水泥土综合规范.docx
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水泥土综合规范
1总则
1.0.1为保证水泥土工程施工质量,统一水泥土配合比设计办法,满足设计和施工规定,使之达到技术可靠,经济合用,科学配备,特制定本规程。
1.0.2本规程合用于采用水泥作为固化剂加固软弱土水泥土配合比设计。
1.0.3水泥土配合比设计任务是依照土样状况,结合水泥、水源、外加剂、掺合料各项参数指标计算各材料用量,并经实验室试配、调节后拟定每立方米水泥土各材料用量。
1.0.4在进行水泥土配合比设计时,除应遵守本规程规定外,还应符合国家现行有关原则规定。
3材料规定
3.0.1土样应依照工程实际状况选取有代表性土层,分别取样。
所采集土样,应采用密封包装,以保持天然含水率。
3.0.2土样应进行颗粒级配、天然含水率、液限、塑限等性能实验,以理解土质基本状况,并对土样进行工程分类。
有特殊规定期,可增长土样其他有关性能实验。
3.0.3水泥土拌制宜采用强度级别32.5以上普通硅酸盐水泥,有抗侵蚀性规定期,宜采用抗硫酸盐水泥。
水泥质量应符合现行国标规定。
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不不大于85%,其中氧化钙含量不低于80%生石灰。
3.0.5配制水泥浆用水宜用饮用水。
采用其他水源时,应经有机质含量、pH值等方面性能检查合格后方可使用。
3.0.6外加剂及掺合料质量应符合国家现行原则规定。
4技术条件
4.0.1水泥土工程施工办法分为湿法和干法。
当采用湿法时,所配制水泥浆水灰比宜取0.4~1.3。
4.0.2水泥土水泥掺入比宜取10%~25%。
4.0.3水泥土原则强度评估以90天无侧限抗压强度为准。
4.0.4具备抗冻或抗侵蚀规定水泥土,应进行冻融或抗侵蚀实验,且实验后其无侧限压强度损失率不得不不大于25%。
5水泥土配合比计算、试配、调节与拟定
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,应按下列环节进行:
1依照设计强度值,计算水泥土试配强度;
2选用水泥掺入比;
3计算并选用水泥浆水灰比;
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);
σ—施工水平系数(涉及施工机械、人员操作和管理等)。
施工水平良好时,σ取0.5;施工水平普通时,σ取0.42;施工水平较差时,σ取0.35。
5.1.3依照土样工程分类、天然含水率、水泥土试配强度、水泥强度级别等按表5.1.3选用,水泥掺入比
按下式计算:
(5.1.3)
式中mc0—基准配合比每立方米水泥土水泥用量(kg/m3);
ms0—基准配合比每立方米水泥土湿土用量(kg/m3)。
表5.1.3水泥掺入比选用表
土样工程
分类
土天然含水率(%)
水泥土试配强度(MPa)
强度级别32.5水泥掺入比(%)
强度级别42.5水泥掺入比(%)
粘土及粉土
>10,<30
<2.0
12~15
10~12
≥2.0
15~18
12~15
≥30,≤70
<2.0
15~18
12~15
≥2.0
18~21
15~18
砂土
>10,<30
<5.0
12~18
10~15
≥5.0
20~25
18~22
≥30,≤70
<5.0
15~18
18~22
≥5.0
18~22
20~25
注:
1当土样为有机质土、高含水率土、酸性土等时,可按其他方式拟定水泥掺入比;
2有实际工程经验可直接拟定水泥掺入比;
3设计上有规定详细水泥掺入比,可直接采用。
5.1.4依照土样液限、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:
(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水泥用量(kg/m3)。
wcs——基准配合比水泥土含水率(%);
wL——土液限(%);
wp——土塑限(%);
w——土天然含水率(%)。
当水灰比C<0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0≤C≤0.4时,C取0.4;
当水灰比0.4<C<1.3时,采用实际计算水灰比C;
当水灰比C≥1.3时,C取1.3。
5.1.5每立方米水泥土按下式计算:
(5.1.5)
式中:
ρcs——水泥土假定密度(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,<30
1600~1900
≥30,≤70
1400~1700
砂土
>10,<30
1500~1800
≥30,≤70
