淺談水泥改良土施工技術及質量控制

摘 要：本文闡述了鄭西鐵路客運專線咸陽秦都站路基段水泥改良土的施工工藝流程，論述在施工過程中經常遇到的質量問題，針對這些問題提出了有效的質量控制措施，以保證路基工程在填筑水泥改良土時的施工質量。

關鍵詞：水泥改良土 施工技術 質量控制

一、引言

水泥改良土路基是在符合相關技術規定的前提下，在粉碎的或原狀松散的土中摻入一定的水泥和水，經過混合攪拌、攤鋪，在含水量適宜后壓實并養護成型，并且成型后的抗壓強度能夠滿足相關標準。水泥改良土具有整體性良好、力學強度足夠、抗水、耐凍等優點，無論是氣候條件還是水文地質條件有無存在不同，其都可以很好的適應。

二、工程概況

鄭西鐵路客運專線咸陽秦都站路基全長2.42公里，設計時速250km/h，路基施工平均填土厚度為2m。工程位于渭河北岸，處于咸陽市境內，地形較為平坦，為渭河一級階地地貌單元。地質結構為第四系全新沖積粘質黃土，粉質黏土、粉細砂、中砂、粗砂、礫砂、細圓礫土。其中：黏質黃土廣泛分布于沿線地表以下26米范圍內，厚度約16-25米，土質較均，局部夾有砂層，6-8米以上硬塑，ps大于3.0Mpa，以下軟塑為主，ps一般小于3.0Mpa；4-7米以上具濕陷性。

三、材料選用

本工程土源來自路塹開挖土，需要將地面樹木、草皮以及腐殖土清除干凈。一旦變動土源，配比試驗必須重新進行。摻入水泥時，其初凝時間應大于3h，終凝時間宜大于6h。經試驗，土及水泥各項指標均滿足要求。

四、泥改良土技術方案

1.水泥改良土拌和及運輸。水泥改良土拌和采用集中拌和，拌和時利用自動電子計量設備根據試驗得出的配置比例進行配置，而加水量是以標準擊實實驗取得最佳含水量確定。另外，為了保證壓實效果達到最佳，水泥改良土的含水量還要隨時根據現場取樣檢測的結果進行調整。在運輸過程中，自卸汽車車廂采用帆布進行覆蓋，防止水分損失、灑落和揚塵。依照松鋪厚度，計算每車料的虛鋪面積，用白灰劃格，運料車按格卸料。

2.水泥改良土路基填筑施工工藝。路基填筑施工工序可歸納成“三階段、四區段、八流程”三個部分。其中三階段是指準備階段、施工階段、整修驗收階段；四區段是指：填土區、整平區、碾壓區、檢測區；八流程是指：施工準備、基地處理、分層填筑、攤鋪正平、碾壓夯實、檢驗簽證、路基成型、路基整形。重點要提醒的是水泥改良土混合料在施工時的施做時間要進行嚴格控制。水泥改良土從拌和到碾壓完成的施工時間不得大于4個小時，而且鋪筑工作必須要在改良土混合料初凝前完成。

2.1施工準備。水泥改良土填筑前，要對地基處理情況、基底幾何尺寸、標高、中線、坡度、平整度進行檢查；不符合標準的基底重新進行處理，待達到驗收標準時，方能進行上層墊層施工。水泥改良土正式施工前，需要先取100米的路段作為試驗段，并詳細記錄該段施工中的各項施工原始數據，如壓實設備類型，最佳組合方式等。試驗段完工后，根據試驗的結果，對施工工序進行優化，在滿足質量要求以及施工進度的前提下，選擇恰當的施工參數指導接下來的施工，施工過程中，需要根據實際情況對控制施工質量的措施進行不斷完善，以確保路基壓實的質量滿足要求。

2.2施工階段。攤鋪，根據路基填筑試驗段測定出的各項數據進行填筑施工。根據松鋪厚度對每輛車所載混合料的攤鋪面積以及堆積密度進行計算，可以采用白灰畫方格的方式進行自卸車倒土密度的控制，同時埋樁掛線，標示松鋪厚度，每層填料松鋪厚度不大于35cm，但不小于25cm。攤鋪完畢后，利用平地機先進行初平和整形，隨后使用壓路機進行一遍快速靜壓，如果還有坑洼現象，則再用平地機配合人工精平。攤鋪混合料應全斷面均勻的攤鋪，嚴禁有縱向接縫出現，且不應有所中斷。如果無法避免中斷且中斷時間超過2小時，需要設置橫向施工縫，橫向接縫應采用搭接施工。整型過程不僅要嚴格按照規定好的坡度和路拱進行，而且整過過程中，禁止一切外來車輛通行，接縫處的整平在整個過程要特別注意。另外，根據初步整型后對松鋪厚度的檢查情況，進行必要的補料或減料。

2.2.1碾壓。碾壓順序為先兩側后中間、先靜壓后弱振再強振的操作程序進行碾壓。利用重型壓路機在混合料接近最佳含水率時，在路基全寬內碾壓到規定壓實密度，并且碾壓完成后表面應無明顯的碾壓輪痕跡。碾壓過程中，各個區段的交接應相互重疊壓實，縱向搭接長度應大于2.0m，縱向行與行之間的輪跡重疊大于40㎝，上下兩層填筑接頭錯開距離應大于3.0 m。兩作業區段之間的銜接處縱向搭接拌和長度應大于2.0 m。

