水泥土搅拌桩示范.doc
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1、,封 面作者:ZHANGJIAN 仅供个人学习,勿做商业用途1 总则1.0.1 为确保水泥土工程的施工质量,统一水泥土配合比设计方法,满足设计和施工要求,使之达到技术可靠,经济适用,科学配置,特制定本规程。1.0.2 本规程适用于采用水泥作为固化剂加固软弱土的水泥土配合比设计。1.0.3 水泥土配合比设计的任务是根据土样情况,结合水泥、水源、外加剂、掺合料的各项参数指标计算各材料的用量,并经试验室试配、调整后确定每立方米水泥土各材料的用量。文档收集自网络,仅用于个人学习1.0.4 在进行水泥土配合比设计时,除应遵守本规程的规定外,还应符合国家现行相关标准的规定。2 术语、符号2.1 术 语2.
2、1.1 水泥土 Soil mixed with cement待加固的软弱土中注入水泥浆(或水泥干粉)并经搅拌处理后形成的拌合物。2.1.2 水泥掺入比 Ratio of cement usage to soil掺入的水泥质量与湿土的质量比值,以百分数表示。2.1.3 无侧限抗压强度 Unconfined compressive strength试件在无侧向压力的条件下,抵抗轴向压力的极限强度。2.1.4 水灰比 Ratio of water to cement用于拌合湿土的水泥浆中水与水泥的质量比。2.1.5 水泥土配合比设计 Mixed proportion design for soil
3、mixed with cement文档收集自网络,仅用于个人学习根据土样、水泥等原材料情况,在试验室内进行计算、试配、调整、确定每立方米水泥土各材料用量的全过程。2.1.6 水泥土含水率 Rate of water content in soil mixed with cement文档收集自网络,仅用于个人学习在水泥土中水的质量与拌合物干质量的比值,以百分数表示。2.2 符 号 水泥土试配强度(MPa)水泥土90d无侧限抗压强度设计值(MPa) 施工水平(包括施工机械,人员操作及管理等)系数 水泥掺入比 基准配合比每立方米水泥土的湿土用量(kg/m3) 基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg
4、/m3) 基准配合比每立方米水泥土中水泥浆用水量(kg/m3) 每立方米水泥土的湿土用量(kg/m3) 每立方米水泥土的水泥用量(kg/m3) 每立方米水泥土中水泥浆用水量(kg/m3) 水泥土的假定密度(kg/m3) 水泥浆水灰比 水泥土含水率() 土的液限() 土的塑限() 土的天然含水率() 水泥土表观密度实测值(kg/m3) 水泥土表观密度计算值(kg/m3) 水泥土配合比校正系数3 材料要求3.0.1 土样应根据工程实际情况选择有代表性的土层,分别取样。所采集的土样,应采用密封包装,以保持天然含水率。文档收集自网络,仅用于个人学习3.0.2 土样应进行颗粒级配、天然含水率、液限、塑限
5、等性能的试验,以了解土质的基本情况,并对土样进行工程分类。有特殊要求时,可增加土样其它相关性能的试验。文档收集自网络,仅用于个人学习3.0.3 水泥土拌制宜采用强度等级32.5以上的普通硅酸盐水泥,有抗侵蚀性要求时,宜采用抗硫酸盐水泥。水泥质量应符合现行国家标准要求。文档收集自网络,仅用于个人学习3.0.4 当水泥土需掺入石灰时,宜选用氧化钙和氧化镁含量总和大于85,其中氧化钙含量不低于80的生石灰。文档收集自网络,仅用于个人学习3.0.5 配制水泥浆用水宜用饮用水。采用其它水源时,应经有机质含量、pH值等方面性能检验合格后方可使用。文档收集自网络,仅用于个人学习3.0.6 外加剂及掺合料质量
