 保证整体工程的顺利进行。本段水泥改良土试验段计划配备挖掘机1台、推土机1台、装载机1台、振动压路机2台、路拌机1台、自卸车5辆、洒水车1辆、平地机1台、各类司机人数13人、普工20人, 合计33人。各区段或流程内采用流水作业, 严禁几种作业交叉进行。施工过程采用人工配合机械化施工, 配备能力匹配的装载机、推土机、挖掘机, 并配备自卸汽车、平地机、振动压路机、洒水车、路拌机。改良土试验段填料先进行含水率、密度、土的液限、塑性、塑性指数、颗粒分析等试验。并在试验段施工前做好水泥土拌和物的标准击实试验以提供最优含水率和最大干密度。
经过ED TA滴定、压实系数、地基系数 (K30) 等检测手段得出路基每层拌和次数、松铺厚度、碾压遍数等技术数据。用以指导路基改良土工程全面施工。
路基基床底层采用水泥改良土填筑, 水泥掺入量4%, 压实标准K30≥100M Pa/m, 压实系数≥0.93, 路基基床底层改良土7d饱和无侧限抗压强度不小于250KPa。
2.2 水泥改良土填筑机械设备
新建兰州至中川机场铁路工程ZC TL-SG 4标段四分部路设置“六部一室一站”及四个工程队。D K53+060~D K53+180段路基水泥改良土试验段由分部第四工程队组织施工。水泥改良土填筑及下设备中, 1台ZZSLC的挖掘机、1台SD 13型推土机, 1台ZL50D型装卸机、2台20T的振动压路机、1台路拌机、5台自卸机。洒水机和平地机各1台。
3 水泥改良土填筑施工方法
3.1 下承层整平验收
填筑前下承层采用平地机进行整平, 达到设计要求平整度及坡度;整平后采用压路机碾压至设计要求压实标准, 地基系数K30≥80 (M Pa/m) , 压实系数≥0.90。一旦有着过于干燥的下承层, 就要适当的洒入一些水, 保证摊铺之前, 有着相对湿润的表面。
3.2 测量放线
采用全站仪依据已经经过加密并复测后的桩位坐标点, 每隔20m定出施工路基段的中桩, 并将其引出做好防护, 测设路基填筑控制边桩, 在边桩处插设填筑层控制标杆, 在标杆上用红油漆标出每层摊铺厚度和宽度, 用以记录并控制每层的厚度和边缘线位置, 挂线施工。路基边坡两侧超填宽度宜为30~50cm。
3.3 素土摊铺
下承层验收通过后根据其标高, 边坡上埋桩挂线, 表示松铺厚度;记录施工段内的总卸土车数。待卸土完成后, 用推土机进行初平, 做到摊铺均匀。用平地机进行整平, 压路机静压一遍。为保证路基面排水畅通, 雨天时路基面不积水, 路基面按4%横向人字形路拱摊铺整平。
3.4 拌和
水泥散布均匀后采用路拌机进行拌和, 拌和时要求拌和均匀、色泽一致、无灰带、灰团、花面。及时消除粗细集料窝和局部过分潮湿之处。路拌制深度应达到层底, 派专人用铁锹进场检测拌和深度, 不得留有“素土”层, 同时安排一组人用铁锹将基坑边缘由于路拌机施工造成的土棱铲到施工路基范围内, 使路拌机进行第二次拌和时能将其充分拌和, 拌合要入下层约2cm。
3.5 检查水泥掺料剂量
从经过路拌机两次拌和后的区域采取土样, 采用ED TA滴定法测定水泥掺量, 试验配合比允许偏差为-0.5%~+1%。如检测水泥剂量达不到要求, 根据缺量, 再次散布水泥, 再次拌和, 再次测量水泥掺料剂量。直至达到试验配合比掺量。
3.6 碾压
待改良土拌和均匀且灰剂量检测合格并通过平地机人工配合初平后, 用重型压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度, 并保证碾压的层面没有相对明显的轮迹。碾压的过程中, 要有着相对重叠压实的区段。对于纵向搭接而言, 就要保证长度大于2.0m, 纵向行与行之间, 轮迹的重叠要大于40cm, 而上下两侧的填筑结构, 其错开的距离保证大于3.0m, 对于两个作业区段之间的纵向搭接长度就要保证大于2.0, 避免碾压过程中出现干燥的表面, 避免松散和起皮现象的发生。
