目錄一、 綜述 1
1、試驗目的 1
2、試驗依據 1
二、試驗技術規劃 2
1、試驗用料 2
2、室內試驗 2
3、現場碾壓試驗技術規劃 3
三、試驗技術方案 5
1、碾壓試驗的裝置配置 5
2、碾壓試驗的人員配置 6
3、施工引數和試驗組合 6
4、試驗場地的布置及要求 6
5、碾壓試驗工藝 7
四、試驗檢測方案 10
五、試驗成果整理及分析 12
六、附件 13
南水北調中線一期安陽段第一施工標段
渠道換填改性土碾壓填築試驗方案
膨脹巖渠坡處理方案中採用改性土用於部分渠坡及渠底填築，根據要求選擇在我標段對3種不同水泥摻量（4%、5%、6%）的改性土進行碾壓填築試驗，通過試驗達到如下目的：
1.1 選定經濟合理的施工引數，如：鋪土方式、鋪土厚度、水泥土含水量、拌和方式、碾壓方式、壓實遍數等；
1.2 對換填土摻加特定摻量的水泥後進行碾壓試驗，檢測其物理力學指標、粘粒含量、水泥摻量的均勻性、壓實度、滲透係數、軟化係數是否滿足設計技術要求；
1.3 研究和完善水泥土填築施工工藝和措施，確定水泥土填築施工壓實細則和技術要求；
1.4 確定有關質量控制的要求和方法，為現場施工提供依據。
2.1 膨脹巖渠坡處理改性土碾壓填築試驗技術要求；
2.2 《南水北調中線幹線工程南水北調中線一期工程總幹渠渠道膨脹土處理施工工法（nsbd-zxj-4-04）》
2.3 《南水北調中線幹線工程南水北調中線一期工程總幹渠渠道膨脹巖處理施工技術要求（nsbd-zxj-2-02）》
2.4 《堤防工程施工規範》sl260-98；
2.5 《土工試驗規程》sl237-1999；
2.6 《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》jtg e51-2009；
1.1水泥：選用河南孟電集團水泥****生產的p·o42.5普通矽酸鹽水泥，水泥材料應滿足相關標準要求；
2.2土料：改性土所用土料同總幹渠填築用土標準，粘粒含量宜為10％～30％，塑性指數宜為7～17，有機質含量不大於5％，水溶鹽含量不大於3％，不宜用膨脹岩土。
粒徑不大於50mm，且不含雜質。
改性土所用土料為原渠道ay1+400附近換填開挖土料（土料**為4#取土料場）。
2.1 原材料試驗
試驗檢測檢測改性土所用土料的粘粒含量、塑性指數、有機質含量、水溶鹽含量等指標。
試驗檢測改性土所用水泥的比表面積、標準稠度、凝結時間、安定性、抗折、抗壓指標。
2.2 室內拌和不同劑量的水泥土混合料，試驗並繪製edta標準曲線。
2.3 擊實試驗
包括改性土所用土料土性試驗，改性土所用水泥檢測，不同土源、不同摻合比狀況下擊實試驗。
因《土工試驗規程》sl237-1999中無水泥改性土擊實試驗方法及要求，故參照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》jtg e51-2009中方法進行擊實試驗：標準擊實儀，27擊/層，錘重4.5kg，落距45cm，試樣製備採用乾法。
《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(jtj057—94)明確規定在乾法擊實時將穩定劑(水泥)加入浸潤後的土料中，拌和均勻後在1 h內完成擊實試驗，這主要考慮到水泥的凝結時間。由於水泥改良土屬於化學改良的範疇，所以時間與結果之間的關係就相當密切。由於試驗規程規定的時間和實際施工之間存在較大的差異，與《膨脹巖渠坡處理改性土碾壓填築試驗技術要求》規定的時差就達3h，所以存在著最大幹密度標準事實上的不穩定，就造成了壓實度檢測結果的不確定性。
如果施工中從拌和到壓實完成的時間間隔越大，則壓實度檢測的偏差就越大。
為解決壓實度檢測結果的不確定性的問題，室內擊實試驗時進行延遲試驗。即，對每組試樣再分解成5組，在拌和均勻後在1 h、2 h、3 h、4 h、5 h完成擊實試驗，依據試驗結果繪製最大幹密度、最優含水隨時間的變化曲線，與試驗段現場所能達到的最大幹密度對比。
3.1 試驗場地布置
本次試驗場地的擬定面積共計2400㎡，按水泥摻量4%、5%、6%分成3個試驗區，每個試驗區各佔25m×32m，每實驗區中劃分出3塊20m×5m分割槽作為3種鋪土厚度實驗區。見表1。
表1：水泥改性土試驗場區分割槽表
3.2現場碾壓試驗專案規劃
因本碾壓填築試驗需要檢測驗證的專案、引數較多，故將碾壓試驗層數設定為2層。
第1層主要目的為：確定不同摻量水泥改性土經濟合理的施工引數，如：鋪土方式、鋪土厚度、水泥土含水量、拌和方式、碾壓方式、壓實遍數等。