6、应符合国家现行标准要求。4 技术条件4.0.1 水泥土工程施工方法分为湿法和干法。当采用湿法时,所配制水泥浆的水灰比宜取0.41.3。文档收集自网络,仅用于个人学习4.0.2 水泥土水泥掺入比宜取1025。4.0.3 水泥土的标准强度评定以90天的无侧限抗压强度为准。4.0.4 具有抗冻或抗侵蚀要求的水泥土,应进行冻融或抗侵蚀试验,且试验后其无侧限压强度损失率不得大于25%。文档收集自网络,仅用于个人学习5 水泥土配合比计算、试配、调整与确定5.1 水泥土基准配合比计算5.1.1 水泥土基准配合比计算,应按下列步骤进行:1 根据设计强度值,计算水泥土试配强度;2 选取水泥掺入比;3 计算并选取
7、水泥浆水灰比;4 计算每立方米水泥土各材料用量;5.1.2 水泥土试配强度按下式计算: (5.1.2)式中 fcs,0水泥土试配强度(MPa);fcs,90d水泥土90d无侧限抗压强度设计值(MPa);施工水平系数(包括施工机械、人员操作和管理等)。施工水平良好时,取0.5;施工水平一般时,取0.42;施工水平较差时,取0.35。文档收集自网络,仅用于个人学习5.1.3 根据土样的工程分类、天然含水率、水泥土试配强度、水泥强度等级等按表5.1.3选取,水泥掺入比按下式计算:文档收集自网络,仅用于个人学习 (5.1.3)式中 mc0基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg/m3);ms0基准配合
8、比每立方米水泥土的湿土用量(kg/m3)。表5.1.3 水泥掺入比选用表土样工程分类土的天然含水率()水泥土试配强度(MPa)强度等级32.5的水泥掺入比(%)强度等级42.5的水泥掺入比(%)粘土及粉土10,302.0121510122.01518121530,702.0151812152.018211518砂土10,305.0121810155.02025182230,705.0151818225.018222025注:1 当土样为有机质土、高含水率土、酸性土等时,可按其它方式确定水泥掺入比;2 有实际工程经验的可直接确定水泥掺入比;3 设计上有要求具体水泥掺入比的,可直接采用。5.1.4
9、 根据土样的液限、塑限、天然含水率等参数,估算水泥土中水泥浆用水量,水泥浆水灰比C按下式计算:文档收集自网络,仅用于个人学习 (5.1.4)式中 mw0基准配合比每立方米水泥土中水泥浆用水量(kg/m3);mc0基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg/m3)。wcs基准配合比水泥土的含水率();wL土的液限();wp土的塑限();w土的天然含水率()。当水灰比C0时,C取0,即水泥土中水泥浆用水量为0,采用水泥干粉进行搅拌;当水灰比0C0.4时,C取0.4;当水灰比0.4C1.3时,采用实际计算的水灰比C;当水灰比C1.3时,C取1.3。5.1.5 每立方米水泥土按下式计算: (5.1.5)
10、式中:cs水泥土的假定密度(kg/m3),其值可按表5.1.5选用。表5.1.5 水泥土假定密度选用表土样工程分类土天然含水率()水泥土假定密度(kg/m3)粘土及粉土10,301600190030,7014001700砂土10,301500180030,7013001600注: 1 在选用水泥土土密度时,水泥掺入比选较高值时(见表5.1.5),相应的水泥土假定密度宜取较高值;在选用水泥土土密度时,水泥掺入比选较低值时(见表5.1.5),相应的水泥土假定密度宜取较低值;文档收集自网络,仅用于个人学习2 土的天然含水量较高时,水泥土假定密度取低值;土的天然含水量较低时,水泥土假定密度取较高值;3
