复合的基水泥沙褥垫层施工技术.docVIP

复合地基水泥沙褥垫层施工技术一、概述兴隆水利枢纽位于汉江下游湖北省潜江、天门市境内，上游距丹江口枢纽378.3km，下游距河口273.7km，由泄水闸、船闸、电站厂房、鱼道、两岸滩地过流段及交通桥组成，正常蓄水位36.2m，水库总库容4.85亿m电站厂房段（含安装场）长112m，宽74m，其中机组段长80m，安装场长32m，布置于主厂房右侧。电站厂房机组段进水口为河床开敞式进口，从上游向下游依次为电站进口前沿、曲线形喇叭口、进口检修闸门、进口拦污栅、进口渐变段、胸墙至厂房上游墙，进口段全长22.00m，主厂房机组安装高程22.30m，运行层高程为34.00m。水轮机直径6.55m。建基面最低高程为10.20m。厂房机组段采用二机一缝布置，即在2#、3#机组之间设置永久缝一道，两机组段长度均为40.00m。安装场与主厂房间设结构缝分开。电站厂房建基面高程为10.2m，下卧地层为5.0～8.0m粉细砂层和20～30m的砂砾石层。粉细砂层的承载力为160～180Kpa，承载力偏低，作为天然地基，不能满足电站厂房基底应力要求。饱和砂土在Ⅵ度地震条件时在建基面下震动液化深度约8～10m，不冲刷速度为0.35～0.5m/s。地基加固采用水泥搅拌桩，成格栅布置，置换率为40～50%。为适应复核地基沉降变形和抗冲刷要求，复核地基布置20cm厚水泥砂褥垫层。二、水泥沙褥垫层室内试验2.1水泥砂褥垫层设计技术指标水泥砂褥垫层厚20cm，水泥掺量4.5%，夯填度0.87，相对密度≥0.7，渗透系数K（3d）≤i×10-4cm/s（i=1～9）2.2水泥砂配合比试验水泥砂褥垫层配合比委托具有相应资质的试验检测结构进行，砂采用基坑开挖的粉细砂，在现场指定料场取样，水泥选用P.O 42.5普通硅酸盐水泥。2.2.1原材料检测（1）水泥水泥是一种良好的固化剂，它对水泥砂硬化体的强度起着重要的作用。工程所用水泥选用葛洲坝水泥公司普通硅酸盐水泥(P.O 42.5)。(2)砂子根据颗粒分析试验，砂命名为级配不良砂，砂样颗粒分析见表1 砂的颗粒分析试验结果 表 1颗粒组成CcCu分类备注粒径（mm）代号名称22~0.50.5~0.250.25~0.0750.075~0.0050.005%%%%%%05.538.553.52.30.20.791.86SP级配不良砂2.2.2试验方法选择（1）砂样的最大干密度ρdmax采用振动锤击法、最小干密度ρdmin采用量筒法。（2）试样干密度ρd0根据砂的最大干密度（ρdmax）、最小干密度（ρdmin）以设计相对密度Dr要求并按照公式Dr＝反算出试样需要达到的干密度（ρd0）。（3）试样的渗透系数试验采用常水头试验方法。2.2.3试样制备根据设计要求，分别选定水泥占干砂质量4.5％、6.0％，并按照含水率12％以及选定试样的干密度ρd0制样，置于标准养护室养护3d龄期后进行试验。2.2.4试验结果（1）相对密度通过试验得出不同水泥掺量的最大干密度ρdmax及最小干密度ρdmin见表2。最大、最小干密度结果一览表 表2编号制样用材料干质量比试验结果m水泥/m砂（％）最大干密度（g/cm3）最小干密度（g/cm3）1＃01.641.272＃4.51.711.333＃6.01.741.34上表表明砂样在不掺水泥时最大、最小干密度分别为1.64g/cm3、1.27g/cm3。砂样在掺4.5％的水泥时最大、最小干密度分别为1.71g/cm3、1.33g/cm3；按照设计要求的相对密度（0.70）计算得出试样干密度为1.58g/cm3。砂样在掺6.0％的水泥时最大、最小干密度分别为1.74g/cm3、1.34g/cm3；按照设计要求的相对密度（0.70）计算得出试样干密度为1.60g/cm3。（2）配合比设计及渗透系数试验结果试验配合比及渗透系数试验结果详见表3试样渗透系数试验结果一览表 表3编号制样材料质量比试验结果M水：（m水泥＋m干砂）m水泥：m干砂渗透系数K3d（cm/s）2＃0.120.0455.0×10－43＃0.120.0604.1×10－4结果表明所制2组试样的渗透系数均满足设计要求。三、现场工艺试验3.1试验方案(1)试验目的核实水泥砂褥垫层设计填筑标准的合理性。根据现场生产性试验确定各种施工参数，松铺厚度、碾压变数、碾压设备等，以达到设计标准的夯填度、相对密度、渗透系数。通过生产性试验完善施工工艺及施工措施。（2）现场工艺试验方案现场工艺试验在厂房拌和站附近靠近下游围堰的河滩内进行，试验场地长90×90m，划分12块。配合比选用水泥掺量4.5％和6.0％进行。碾压设备选用2.2kw平板振捣器和HZD