水泥土垫层在翻板坝工程基础中的应用

(中国水电基础局有限公司西藏分公司，拉萨，850000)

1 概述

水泥土是在松散的土料中掺入适量水泥，经拌合得到的混合料。经过压实和养护，在水解、水化、离子交换、硬凝、碳化等作用下，其结构致密，具有足够的水稳定性、强度和抗变形能力，是一种造价低廉、施工简单、质量容易控制的建筑材料。近年来，水泥土被广泛应用于水利水电工程基础中，通过平铺夯实水泥土层，形成建筑地基或垫层，可以加固增强地基；利用水泥土的水硬性、高密度、抗冻胀、抗水溶等特点，用于建筑物地基防渗，可以形成防渗铺盖。独山翻板坝工程采用水泥土垫层作为基础防渗并提高地基承载力，取得了较好的效果。

2 工程概况

独山翻板坝工程位于六安市裕安区独山镇西淠河主干河道上，主要作用是改善枯水期景观效果，拦蓄河道径流，雍高水位发电，主要建设内容包括：翻板坝、冲砂闸、空箱翼墙、扶臂式挡墙等。根据设计要求，在该工程翻板坝、冲砂闸和挡墙混凝土基础下设置90cm厚水泥土垫层，要求水泥掺量为水泥土总重的10%，水泥土设计压实度不小于96%。

3 工程施工

3.1 材料要求

水泥土所用土料为粘土，在施工之前必须去除所有树根草根等杂物；水泥采用普通硅酸盐水泥(P.O42.5)，严禁使用过期失效水泥。

3.2 工艺流程

施工工艺：基底处理→测量放线→建基面验收→土料运输和铺填→铺摊水泥→拌合→碾压→取样检测→养护。

3.3 基底处理

水泥土施工前需检查基层并清理表面的浮土和杂物，在平整好的工作面上设指示桩，进行高程测量。在指示桩上用红漆标出松铺顶面位置。

3.4 土料铺填

土料运至施工现场回填区后，后退法卸料，合理布置堆料间距，用反铲挖掘机摊铺土料，每层铺厚35cm左右。对于边角处机械不能到达的部位，则用人工整平，使其达到要求的厚度和平整度。

3.5 铺摊水泥

土料摊铺完毕后根据计算的水泥用量规划方格网(以100kg水泥掺量为基准)，用石灰打灰格，在网格中人工摊铺水泥，以保证水泥土中水泥掺量均匀，同时摊铺过程中应保持每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完毕后，土层表面应没有空白点和水泥过分集中的点。

3.6 拌合

铺摊水泥后，采用旋耕机拌合，拌合机行驶速度控制在1km/h，旋拌深度35；拌合遍数不小于4遍，拌合时现场施工人员要注意检查拌合料是否均匀，色泽一致，有无灰团或土团，防止出现素土夹层。在下一段铺设拌合时，每次的拌合应与上一次的拌合宽度重叠500mm，以保证材料充分拌合。

水泥用量按照下式进行控制，现场测定含水量应满足大于最佳含水量1～3个百分点，如果混合料的含水量不足，用水枪喷管或洒水车补充洒水。

水泥用量=铺土压实后体积×水泥土最大干密度×压实度×水泥掺量

拌合过程中，应及时检查混合料的含水量，

3.7 碾压

根据本工程碾压试验成果，水泥土碾压采用20t光面振动碾，先静碾2遍，再振动碾压6遍。碾压沿轴线方向前进、后退全振错距法碾压，碾迹重叠不小于20cm。碾压速度不大于2km/h，开始碾压时慢速行进。对碾压层间可根据天气和层面干燥情况洒水湿润。

对于振动碾无法碾压到的边角部位，采用蛙式打夯机配合人工进行夯实。每层填土完成碾压后即进行试验检测，合格方可进入下一道工序。

碾压注意事项：

(1)碾压过程中，水泥土的表面要始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量水；

(2)碾压过程中，随时检查，若有“弹簧”松散起皮等现象，及时翻开换以新的混合料或添加适量的水泥重新拌合，使其达到质量要求；

(3)经过拌合、整形的水泥土，在水泥初凝前完成碾压，并达到设计要求的密实度，同时碾压表面应无明显的轮迹。

3.8 质量检测

每层填土碾压完成后，宜在4h内完成质量检测(环刀法)，在6h～8h内完成上层土覆盖。如不能及时跟进，要对填筑面和建基面做好防雨和保温等保护措施，并防止大型施工设备在其上行驶。

每层水泥土换填施工完成后，要进行自检，自检完成后，会同监理人员进行质量检查和验收，验收合格后方可进入下一道工序。

3.9 养护

一层水泥土经压实成型后，重复以上步骤进行下一层水泥土施工。施工完成后，利用洒水车或人工洒水并用薄膜或彩条布覆盖保湿养护，每天洒水的次数视气候湿润条件而定，以保证整个养护期间水泥土表面始终保持湿润。

3.10 注意事项

(1)水泥土换填碾压施工应认真做好前期准备工作，如：施工段落布置，原土性质，水泥性能，水泥土的技术条件，施工设备及其性能，天气条件及技术人员及工人等是否准备充足。

(2)施工过程中应从严控制各项指标，以满足施工要求。如：拌合前及拌合后水泥土含水量，水泥用量，拌合均匀程度等都应在施工过程中及时修正并完成。

(3)水泥土的碾压应区别于素土，即在准备工作充分的条件下，应对水泥土一次碾压成型，并及时检测压实质量，不得对已成型的水泥土进行二次补压，以免造成水泥土结构的破坏。

(4)水泥土碾压施工应遵循“三快一密实”原则，即快速拌合，快速整平，碾压密实，快速检测，以保证整个施工过程在水泥初凝前结束。

(5)水泥土碾压施工受水泥最早凝结时间限制，施工过程是一个连续紧凑的过程，对施工组织要求较高，水泥土从拌制到碾压完成，时间不得超过4h。

4 结语

独山翻板坝工程采用水泥土垫层基础，较其他防渗和地基加固措施成本降低明显。该工程完建并运行两年多来，经观测沉降在设计允许范围内，下游无渗漏，达到了设计目的，采用水泥土垫层完全满足设计要求。