1300~1600
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),相应水泥土假定密度宜取较低值;
2土天然含水量较高时,水泥土假定密度取低值;土天然含水量较低时,水泥土假定密度取较高值;
3有实际工程经验可不参照此表选用,由工程经验拟定水泥土假定密度。
5.2水泥土配合比试配、调节与拟定
5.2.1水泥土试配时应采用工程中实际使用材料。
5.2.2按计算基准配合比进行试拌,观测水泥土拌合物塑性状况,可在水泥用量不变状况下恰当调节水泥浆水灰比,直到符合水泥土拌合物塑性满足无侧限抗压实验试件成型规定为止。
然后依照加水量状况重新计算基准配合比。
5.2.3水泥土无侧限抗压强度实验时至少应采用三个不同配合比。
水泥土无侧限强度实验办法按附录A进行。
当采用三个不同配合比时,其中一种应为本规程5.2.2条拟定基准配合比,此外两个配合比水泥掺入比,宜较基准配合比分别增长和减少3%,并保持水泥浆水灰比与基准配合比相似;当不同水泥掺入比水泥土拌合物塑性不满足无侧限抗压实验试件成型规定期,可通过恰当增、减用水量进行调节,然后依照加水量状况重新计算配合比。
5.2.4每种配合比至少应制作一组(三块)试件,原则养护到90d时试压。
需要时增长几组试件,供迅速检查或较早龄期试压,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原则龄期下强度换算公式。
5.2.5依照实验得出水泥土无侧限抗压强度值,选定强度满足试配强度规定且水泥掺入比最低配合比作为试配拟定配合比,此配合比所相应每立方米水泥土湿土用量、水泥用量和水泥浆用水量分别用
、
、
表达。
5.2.6经试配拟定配合比后,尚应按下列规定进行校正:
1应依照本规程第5.2.5条计算材料用量并按下式计算水泥土密度计算值ρcs,t:
(5.2.6-1)
2应按下式计算水泥土配合比校正系数δ:
(5.2.6-2)
式中ρcs,t——水泥土密度实测值(kg/m3);
ρcs,c——水泥土密度计算值(kg/m3)。
3水泥土密度实验办法按照附录B进行。
水泥土密度实测值与计算值之差绝对值不超过计算值5%时,按本规程第5.2.5条拟定配合比即为拟定设计配合比;当两者之差超过5%时,应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数
,即为拟定设计配合比。
附录A水泥土无侧限抗压强度实验
A.1定义和合用范畴
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,抵抗轴向压力极限强度。
A.1.2本规程合用于水泥土试件硬化后无侧限抗压强度实验。
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实验应以三个试件为一组。
A.3试件尺寸和公差
A.3.1试件尺寸
φ50mm×100mm圆柱型试件为水泥土无侧限抗压试件原则尺寸。
A.3.2尺寸公差
1试件直径和高度尺寸公差不得超过1mm。
2试件承压面平面度公差不得超过0.05R(R=50mm)。
3试件高度方向和承压面夹角应为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》(JG3019-1994)中技术规定规定。
A.4.2振动台:
应符合《混凝土实验用振动台》(JG/T3020)中技术规定规定。
A.4.3压力实验机:
规定其测量精度为±1%,试件破坏载荷应不不大于压力机量程20%且不大于压力机量程80%。
A.4.4轴向位移计:
量程10mm,分度值0.01mm百分表或精确度为全量程0.2%位移传感器。
A.4.5砂浆搅拌机:
符合《建筑砂浆基本性能实验办法》(JGJ70-90)中技术规定规定。
A.4.6其她
1钢板尺:
量程不不大于200mm、分度值为1mm。
2卡尺:
量程不不大于200mm、分度值为0.02mm。
3平板玻璃:
厚度不不大于6mm、直径(或边长)不不大于80mm。
4塑料薄膜。
5秒表。
6凡士林。
A.5试件制作和养护
A.5.1试件制作
1水泥土试件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条中规定,试模内表面应涂一薄层矿物油或其她脱模剂。
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%。
3)实验室应在拌制后尽快成型,普通不超过30min。
2水泥土试件制作应按如下环节进行:
代表性取土样约8kg,放入砂浆搅拌机进行搅拌直至均匀。
1)依照水泥掺入比和水灰比称取相应水泥和水,配制水泥浆。
