扭曲面挡土墙墙后水泥土人工夯实填试验分析
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摘要：对水泥土而言，压实度是影响水泥土压实效果的重要因素，也是水泥土填筑的主要控制指标，而渐变段翼墙背部存在倒坡，只能用人工夯实，本文通过对水泥土进行人工夯实试验，为保证渐变段翼墙后水泥土换填的压实度推荐了合适的夯实参数，为水泥施工提供依据。
关键词：水泥土；人工夯；试验；压实度
中图分类号：TQ172文献标识码： A
南水北调中线作为促进我国经济社会全面、协调、可持续发展的重大战略工程，在工程建设中有很多难点需要解决，倒虹吸进出口渐变段挡土墙回填就是其中一项。渐变段翼墙背部存在倒坡，无法采用大型机械压实，为满足技术条款的压实要求，在大型机械无法施工的部位采用蛙式打夯机压实及翼墙结合面部位人工夯实的方法施工，是既能保证质量又能合理控制成本的方法。为确定水泥土的压实质量，我项目部进行了水泥土的现场人工夯实试验，并确定水泥土回填的碾压参数如铺土厚度、夯实遍数等。
一.技术概况
1.水泥为P.O42.5水泥，水泥土中所用土采用取土场的土，要求水泥和土拌合均匀。水泥掺量质量比为10%，压实度≥98%。
2.干密度通过现场试验确定。
二.人工夯实试验条件
1.施工机械、测量、试验仪器配置
2.试验场地准备：按照降低对总体施工进度影响的原则，结合永久工程的施工的施工进度，选择试验段进行试验。试验段总长度为30m（每个区试验段长度10米，按最优含水率、含水率偏小、含水率偏大分3个区），宽度4.0m。
3.质量检测试验：检测所用土做最大干密度和最佳含水率（最大干密度1.78g/cm3,最佳含水率为16.0%），检测水泥土的最大干密度和最佳含水率（最大干密度1.73g/cm3,最佳含水率为19.5%），人工夯实试验分别采用水泥土在含水率较高、最优含水率和含水率较低状态下进行夯实（其中较高含水率21.2%，最优含水率19.5%，较低含水率18.3%），压实密度试验采取环刀法。人工夯实试验过程中，对夯实层的沉降变形进行了测量。
三.试验段施工工艺步骤
水泥稳定土采用内拌和法，依据《公路路面基层施工技术规范》JTJ034—2000，测出的相关参数。 施工工艺简图：
工艺说明：
1.布点要求：每个试验段布置测量点10个点，测量点即为取样点。详见下图。
注：AC、GI距宽边1m,AG、CI距边宽2.5m。
AG、CI线距长边5m，DE、BH线为区域中线,D点距AG线1.25m,E点距CI线1.25m。
2. 铺料厚度为15cm，蛙式打夯机往返一次为一遍，打夯机夯不到的靠近翼墙部位采用人工用大铁锤夯实，测量压实度在夯实结束后进行。每个试验段在蛙式打夯机或铁锤各夯5遍后，开始测量压实度，直至压实度满足设计要求≥98%，夯实结束。
3.土料
施工前根据水泥掺量要求，做水泥土击实试验（由第三方实验室出示击实结果），击实试验过程见附录2，再结合试验铺筑水泥土层的长度、宽度、预计厚度、最大干密度和水泥掺和量，计算试验需要土的总重量、对应每一平方水泥土需要的土的用量，同时计算出水泥土在含水率偏高、最优和偏低时对应的土的三个含水率分别是23.3%、21.5%、20.1%。根据所用运料车辆的吨位，计算每车土料的堆放的纵横距离为30m×4m。
注意事项：
a、松铺厚度15cm，以推土机推平为主，设备达不到的地方采用人工精平。
b、摊铺土在摊铺水泥的前一天进行。雨季施工，如第二天有雨，不宜提前摊铺土。
c、将土均匀地摊铺在预定的宽度上，表面应力求平整。
d、摊料过程中，将土块、超尺寸颗粒及其他杂物拣除。
e、如土中有较多土块，应进行粉碎，最大尺寸不得大于15mm。
