南水北調中線一期工程總幹渠陶岔～沙河南（委託建管專案）
方城段第五施工標段
4%水泥改性土碾壓試驗成果報告
批准審核
編制河南省水利第二工程局南水北調中線工程方城段五標專案部
二o一二年二月
4%水泥改性土碾壓試驗成果報告
1.工程概況
南水北調中線一期總幹渠陶岔～沙河南（委託建管專案）方城段第五施工標段，起點樁號152+311，終點樁號159+982，方城5標全長為7.671km；各類建築物15座，包括：1座河渠交叉建築物，2座左岸排水建築物，2座渠渠交叉建築物，1座分水口門，1座節制閘，5座公路橋，3座生產橋。
主體工程主要工程量：土石方開挖約560萬m3，土石方填築約62萬m3，混凝土約14萬m3，鋼筋約0.70萬t，金結安裝約597t，復合土工膜約50萬m2。
其中渠道152+311～154+311處為弱膨脹土，原土的平均含水率在15%～20%之間，平均自由膨脹率36%。按設計要求，自由膨脹率小於65%的弱膨脹土方可使用並嚴格控制土塊粒徑，本標段水泥改性土換填段為154+011～156+221、159+061～159+720，換填長度約2869m，水泥改性土換填方量約6萬m。
2.試驗目的
2.1、通過碎土工藝試驗確定本碎土工藝能否滿足設計土料粒徑相關控制指標：土塊粒徑不大於10cm，其中10cm～5cm粒徑不大於5%，5cm～0.5cm粒徑含量不大於50%。
2.2、通過水泥改性土拌和試驗，確定水泥改性土的技術引數：土料含水率範圍、水泥摻量、拌和均勻性、拌製工藝。
2.3、通過碾壓試驗取得合理的碾壓遍數、鋪土厚度、幹密度及土料含水率等引數，以核實土料設計填築標準的合理性，確定達到設計填築標準的壓實方法，來指導154+011～156+221和159+061～159+720段水泥改性土填築施工。
3.編制依據
3.1、《土工試驗規程》sl/t237-1999
3.2、《南水北調中線一期工程總幹渠填方渠道施工技術規定（試行）》nsbd-zgj-1-36
3.3、《南水北調中線一期工程總幹渠水泥改性土施工技術規定（試行）》nsbd-zgj-1-37
3.4、《南水北調中線一期工程渠道工程施工質量評定驗收標準（試行）》nsbd7-2007
3.5、《南水北調中線一期工程總幹渠渠道膨脹土處理施工技術要求》nsbd-zxj-2-01
3.6、《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-4-01
3.7、《南水北調中線一期工程總幹渠渠道膨脹土處理施工監理實施細則》nsbdzxj-4-02
3.8、設計通知《水泥改性土、水泥土補充施工技術要求》（2011）長南河委設技規字第011號
3.9、《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》jtg e51-2009
3.10、《土樣和試樣製備》sl237-002-1999
3.11、《堤防工程施工規範》 sl260-98
3.12、《渠道防滲工程技術規範》sl18-2004
3.13、《碾壓式土石壩施工規範》dl/t5129-2001
3.14、《工程建設標準強制性條文（水利工程部分）》
3.15、《岩土勘察規範》gb 50021-2001
3.16、《建築地基與基礎工程施工及驗收規範》gb 50202-2002
3.17、《膨脹土地區建築技術規範》gbj 112-87
3.18、《招標檔案》
3.19、《設計施工圖紙》
4.試驗室試驗過程及結果
4.1、土料採用渠道152+311～154+311處開挖的可利用弱膨脹土土料約25000m，土料平均自由膨脹率36%，用挖掘機開挖，自卸汽車運輸至153+820穩定土拌和站備土區。
4.2、水泥採用方城縣宛北普通矽酸鹽水泥。技術指標如下表：
表14.3、試驗方案、裝置及試驗專案：
4.3.1、試驗方案：
現場碾壓試驗之前，為查明用於碾壓試驗的土料基本性質，試驗室人員對153+820穩定土拌和站備土區土料進行取樣。對水泥改性土擊實試驗確定該類填築土料的最大幹密度和最優含水率。改性土含水率控制在-2%～3%之間，進行填築碾壓試驗；超出範圍的根據現場實際情況進行翻曬或補水，試驗室人員在室內配置水泥含量分別為0%、2%、4%、6%、8%的水泥改性土土樣，用edta滴定法檢測，並繪製出標準曲線。
4.3.2、試驗裝置如下表表2
4.3.3、試驗專案：自由膨脹率、界限含水率、擊實試驗、水泥劑量滴定試驗。
4.3.4、水泥改性土室內試驗檢測資料彙總表：
表34.3.5、①不同水泥摻量的水泥改性土28天自由膨脹率試驗檢測資料比對表：
表4② 通過室內試驗配製同樣含水率的素土，然後分別摻入3%、4%、5%
不同劑量的水泥後得出含水率的變化曲線：
③ 通過室內試驗配製4%水泥改性土，做出0h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h與edta消耗量的關係曲線：
④ 通過室內擊實試驗，水泥改性土的最大幹密度與時間的關係曲線如下：
通過室內試驗及參考《南水北調中線一期工程總幹渠水泥改性土施工技術規定（試行）》nsbd-zgj-1-37得出結論，渠道152+311～154+311可利用土水泥摻量為4%時，改性後能夠達到規範要求;改性後4%改性土最大幹密度1.80 g/cm3，最優含水率15.3
5.現場試驗過程
5.1、試驗場地
在穩定土拌和站附近段清理出一塊長40m×寬30m試驗場地，首先為確保試驗場地基礎的平整和堅實，在規劃的場地範圍內對原基礎清理後，進行壓實，經取樣檢測壓實度平均值大於0.98，壓實度達到設計要求，場地可用於碾壓試驗。然後按不同的含水率和碾壓遍數劃分為30m×20m的2個試驗區，測量人員用白灰線放出試驗場地。
每個試驗區分不同的含水率（共2種：w1、w2）進行劃區，w1區土料含水率為13.3%～15.
0%、w2區土料含水率為15.1%～17.8%。
按不同的鋪土厚度（25cm、30cm、35 cm）與不同的碾壓遍數（共3種： n6、n8、n10），進行組合碾壓試驗。3個不同碾壓遍數、同一鋪土厚度、同一含水率的試驗組作為乙個試驗組合。
現場製備兩種含水率範圍的土料進行碾壓試驗。
5.2、試驗土料選用153+820穩定土拌和站備土區土料。
5.3、試驗時間2023年11月14日~2023年11月16日。
圖1填築試驗場地布置圖（單位m）
5.4現場試驗的工藝流程如下圖
5.3、現場組織機構及人員
現場負責人：王昶磊
現場施工員：熊浩
現場質檢員：鄧道勇、郭宗超
現場試驗員：宋歌、王平安、劉洋
安全員： 曹俊
機械操作員：6人
5.4、現場試驗主要裝置表
試驗用機械及儀器裝置配置計畫表
5.5、主要裝置效能
自行式凸塊振動碾
型號：sr20mk型，自重：20.
0t，振輪尺寸、直徑×寬度：1.57×2.
10（mm），振動頻率（hz）：28-32，激振力（kn）：410/300，振幅（mm）：
1.9/0.95，額定功率（kw）：
132；
5.6、試驗過程
5.6.1、測量放線
在各試驗單元布置的網格測點，測出基底處理後的原地面高程，用淺白灰劃出網格，並在填築區外設定控制基樁，用水準儀測量、記錄初始厚度與相對高程。
e5碾壓試驗段施工方案 晚
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