3.7 养生保护过程
改良土在实际的碾压之后, 就要进行全面的养生处理, 通过对洒水车加以采用, 并结合覆盖薄膜进行养生过程, 土壤的改良要远远大于一周的时间, 避免改良土过于干燥或者是湿润, 对于交通的正常运行做好基础的控制, 尽可能的将交通进行封闭。改良土在实际的分层施工中, 就要对压实度进行检测, 一旦有着合格的平整度, 就要进行专门性的养生处理。
4 水泥改良土填筑施工工艺技术总结
4.1 施工的要点
本路基试验段填筑过程中, 就其实质性而言, 共填筑改良土xx层, 对于施工环节来说, 保证有着较好的衔接, 用以指导本标段内路基改良土填筑施工。最佳含水率13.1%, +2%~+4%;施工段落不超200m时碾压设备为20T振动压路机一台;W B 210路拌机一台, 拌和至少两遍;ZZSLC型挖掘机一台;装载机1台;16m 3自卸车4台, 10m3洒水车1台。PY 160平地机一台。
4.2 施工质量控制
水泥改良土在将水泥掺入时, 就要从根本上保证水泥的初凝时间不小于3h, 其终凝时间宜不小于6h。首先从机械设备准备上, 保证施工过程是个连续的紧凑的。施工中不允许出现机械设备故障或由于工序不衔接等因素造成水泥初凝。分段施工长度不大于100m, 保证机械的合理施工组织。成熟技术人员以及试验人员盯控在施工现场, 随时做好施工记录。人工摊铺水泥, 路拌机拌合两遍, 采用振动压路机碾压;试验人员进行压实系数检测;保证施工的连续性, 保持在4个小时之内, 然后在表面进行洒水养护。
对于碾压速度的控制而言, 就要尽可能的保证碾压速度为1.5km/h, 通过借助于振动压路机进行振动压实, 对于第一遍和第二遍的碾压速度而言, 就要合理的控制于1.71.5km/h左右, 最后几遍的碾压速度就要控制为2.51.5km/h, 保证有着相对合格的压实度, 禁止碾压过程中存在的紧急掉头和刹车等现象。
改良土在实际的改良过程中, 难免会存在一定的收缩裂缝, 这一现象控制的过程中, 就要对压实过程中的含水率继续拧严格的控制, 保证有着较高的压实度, 加强改良土的基本养生控制, 对改良土的收缩裂缝加以控制。含水量控制的过程中, 其洒水可采用取土场内提前洒水闷湿或路堤内均匀洒水然后开始进行拌合。
对于路基填筑改良土的施工而言, 就要保证有着均匀性的拌合料, 对于拌合过程的施工质量合理的控制, 尽可能的缩小土颗粒, 将表面积显著增加, 对改良土颗粒的粒径进行严格的控制, 对于水泥改良土混合料, 就要做好重型击实试验, 对最优含水率进行计算, 保证有着合理的最大干密度, 并进行7天无侧限抗压强度的试验, 无侧限抗压强度必须满足设计要求。
5 结语
总而言之, 水泥改良土填筑施工过程中, 更要做好施工安全控制和环境的基础保护, 及时的整理施工现场, 在实际的施工过程中, 做好整体上的施工控制, 保证水泥改良土填筑施工有着较好的施工质量, 推动我国铁路建设事业的蓬勃发展。
参考文献
[1]冉隆飞, 刘洋.全风化花岗岩改良土路基现场填筑施工工艺试验研究[J].高速铁路技术, 2014.
[2]郭张锋.戈壁地段水泥改良土填筑工艺参数试验研究[J].山西建筑, 2011.
[3]张瑞青.水泥改良土施工工艺在客运专线的应用[J].山西建筑, 2011.
[4]陈晨.路基水泥改良土击实及填筑方法的分析与研究[J].黑龙江科技信息, 2012.