f、检验松铺土层的厚度，符合预计要求。
g、如已整平的土含水量过小，应在土层上洒水闷料。洒水应均匀，防止出现局部水分过多的现象。
4.水泥
根据试验铺筑水泥土层的长度、宽度、厚度、最大干密度、最佳含水量和水泥掺和量，计算出该试验段需要水泥总用量，同时计算出对应每一平方水泥土需要的水泥用量，计算每袋水泥的堆放的纵横距离1.25m×2m。
水泥采用孟电P.O42.5袋装水泥，进场后立即进行自检，自检合格后报监理工程师，待监理认可后投入使用。
注意事项：
a、计算出的每袋水泥的纵横间距，并在前一天铺筑的土层上做好标记。
b、应将水泥当日直接送到摊铺路段，卸在做标记的地点，并检查有无遗漏和多余。
c、用刮板将水泥均匀摊开，并注意使每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的地点。
5.拌和：
采用铧犁和旋耕犁进行拌和并设专人跟随拌和，拌合时应满足该层拌合深度达该层层底并宜侵入下层5-10mm的要求，以利于上下层粘结，要随时检查拌和深度并配合拌和机操作人员调整拌和深度。严禁在拌和层底部留有素土夹层。拌和遍数往返为一遍，必要时可在最后一遍拌和之前先用旋耕犁紧贴底面翻拌一遍。
6.整形、碾压：
将旋过的水泥土进行人工精平。用蛙式打夯机立即在刚初平的试验段上快速夯实一遍，以暴露潜在的不平整。然后再用人工整平一次。每次整平都按照精平要求进行。完成整形后，用蛙式打夯机对试验部位进行夯实，蛙式打夯机不易到达的结合面部位人工用大铁锤对试验部位进行夯实，结束后，在试验段上按控制点取样，进行压实度检测。
夯实注意事项：
a、夯实过程中，水泥土的表面始终保持湿润，如水分蒸发过快，及时补洒少量的水；
b、夯实过程中，如发生“弹簧”松散起皮等现象，及时翻开换以新的混合料填筑，使其达到质量要求；
c、经过拌和、整形的水泥土，在水泥初凝前或试验确定的延迟时间内完成夯实，并达到要求的压实度，同时无明显的轮迹。
7.养生：
水泥土经压实成型后立即养护，用洒水车洒水后用薄膜或彩条布覆盖保湿养护，以后每天洒水的次数视气候而定的方法，从而保证整个养护期间水泥土层表面始终保持湿润。
四.水泥土人工夯实试验结果及分析
1.夯实前后含水率结果分析：不同含水率条件下的压实度结果见表1。
夯实遍数 5
松铺厚度(cm) 15 15 15
含水率（%） 18.3 19.5 21.2
压实度（%） 0.99 1.02 1.00
表1
从表1可以看出，水泥土在最优含水率状态下碾压，压实度最大，能达到最好的压实效果，不同压实含水率条件下的测试压实度值在0.98-1.04围内。
2.表面沉降：夯实试验过程中铺料层沉降测量结果见表2。从表中可以看出：夯实厚度、夯实遍数相同时，在最优含水率状态下变形较大。
夯实遍数 5遍
松铺厚度(cm) 15 15 15
含水率 含水率较高区 最优含水率区 含水率较低区
平均沉降量（cm） 1.6 2.5 1.2
表2
综合分析沉降测量结果、夯实遍数、含水率与压实度的变化趋势，现场施工中，可采用蛙式打夯机，蛙式打夯机打不到的地方使用大铁锤，松铺厚度15cm，均不少于5遍的控制参数，在最优含水率状态下进行夯实。
五. 结论
由于设计要求10%水泥土（即：每袋水泥铺筑2.25平方米）压实度不小于0.98，综合分析本次人工夯实试验结果，施工中采用水泥土人工夯实施工工艺参数为：蛙式打夯机、铁锤，松铺厚度为15cm，夯实均不少于5遍。在此试验参数选定的情况下，人工夯实压实度能控制在0.98以上。
参考文献
[1]土工试验规程.SL237-1999
[2]公路路面基层施工技术规范.JTJ034—2000