关键词：水泥加筋土；软土地基；加固；重载；操作要点
引言
水泥加筋土主要应用于桩锚支护、挡土墙中，通过对软土进行加固，达到增加土体强度的目的。在神华准能维修中心改扩建工程中，要求地基承载力必须满足特种重型车辆的行驶、运输要求，而该场地地基持力层西段为黄土层，东段为素填土，西薄东厚，属不均匀地基，场地地基土湿陷等级为Ⅱ级自重，不能满足要求。为此，采用了水泥加筋土对软土地基进行加固，从而达到特种车辆行驶的承载力要求。
1 加筋水泥土施工工艺流程
基坑土方处理→设分层标高桩→水泥土搅拌、运输水泥土摊铺→加筋带铺设→水泥土养生→循环施工至设计标高
2 施工方法及操作要点
2.1 设分层标高桩
根据现场设备配备情况确定水泥土生产量：现场灰土搅拌机每小时可搅拌水泥土114 m3，一天可搅拌水泥土1700 m3。再根据水泥土的量、基底标高、水泥土的设计厚度和试验段测出的虚铺系数（200mm-300mm）等数据，大致确定每天可施工的面积范围，在施工范围内每10m设置一个分层标高桩，用来固定钢丝绳基准线控制摊铺标高。在接头处的水泥土应留搓，以便新旧水泥土的结合，各分层搭接位置应错开1m，并在下层做好接头记号。
2.2 水泥土搅拌、运输
采用水泥土拌合站集中搅拌，先需对黄砂土进行充分拌和，使黄土中含水量均匀，土不得结块，在搅拌过程中水泥和用水量由专人进行控制，出场时的含水量控制在最佳含水量加1～2%，根据当地的天气情况可适当进行调整。水泥土运输根据施工地点与搅拌站的距离配备相应数量的自卸汽车，同时满足现场摊铺的要求。
2.3 水泥土摊铺、碾压
2.3.1 水泥土摊铺采用摊铺机摊铺。在摊铺工程中，运料车倒向摊铺机受料斗卸料，边摊铺边卸料，卸料过程需缓慢进行。
2.3.2水泥土碾压工艺是水泥土施工成败的关键，也是水泥质量保证的关键。水泥土拌合完成后，首先进行快速静压封面，这样可以防止土中水分的过早散失和表面的初次找平，随后用平地机对表面进行平整，开始弱振、强振碾压。碾压采用快速静压1遍，匀速弱振1遍，强振4~6遍，静压收面的方式进行。在施工过程中，可采用羊足碾代替单钢轮压路机进行压实，压实效果更好。
2.4 土工筋带的铺设
土工合成材料加筋垫层是由分层铺设于垫层中的土工合成材料与垫层土组合构成的。200JPF-50×2.5型土工筋带具有良好的耐酸碱与拉强度和抗老化性能。
2.4.1 褥垫层中间铺设三层双向间距200JPF-50×2.5型土工筋带。土工筋带最大断裂强度为120Mpa，伸长率小于3%，三层双向间距200，且筋带应错开搭接。
2.4.2土工筋带整条铺设，形成整体性，加筋带水泥土具有扩散应力，限制沉降之作用。
2.5 水泥土的养生。水泥土应一次成型，及时检测压实度指标，不得对成型后的水泥土进行二次补压，造成水泥土结构的破坏。成型后三天需及时洒水养护，防止水泥土裂缝的产生。
3 影响水泥土性能的主要因素及试验分析
影响水泥土的性能受的主要因素有：配合比、含水量、压实度等，由于这些因素的影响，水泥土的的各项性能可变动范围较大。
3.1 水泥土的配合比
根据前述不同配合比的的7天无侧限抗压强度和回弹模量试验结果，考虑到水泥剂量的增加，会导致水泥土上基层表面会产生过多的开裂，如施工控制不好将影响砼面层的使用寿命，因此不宜盲目追求过高的强度。最终选择底基层采用8%水泥土，基层采用10%水泥土满足强度的要求，同时具有较高的承载力。即满足设计要求，又节约了经济成本。
3.2 含水量
水含量是影响水泥土性能的最重要因素，也是影响施工质量的重要参数。我们对细土(原土)和不同水泥掺量的水泥土进行了重压实试验，并委托宁夏银泰建设工程检测中心进行检测。结果表明，细土和水泥土的最佳含水量为9.5% ~ 10.7%，最大干密度为2.05 ~ 1.944g/cm3。在含水量最佳的情况下，水泥土的力学性能最佳，收缩裂缝大大减少。以10%水泥土为例，在最佳含水率下，试件7天无侧限抗压强度达到1.1MPa，而在含水率低于最佳含水率的情况下，试件7天无侧限抗压强度下降。当含水率超过最优含水率时，试件的7天无侧限抗压强度也会低于最优含水率形成的试件的7天无侧限抗压强度。
3.3 压实度
水泥土的压实密度是其力学性能好坏的关键性因素，也是上部重载机械承载力的保证，检验压实是否密实。不同水泥含量的水泥土的最大干密度见表1。
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表1 不同水泥含量水泥土的最大干密度
水泥土的拌合与压实之间的时间间隔越长，对密度和强度的影响也越大。因此选用符合硅酸盐水泥，水化热较低、干缩性也较小。
3.4 无侧限抗压强度试验
水泥土的无侧限抗压强度受多种因素的影响。根据各项试验数据可知，影响水泥土强度的主要因素有土壤质地、水泥掺量、龄期、试件尺寸、形状等。此外，干容重也是影响硬土抗压强度的重要因素。
本工程采用相同的生土(细粒土)作为水泥土的试验材料，选用不同的水泥掺量。在成形密实度为95%的条件下，进行了7天无侧限抗压强度试验。试验结果如表2所示。
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表2 不同水泥含量水泥土的7天无侧限抗压强度
从上表可以看出，随着水泥掺量的增加，强度增大；尤其是掺量达到10%以上，强度增长的非常明显。根据规范以及多次试验成果，本工程底基层水泥土选用8%掺量，表基层水泥土选用10%掺量是满足要求的。
3.3 回弹模量试验
采用回弹模量表征基层的承载能力，反映基层在车辆瞬时荷载作用下可恢复变形性质，是防止不均匀沉降的重要的参数之一，试验结果见表3。
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表3 不同水泥含量水泥土的回弹模量
根据试验结果可以看出，水泥土的回弹模量比较接近规范中水泥砂砾数值，但略低于水泥稳定碎石，可以满足地基处理设计中有关回填模量的要求。
4 水泥加筋土施工应注意的问题
4.1 水泥土施工前的准备工作要认真做好，包括对原土性、水泥性能(凝结时间)、水泥土技术条件、施工设备及其性能、气候条件等的分析。
4.2 在水泥加筋土施工中应注意工艺控制。换句话说,在施工过程中,应严格控制所有索引满足施工要求,包括宽松的铺设厚度为土壤含水量前后混合、水泥剂量、混合均匀,土工加筋带的重叠,轧制顺序和组合形式,等,应及时修订和在施工过程完成。
5 结语
在内蒙古神华准能维修中心改扩建工程中，水泥加筋土加固软土地基技术得到了成功应用，不仅加快了水泥土的施工进度，而且保证了产品质量，解决了特种重型车辆行驶的地基处理难题。
参考文献：
[1]杨自政. 水泥搅拌桩加固软土地基施工技术[J]. 建筑技术开发(1):9-12.
[2]曹国平. 水泥搅拌桩加固铁路软土地基施工技术[J]. 中华建设(6):235-236.
论文作者:丁江峰
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
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