文件3塑性混凝土与水泥改性土技术

1、塑性混凝土与水泥改性土施工技术1.双液注浆应用简介本中间风井回填过站方案采用塑性混凝土和水泥改性土两种材料进行回填，盾构机穿过洞门后直接在塑性混凝土和水泥改性土土体中掘进过站。回填完成后要求回填土必须要有一定的防水性能，不允许地下水在土体中大量渗流形成通道，同时回填土要有一定的高度，土压力必须能够抵消基坑外水压。塑性混凝土凝固后稳定性好，防水性好，但造价高，后期处理困难，因此本设计要求仅靠洞门3米范围内回填塑性混凝土，其余位置回填水泥改性土，这样做的目的是即满足盾构过站防水要求，同时又降低回填成本和后期清理成本。 2.塑性混凝土施工技术2.1 塑性混凝土的基本原理塑性混凝土是指用粘土和(或)膨

2、润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性墙体材料。有很好的和易性、稳定性、变形能力和抗渗性。这种材料的特点是抗压强度不高，一般可控制在R282.0MPa，弹性模量较低，一般可控制在E28100500MPa。塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少，一般约为80170kg/m3，此外还需掺加部分黏土或（和）膨润土（塑性指标较高），对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同。塑性混凝土一般在水坝防渗墙施工中应用较多，我国在80年代后期应用成功。但在地铁施工领域的应用,在国内尚属首次。2.2 塑性混凝土试验我项目部的塑性混凝土试配工作，考虑到施工现场的实际情况，膨润土采用干掺法。又因膨润土稳定

3、性差，试配方案采用双掺膨润土、黏土和膨润土单掺两个方案进行。2.2.1原材料 水泥：英德海螺水泥有限责任公司，海螺牌P.C32.5；细集料：西江砂场；粗集料：增城石场碎石，为531.5连续级配； 膨润土：广州花都赤坭钙基；粘土：高增土场 低液限粘土；水：自来水。2.2.2配合比设计参数抗压强度：R28=1.02.5MPa；弹性模量：E28=425515；模强比：E28/R28=200500；坍落度：120160mm；扩展度：350450mm。初步选定方案（一）基准配合比为：水泥：砂：碎石：膨润土：粘土：水=140：677:770:50:270:370混凝土拌和物经测定，坍落度160mm，扩展度

4、370mm，和易性、粘聚性、保水性良好,符合要求。为了便于比较，增加二个关联配合比。用水量保持不变，另两组水胶比分别为（W/J）=3.08，（W/J）=2.31，见表1。初步选定方案（二）基准配合比为：水泥：砂：碎石：膨润土：粘土：水=120：670:590:320:0:500混凝土拌和物经测定，坍落度为155mm，扩展度：350mm，符合要求,和易性、粘聚性、保水性良好。为了便于比较，增加二个关联配合比。用水量保持不变，另两组水胶比分别为（W/J）=3.08，（W/J）=2.31，见表1。初步选定配合比见表1。表1 塑性混凝土初步试验配合比编号水泥(kg)细骨料(kg)粗骨料(kg)膨润土(

5、kg)粘土(kg)水(kg)方案一 001120650740502703700021406777705027037000316058182850270370方案二004100691589320050000512067059032005000061406455953200500 初选配合比物理、力学性能试验结果见表2表2 塑性混凝土物理、力学性能编号坍落度（mm）扩展度（mm）容重（kg/m3）抗压强度R28弹性模量E28模强比R28/ E28方案一 00116037021301.142038200215033021601.151546800313532021501.4550393方案二0041

6、5534020800.836045000515535021201.240033300612530021401.3330254根据上述试验结果，在满足设计要求和施工要求的条件下，本着经济节约、优选的原则，确定以下理论配合比，见表3。表3 塑性混凝土最终方案配比编号水泥(kg)细骨料(kg)粗骨料(kg)膨润土(kg)粘土(kg)水(kg)方案一 00112065074050270370方案二00512067059032005002.3 塑性混凝土配比选用塑性混凝土采用现场强制式拌合机进行拌合.考虑到膨润土及粘土的成本及特性,纯粘土易于发生沉淀,拌合质量控制难度大,而膨润土悬浮特性远优于粘土,拌合

7、效果好,但成本高,因此采用粘土和膨润土双掺,选用方案001的配合比。3.水泥改性土施工技术3.1水泥改性土基本原理水泥改性土是在普通砂性土中掺入水泥粉，潮湿处理后夯实，通过水泥的固结作用使砂土形成一个整体，使之具有一定的强度及较好的抗渗性能。3.2水泥改性土配比参数水泥采用P.C32.5水泥，水泥用量为干土重的6，最大干密度为1.92g/cm3，最佳含水量为12.9。 3.3 水泥改性土实验结果7天强度达到90,无侧限抗压强度1.1MPa,满足回填的使用要求。4.塑性混凝土与水泥改性土使用效果评价4.1 塑性混凝土使用效果评价回填完成后盾构开始通过中间风井，洞门附近塑性混凝土强度适宜，盾构进站

8、和出站时未发生涌水或大的渗流，洞门附近土体稳固，盾构安全顺利的通过中间风井。后期破除塑性混凝土过程中，经回弹实验，塑性混凝土强度13MPa，塑性混凝土与主体结构粘结力较小，可轻易从主体结构上剥离，左线采用人工破除，速度较快，右线使用PC50小炮机凿除，均在3天内清理完成。综上所述，本中间风井回填过站施工塑性混凝土使用符合预期目的，使用成功。同时，塑性混凝土所使用材料均为盾构施工常备材料和天然粘土等，便于就地取材，工艺难度一般，使用方便，便于推广。4.2水泥改性土使用效果评价回填完成后，现场对回填水泥改性土进行检验，人工用钢钎凿除时成块状剥离，整体性较好，局部蓄水试验，1天下渗深度不足10cm，满足抗渗要求。盾构机通过中间风井时能够轻易切削水泥改性土回填体，盾体进入水泥改性土之后盾尾来水未冲破回填体，基坑内未发现出水现象。盾构机进入中间风井后在中间风井进行换刀，使用PC120反铲挖掘机顺利开挖水泥改性土土体，实现露天换刀，在塔吊配合下，每盘刀均在3天内完成换刀。后期清理时，人工使用镐