11、 有实际工程经验的可不参照此表选用,由工程经验确定水泥土假定密度。5.2 水泥土配合比试配、调整与确定5.2.1 水泥土试配时应采用工程中实际使用的材料。5.2.2 按计算基准配合比进行试拌,观察水泥土拌合物塑性情况,可在水泥用量不变的情况下适当调整水泥浆水灰比,直到符合水泥土拌合物塑性满足无侧限抗压试验试件成型要求为止。然后根据加水量情况重新计算基准配合比。文档收集自网络,仅用于个人学习5.2.3 水泥土无侧限抗压强度试验时至少应采用三个不同的配合比。水泥土无侧限强度试验方法按附录A进行。当采用三个不同的配合比时,其中一个应为本规程5.2.2条确定的基准配合比,另外两个配合比的水泥掺入比,宜
12、较基准配合比分别增加和减少3,并保持水泥浆水灰比与基准配合比相同;当不同水泥掺入比的水泥土拌合物的塑性不满足无侧限抗压试验试件成型要求时,可通过适当增、减用水量进行调整,然后根据加水量情况重新计算配合比。文档收集自网络,仅用于个人学习5.2.4 每种配合比至少应制作一组(三块)试件,标准养护到90d时试压。需要时增加几组试件,供快速检验或较早龄期试压,以便提前定出水泥土配合比供施工使用,但应建立不同龄期与标准龄期下强度的换算公式。文档收集自网络,仅用于个人学习5.2.5 根据试验得出的水泥土无侧限抗压强度值,选定强度满足试配强度要求且水泥掺入比最低的配合比作为试配确定的配合比,此配合比所对应的
13、每立方米水泥土的湿土用量、水泥用量和水泥浆用水量分别用、表示。文档收集自网络,仅用于个人学习5.2.6 经试配确定配合比后,尚应按下列规定进行校正:1 应根据本规程第5.2.5条计算的材料用量并按下式计算水泥土的密度计算值cs,t: (5.2.6-1)2 应按下式计算水泥土配合比校正系数: (5.2.6-2)式中 cs,t水泥土密度实测值(kg/m3);cs,c水泥土密度计算值(kg/m3)。3 水泥土密度试验方法按照附录B进行。水泥土密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的5时,按本规程第5.2.5条确定的配合比即为确定的设计配合比;当二者之差超过5时,应将配合比中每项材料用量均乘以校正
14、系数,即为确定的设计配合比。文档收集自网络,仅用于个人学习附录A 水泥土无侧限抗压强度试验A.1 定义和适用范围A.1.1 无侧限抗压强度是水泥土试样在无侧向压力条件下,抵抗轴向压力的极限强度。A.1.2 本规程适用于水泥土试件硬化后无侧限抗压强度试验。A.2 取样A.2.1 同一组水泥土拌合物应从同一搅拌锅中取样。A.2.2 水泥土拌合物无侧限抗压强度试验应以三个试件为一组。A.3 试件的尺寸和公差A.3.1 试件的尺寸50mm100mm的圆柱型试件为水泥土无侧限抗压试件的标准尺寸。A.3.2 尺寸公差1 试件直径和高度的尺寸公差不得超过1mm。2 试件的承压面的平面度公差不得超过0.05R
15、(R=50mm)。3 试件的高度方向和承压面的夹角应为90,其公差不得超过0.5。A.4 设备A.4.1 试模:应符合混凝土试模(JG 3019-1994)中技术要求的规定。A.4.2 振动台:应符合混凝土试验用振动台(JG/T 3020)中技术要求的规定。A.4.3 压力试验机:要求其测量精度为1%,试件破坏载荷应大于压力机量程的20%且小于压力机量程的80%。文档收集自网络,仅用于个人学习A.4.4 轴向位移计:量程10mm,分度值0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2%的位移传感器。文档收集自网络,仅用于个人学习A.4.5 砂浆搅拌机:符合建筑砂浆基本性能试验方法(JGJ70-90)
16、中技术要求的规定。A.4.6 其他1 钢板尺:量程大于200mm、分度值为1mm。2 卡尺:量程大于200mm、分度值为0.02mm。3 平板玻璃:厚度不小于6mm、直径(或边长)不小于80mm。4 塑料薄膜。5 秒表。6 凡士林。A.5 试件的制作和养护A.5.1 试件的制作1 水泥土试件的制作应符合下列规定:1) 成型前,应检查试模尺寸并符合A.5.1条中的规定,试模内表面应涂一薄层矿物油或其他脱模剂。2) 实验室拌制水泥土时,材料用量应以质量计,精度分别为:水泥、水、外加剂和掺合料为0.5%;土为1.0%。文档收集自网络,仅用于个人学习3) 实验室应在拌制后尽快成型,一般不超过30min