2)将配制好水泥浆(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。
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平板玻璃均匀压在试模顶部。
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试件养护
1试件成型后在20±3℃环境中静置2~3天,然后编号、拆模(拆模时要有一定强度,否则推迟拆模日期或带模进行养护)。
2拆模后及时放入温度20±2℃,相对湿度90%以上环境中养护。
3养护时,试件彼此间隔10~20mm,试件应避免直接被水冲淋。
4原则养护龄期为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养护条件。
A.6无侧限抗压强度实验
A.6.1应按如下环节进行:
1试件从养护地点取出后及时将试件表面擦干净,涂一薄层凡士林以防止水分蒸发,并测量2个互相垂直直径长度。
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实验,轴向应变不大于3%时,每隔0.5%应变读数一次;轴向应变等于、不不大于3%时,每隔1.0%应变(或0.8mm)读数一次。
实验宜在8~10min内完毕。
1)当测力计读数浮现峰值时,继续进行3%~5%应变后停止实验;当测力计读数无峰值时,应进行到应变达20%后方可停止实验。
2)实验结束后取下试件,测量试件破坏面倾角,描述试件破坏后形状。
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实验面积校正应按下式计算:
(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%相应应力作为无侧限抗压强度。
附录B水泥土密度实验
B.1定义和合用范畴
B.1.1水泥土密度是指水泥拌合物单位体积质量。
B.1.2本实验用于测定水泥拌合物经捣实后密度。
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规定。
B.2.4塑料薄膜。
B.2.5秒表。
B.3操作环节
B.3.1水泥土拌合物制备
原材料取样和水泥土拌合物制备办法同附录A中A.5.1.1规定。
B.3.2水泥土密度实验环节按如下环节进行:
1称容量筒重量,精准至1g。
2然后将容量筒漏斗套上,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。
3振实后将容量筒口多余水泥土拌合物刮去,使表面平整,并将外壁擦干净,称取总重量,精准至1g。
B.3.3本实验需进行2次平行测定,取其算术平均值,精准至10kg/m3。
B.3.4按下式计算水泥土密度:
(B.3.4)
式中ρ—水泥土密度(kg/m3),精准至10kg/m3。
;
m1—容量筒质量(kg);
m2—容量筒和水泥土总质量(kg);
V—容量筒容积(L)。
规范性引用文献
下列文献中条款通过通过本原则引用而成为本原则条款,凡是注明日期引用文献,其随后所有修改单(不涉及勘误内容)或修订版本均不合用于本原则,然而,勉励依照本原则达到合同各方研究与否可使用这些文献最新版本。
凡是不注日期引用文献,其最新版本使用于本规程。
GB/T1346水泥原则稠度用水量、凝结时间、安定性检查办法
GB8076混凝土外加剂
JGJ63混凝土用水原则
JTJ056公路工程水质分析操作规程
GB/T50123土工实验办法原则
JTGE40公路土工实验规程
TB10102铁路工程土工实验规程
JGJ79建筑地基解决技术规范
YBJ225软土地基深层搅拌加固法技术规程
JTJ/T259水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程
TB10113粉体喷搅法加固软弱土层技术规范
JTGF10公路路基施工技术规范
JG3019混凝土试模
JG/T3020混凝土实验室用振动台
JGJ70建筑砂浆基本性能实验办法
本规程用词阐明
1为便于在执行本规范条文时区别对待,对规定严格限度不同用词阐明如下:
1.1表达很严格,非这样做不可用词:
正面词采用“必要”,反面词采用“禁止”;
1.2表达严格,在正常状况下均应这样做用词:
正面词采用“应”,反面词用“不应”或“不得”;
1.3表达容许稍有选取,在条件允许时一方面应这样做用词:
正面词采用“宜”,反面词采用“不适当”;
表达有选取,在一定条件下可以这样做用词采用“可”。
2规范中指定按其她关于原则、规范规定执行时,写法为“应符合……规定”或“应按……执行”。
条文阐明
1总则