水泥土配合比 篇6
1 材料情况
3种不同品种的水泥试验结果如图1。
试验选用壤土 (1#) 、粉土 (2#) 和砂土 (3#) , 具体情况见表2。
2 试验情况
分别进行了不同水泥品种、不同种类的土的不同水泥掺入比 (不同水灰比) 的水泥土拌合物性能和抗压强度试验, 试验结果见表3。
从上面的试验结果来看: (1) 从本次试验的三种土中掺入3种水泥所组成的水泥土强度总体上看, 水泥土强度随龄期增加而增长, 28天龄期前增长速度快, 后期增长速度则要慢一些。以90天强度作为基准 (100%) , 7天抗压强度在31.8%~66.7%, 28天抗压强度在70.3%~89.0%。 (2) 从水泥土强度发展过程来看, 水泥的品种和强度对水泥土强度发展有较大影响。由于矿渣硅酸盐水泥实测强度最低, 复合硅酸盐水泥次之, 普通硅酸盐水泥实测强度最高;故在前、中期 (7天、28天龄期) , 掺矿渣硅酸盐水泥的水泥土强度最低, 掺复合硅酸盐水泥的水泥土强度次之, 掺普通硅酸盐水泥的水泥土强度最高。而到了后期 (90天龄期) , 由于复合硅酸盐水泥掺加了较多混合材料, 其后期强度增长高于普通硅酸盐水泥, 故掺复合硅酸盐水泥的水泥土强度与掺普通硅酸盐水泥的水泥土强度相接近。3种水泥单位强度对水泥土的28天龄期强度贡献 (三种土的平均值) 分别为:0.093、0.104、0.107;对水泥土的90天龄期强度贡献分别为0.126、0.125、0.131。从水泥土的强度与水泥强度的比值来分析, 不同品种水泥单位强度对水泥土强度的贡献有略微差异, 复合硅酸盐水泥单位强度对水泥土强度贡献略高, 其次为普通硅酸盐水泥, 矿渣硅酸盐水泥略低。 (3) 从水泥土强度发展过程来看, 土质对水泥土强度发展有一定影响。从表5的分析结果来看, 在前期 (7天龄期) , 使用砂土、粉土配制的水泥土强度基本相同, 而使用壤土配制的水泥土强度略低一些;而到了中、后期 (28天、90天龄期) , 使用壤土、粉土配制的水泥土强度基本相同, 而使用砂土配制的水泥土强度明显高于前两者。 (4) 水泥土强度随着水泥掺入比增加而增加, 且从单位水泥掺入比的水泥土强度来看, 随着水泥掺入比的增加, 单位水泥掺入比的水泥土强度也有逐步增加的趋势, 即水泥土强度增长的幅度高于水泥掺入比增加的幅度。以水泥掺入比7.0%为基准 (100%) , 水泥掺入比分别为9.5%、12.5%、15.0%时, 水泥掺入比的比值分别为136%、179%、214%, 但水泥土强度的比值分别为也与水泥土龄期、不同土质、掺加的水泥品
注:R土为水泥土抗压强度 (MPa) , RC为水泥抗压强度 (MPa) 。115~184%、182%~300%、258%~414%, 这种等综合因素密切相关。
综上所述, 三种水泥以适当的比例掺入三种土中, 所组成的水泥土在强度 (尤其是后龄期强度) 、强度增长率、单位水泥强度对水泥土强度的贡献和单位水泥掺入比对水泥土强度的贡献等几个方面无明显差异。条件允可情况下, 不同土质宜选用的不同水泥品种进行处理。对本试验而言, 壤土宜优先选用复合硅酸盐水泥, 其次选用普通硅酸盐水泥, 选用矿渣硅酸盐水泥效果略差;粉土宜优先选用普通硅酸盐水泥, 其次选用复合硅酸盐水泥, 用矿渣硅酸盐水泥效果略差;砂土宜优先选用矿渣硅酸盐水泥, 其次选用复合硅酸盐水泥, 选用普通硅酸盐水泥效果稍差一些。
3 结论
水泥土的抗压强度受到土质 (级配、比重、密度、天然含水率等) 、水泥品种、掺入比、水灰比和龄期等因素的影响较大, 应根据工程实际情况并结合设计要求来经济合理的选择水泥品种、掺入比等条件, 从而保证工程质量。
摘要：水泥土作为地基加固、路面基层等工程中的常用材料, 具有经济耐久、施工简便等优点。本文主要是利用不同品种水泥及不同的土进行水泥掺入比试验, 通过物理力学性能的检验结果初步分析了材料对水泥土性能的影响。
关键词：水泥品种,抗压强度,影响
参考文献
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[2]储诚富, 洪振舜, 刘松玉, 等.用似水灰比对水泥土无侧限抗压强度的预测[J].岩土力学, 2005.
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