2.2.2養生。在不能連續進行施工的情況下，在改良土碾壓完成后需要及時進行養生，養生時間不少于7天。養生期間確保改良土表面濕潤，灑水均勻，不能過濕，更不能忽干忽濕。同時，在此期間除灑水車外杜絕任何車輛、機械的駛入。如果改良土分層施工能夠連續進行，且下層檢驗的各項指標符合要求，可以不進行專門的養生期。

2.3修正驗收階段。試驗檢測，施工的質量控制和檢驗符合相應標準，各項指標檢查合格后方進行下層填筑。在每層的改良土施工完畢后，要對壓實度、強度、顆粒粒徑、灰劑量進行檢測。檢測主要內容為：壓實系數K、地基系數K30、動態變形模量Evd、顆粒粒徑、灰劑量。

路基外形尺寸檢驗。路基按設計標高填筑完畢后，按照設計圖紙檢查路基中線位置、縱坡、橫坡、相應的標高等。

五、質量控制

1.水泥改良土施工工程質量控制主要分為五個方面：①原材料（土、水泥）；②配合比（水泥與土之間的混合比例）；③含水量的控制；④混合的均勻性（保證土和水泥混合的均勻）；⑤壓實度（所需施工參數參考試驗段試驗結果）。

2.認真核實改良的土料種類，在填筑前需要對土源以及水泥進行取樣檢驗，以確保各項參數符合要求；另外，在填筑的過程中要實時對運至現場的填料進行抽樣檢驗，尤其是更換取土場或者土質有所變化時，檢驗應當重新進行。

3.水泥改良土的配合比需要保證混合料的無側限抗壓強度及壓實質量能達到設計要求。通過填筑前在實驗室內進行試驗來驗證設計配比是否合適，最終對施工配合比進行確定。另外，對于外摻料的種類和技術條件需要滿足設計要求。例如，混合料內的土塊或者素土層應小于10mm；改良劑劑量偏差應控制在-0.5%～+1.0%的試驗配合比；水泥改良土應不含灰條或者灰團，色澤看起來比較均勻。

4.水泥改良土的收縮裂縫會破壞排水面，造成路基內侵入水，所以壓實時要對含水率進行嚴格控制，保證壓實度符合要求，同時養生還要做到位，進而使得水泥改良土本身的收縮裂縫得到控制。

5.混合料在初步確定后，首先應對其進行重型擊實試驗，得出最佳含水率和最大干密度，同時還要對其進行7d無側限抗壓強度的試驗，以保證其符合設計要求。

六、施工影響因素分析

經過多年的施工經驗積累分析，影響水泥改良土的填筑壓實的主要因素包括氣候條件、碾壓控制參數和施工時間等。

1.氣候條件的影響。水泥改良土施工受到氣候條件的影響很大，本工程經歷了關中平原各種季節和氣候。經過觀察，低溫天氣不僅對水泥強度的增長造成影響，而且還會使混合土表層粘性增強，經常會沾粘壓路機輪，提升了施工的難度； 而在氣溫較高的6、7、8月份，由于水分蒸發較快，表層1～2cm剛碾壓完畢便成為了粉塵，即使進行補水表層也會出現分層；最終經過總結適合水泥改良土施工的最佳月份是在氣溫較適宜的4、5、9、10月份，而且如果選擇早晨、傍晚、陽光較弱或陰天時進行，還可以很好的控制水分丟失保證施工含水量的穩定。

2.施工碾壓方式與碾壓遍數。碾壓機械選擇的選擇原則為“先輕厚重、先弱后強、先慢后快”。碾壓時，可以先靜壓2遍以使土體穩定、表層壓實；然后弱振2～3遍，使深層的土體壓實；最后再次靜壓2～3遍，將弱振破壞掉的表層修復平整、光潔。經試驗證明，壓實效果在經過6～8遍碾壓后便能夠基本上達到要求，過多碾壓，由于水分損失過多的原因，壓實系數不但不會增加很多，甚至還有可能出現下降。

3.攤鋪厚度。虛鋪厚度一般來說，采用30～35cm之間的虛鋪厚度，壓實效果相對最好，如果攤鋪厚度過薄時，施工時起皮和開裂現象比較嚴重。而攤鋪過厚，則達不到規定的壓實效果。

4.施工時間。水泥改良土施工過程對于施工時間要嚴格控制，因為水泥和土拌合后會產生一系列的化學反應進而出現凝結，如果沒有在規定時間內完成碾壓，碾壓會破壞已凝結的土體，這樣一來，整個土體的干密度將不升反降，遠遠達不到工程質量的要求。

七、結語

客運專線路基質量控制是影響動車組列車平穩運行的關鍵，我們將在今后的施工中不斷積累數據、總結經驗，完善水泥改良土的施工工藝及質量控制標準，使其能更好的指導現場施工。