在第1層施工完畢後，根據選定的施工引數進行第2層的碾壓施工。第2層主要目的為：檢測其物理力學指標、粘粒含量、水泥摻量的均勻性、壓實度、滲透係數、軟化係數是否滿足設計技術要求；試驗驗證並確定水泥改性土層間結合處理方式。
通過試驗施工過程中的詳細記錄及對試驗結果的總結分析，並結合設計技術指標要求，來確定水泥土填築施工壓實細則和技術要求，並確定有關質量控制的要求和方法，為現場施工提供依據。
見圖1：膨脹巖渠坡處理改性土碾壓填築試驗驗證專案及試驗方法
表2：裝置配置見下表
管理人員2人，技術員2人，試驗人員 3名，測量人員 2名，機械操作手8人，普工10人、班組長2人。
3.1 機械引數
由於拌和及壓實裝置型號已選定，故機械引數已經確定。
3.2 行車速度
洛建2101光輪振動碾1.5～2km/h，wb21k穩定土拌和機0～1 km/h。
3.3 鋪料方法
進占法鋪料，推土機散料。
3.4 鋪料厚度
分別選取25cm、28cm、32cm。
3.5 拌和方式
採用穩定土拌和機（路拌機）進行現場路拌法，錯距搭接法拌和，錯距寬度按0.3公尺控制。
3.6 拌和遍數
取1遍、2遍。
3.7 碾壓方式
採用平碾、凸塊碾，振動碾壓，進退錯距法錯距寬度按0.5公尺控制。
3.8 碾壓遍數
取5遍、6遍、7遍, 振動碾往返一次為一遍。
為確保試驗場地基礎的平整及堅實，在試驗前按規劃在擬定的區域用白灰放樣，將規劃範圍擴大0.5m進行基礎清表，清表厚度不小於30cm，清表後用振動碾分別靜壓、振壓2遍，取樣測壓實度，不小於85%時在清表後的場地上鋪築20～30cm的找平土料，用振動碾靜壓2遍，振壓6～8遍，取樣檢測壓實度不小於98%後，用推土機及平地機掃平基礎面，在已壓實、找平的基礎上按碾壓試驗計畫重新用白灰放出試驗場地後。並在場地內設定1m高指標樁，標示出標高。
5.1土料開採
試驗填築土料擬用主幹渠ay1+400附近換填開挖料，土料用反鏟挖裝，自卸汽車運輸。
5.2 碎土
因開採的土料為原渠道換填碾壓後壓實度達100%的土，土料中大塊徑較多。故需對較大的土塊進行粉碎和剔除。碎土主要採用人工配合旋轉鬆土機進行，旋轉鬆土機對攤鋪的土料進行翻拌粉碎，人工配合打碎、剔除無法粉碎的土塊。
粉碎結束時，80%以上的土團應少於20mm，粒徑不大於50mm，且不含雜質。
5.3 含水率調整
現場實測含水率，土料含水率控制在最優含水率+2%~+5%範圍內，若含水率高，必須進行晾曬；若含水率低必須進行均勻灑水拌和悶料。含水率調整可與碎土工序合併進行。
5.4 鋪料
按照《膨脹巖渠坡處理改性土碾壓填築試驗技術要求》的要求，本次試驗土料攤鋪厚度選擇25cm、 28cm、32cm三個不同鋪土厚度。鋪料用進占法卸料，推土機散料平整。鋪料時設定周邊控制標桿，以控制鋪料範圍及厚度。
5.5輕壓整平
對攤鋪好的素土進行輕壓整平，使其表面平整厚度均勻。施工方法為：使用推土機在鋪好的素土上平踩，然後使用平地機整平。該工序有利於水泥的均勻攤鋪及拌合
5.6 擺放和攤鋪水泥
(1) 用袋裝水泥(每袋水泥50kg)，根據水泥改性土層的壓實厚度、預定的幹密度和水泥劑量，計算每一平方公尺水泥改性土需要的水泥用量，並計算每袋水泥的攤鋪面積。
(2) 然後推算出整數袋水泥的的攤鋪面積，根據場地情況用白灰畫出網格，以控制鋪灰量。假設經計算4袋水泥攤鋪面積為20平公尺，則用白灰畫成4×5公尺的網格，鋪灰時每格擺放並均勻攤鋪4袋。
(3) 將水泥運到攤鋪場地後，按事先做好的標記擺放水泥。應檢查有無遺漏和多餘。將水泥袋拆開，倒出水泥後，人工用木刮板將水泥均勻攤開。
應注意使每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完畢後，表面應沒有空白位置，也沒有水泥過分集中的地方。
5.7 拌和
(1) 乾拌
水泥攤鋪完成後，路拌機及時開始拌和，拌和機應勻速平穩行走，現場取10m/min 行走速度,確保拌合均勻、深度一致。
路拌機每道拌合有效寬度為2.2m，水泥土拌合時，應注意每道搭接寬度不少於30cm，確保工作區內無漏拌。路拌機根據層厚調整拌合深度，確保本層拌合徹底，無夾層現象。
設專人跟隨拌和機，隨時檢查拌和深度並配合拌和機操作員調整拌和深度。
(2) 加水並溼拌
乾拌過程結束時，如果混合料含水量不足，用灑水車及時補充灑水，路拌機跟進再次拌和。加水量根據上遍拌和損失的含水量計算，使碾壓前混合料含水率+1%~+3%範圍內。
水泥改性土換填碾壓試驗研究
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