17、。2 水泥土试件制作应按以下步骤进行:代表性取土样约8kg,放入砂浆搅拌机进行搅拌直至均匀。1) 根据水泥掺入比和水灰比称取相应的水泥和水,配制水泥浆。2) 将配制好的水泥浆(或水泥干粉)加入土样中,搅拌至均匀,搅拌时间应不少于5min。3) 将搅拌均匀的水泥土分两次装入试模中,每装完一次,在试模上表面覆盖塑料薄膜后在振动台上振动至密实,振动时间不应少于60s。文档收集自网络,仅用于个人学习4) 振实后,水泥土上表面略高于试模上沿,把涂有一薄层脱模剂的平板玻璃均匀的压在试模顶部。5) 同一水泥掺入比、同一水灰比成型5组共15个试件。A.5.2 试件的养护1 试件成型后在203的环境中静置23天
18、,然后编号、拆模(拆模时要有一定的强度,否则推迟拆模日期或带模进行养护)。文档收集自网络,仅用于个人学习2 拆模后立即放入温度202,相对湿度90以上的环境中养护。3 养护时,试件彼此间隔1020mm,试件应避免直接被水冲淋。4 标准养护龄期为90天(从搅拌加水泥浆或水泥开始)。5 应每天至少一次记录试件的养护条件。A.6 无侧限抗压强度试验A.6.1 应按以下步骤进行:1 试件从养护地点取出后立即将试件表面擦干净,涂一薄层凡士林以防止水分蒸发,并测量2个相互垂直的直径的长度。文档收集自网络,仅用于个人学习2 将试件置于底座上,转动手轮使底座缓慢上升至试样与加压板刚好接触,将测力计读数调零。3
19、 轴向应变速率宜控制在每分钟1%3%,转动手柄使升降设备上升进行试验,轴向应变小于3%时,每隔0.5%应变读数一次;轴向应变等于、大于3%时,每隔1.0%应变(或0.8mm)读数一次。试验宜在810min内完成。文档收集自网络,仅用于个人学习1) 当测力计读数出现峰值时,继续进行3%5%的应变后停止试验;当测力计读数无峰值时,应进行到应变达20%后方可停止试验。文档收集自网络,仅用于个人学习2) 试验结束后取下试件,测量试件破坏面的倾角,描述试件破坏后的形状。A.6. 2 轴向应变应按下式进行计算: (A.6. 2)式中 轴向应变(%);试样初始高度(cm);轴向变形(cm)。A.6.3 试验
20、面积的校正应按下式计算: (A.6. 3)式中 Aa校正后试样面积(cm2);A0试样初始面积(cm2);A.6.4 试件所受的轴向力应按下式计算: (A.6. 4)式中 轴向应力(kPa);C测力计率定系数(N/0.01mm或N/mV);R测力计读数(0.01mm或mV);A.6.5 以轴向应力为纵坐标,轴向应变为横坐标,绘制应力应变曲线,取曲线上的最大轴向应力为无侧限抗压强度值。若最大轴向应力不明显,取轴向应变为15%对应的应力作为无侧限抗压强度。文档收集自网络,仅用于个人学习附录B 水泥土密度试验B.1 定义和适用范围B.1.1 水泥土的密度是指水泥拌合物的单位体积质量。B.1.2 本试
21、验用于测定水泥拌合物经捣实后的密度。 B.2 仪器设备B.2.1 容量筒(配有漏斗):金属制成,内径108mm,高109mm,筒壁厚2mm,容积为1L。B.2.2 天平:称量5000g,分度值1g。B.2.3 振动台:同附录A中A.4.1的规定。B.2.4 塑料薄膜。B.2.5 秒表。B.3 操作步骤B.3.1 水泥土拌合物的制备原材料的取样和水泥土拌合物的制备方法同附录A中A.5.1.1的规定。B.3.2 水泥土密度试验步骤按以下步骤进行:1 称容量筒重量,精确至1g。2 然后将容量筒的漏斗套上,装入水泥土拌合物并略有富余,盖上塑料薄膜,在振动台上振动密实,振动时间不应少于60s。文档收集自
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