1.0.4本条指出了在进行水泥土配合比设计时,还应执行现行《建筑地基解决技术规范》JGJ79-、《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225-91、《水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程》JTJ/T259-、《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》TB10113-96等原则规定。
3材料规定
3.0.1水泥掺入比等条件相似状况下,加固不同土质土层,加固效果是不同样。
在室内进行配合比设计时,应从工程现场取具备代表性土样,以保证配合比合用性。
当前水泥土应用重要在软基解决上,加固时,水泥浆或水泥干粉直接加入土层中,土层中原状土均未通过扰动,其天然含水率不会变化。
因而配合比设计时,土样应尽量与原状土同样,保持土天然含水率。
3.0.2本条阐明了在进行配合比设计前对土样应当有个初步理解,为在进行配合比设计时选定水泥掺入比做准备。
依照国内外研究,用水泥做加固剂,对具有伊利石、氯化物和水铝英石等矿物粘性土以及有机质含量高,pH值较低粘性土加固效果较差。
3.0.3本条阐明了做为水泥土加固剂水泥强度级别最低规定。
3.0.4石灰普通合用于粘土颗粒含量不不大于20%,粉粒及粘粒含量之和不不大于35%,粘土塑性指数不不大于10,液性指数不不大于0.7,土pH值为4~8,有机含量不大于11%,土天然含水率不不大于30%偏酸性土质。
在粘粒含量局限性状况下,可以添加粉煤灰。
当pH值不大于7时,掺入百分之几石灰,普通pH值就会不不大于12。
4技术条件
4.0.1本条指出了水泥浆水灰比规定,基于三点考虑:
一是水泥浆水灰比较低时,水泥浆较稠,在现场施工时不利于水泥浆泵送。
二是水泥浆中所带入水量对水泥土最后强度影响不大。
三是依照《建筑地基解决技术规范》JGJ79-91给出湿法水泥浆水灰比范畴(0.45~0.55)和依照《水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程》JTJ/T259-给出水泥浆水灰比范畴(0.7~1.3)。
4.0.2依照《建筑地基解决技术规范》JGJ79-91:
采用水泥作为固化剂材料,在其她条件相似时,在同一土层中水泥掺入比不同步,水泥土强度将不同。
由于块状加固属于大体积解决,对于水泥土强度规定不高,因而为了节约水泥,减少成本,可选用7%~12%水泥掺入比。
水泥掺入比不不大于10%时,水泥土强度可达0.3~2MPa以上。
普通水泥掺入比可采用12%~20%。
水泥土抗压强度随其相应水泥掺入比增大而增大,但因场地土质与施工条件差别,掺入比提高与水泥土强度增长比例是不完全相似。
基于以上分析本条给出了在水泥土配合比设计时,水泥土普通状况下水泥掺入比范畴。
4.0.3依照《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225-91:
水泥土强度随龄期增长而增长,普通状况下水泥土7d是可达原则强度30%~50%;30d可达原则强度60%~75%;90d为180d80%,而180d后来,水泥土强度增长乃未终结。
此外依照电子显微镜观测,水泥土硬凝反映也需要3个月才干完毕。
因而,选取龄期90d强度作为水泥土原则强度是较为适当。
4.0.4在某些地区地下水中具有大量硫酸盐(海水渗入地区),因硫酸盐与水泥发生反映时,对水泥土具备结晶性侵蚀,会浮现开裂、崩解而丧失强度。
为此加固剂应采用抗硫酸盐水泥,使水泥土中产生结晶膨胀物质控制在一定数量范畴内,藉以提高水泥土抗侵蚀性能。
水泥土使用在温差比较大地方,与混凝土同样,水泥土强度也会随着温度不断变化而丧失强度。
本条在查阅大量资料基本上,给出了对抗冻融、抗侵蚀实验办法及强度损失率规定。
以保证在这些地区使用水泥土能达到预期效果。
5水泥土配合比计算、试配、调节与拟定
5.1水泥土基准配合比计算
5.1.2依照《建筑地基解决技术规范》JGJ79-91给出水泥土现场强度与室内配合比设计强度比值范畴(0.35~0.50),对三种不同施工水平
值作了相应规定,提出了水泥土配制强度取值及计算办法。
5.1.3本原则编制组在福建省建筑科学研究院大力协助下,对福建地区水泥土配合比设计、施工及应用进行了有关数据总结,并依照不同工程分类土、天然含水率、水泥土试配强度、采用水泥标号状况,提出了水泥土水泥掺入比参照选用值,供各单位组织试配时选用。
5.1.4由大量实验数据总结得到,当水泥土含水率在原土液塑限中值附近时,该水泥土具备良好拌合性及施工性。
因而,本规程规定以原土液塑限中值为水泥土含水率配制目的进行设计,保证所配制水泥土拌合物施工性。
此外,由收集大量施工资料及实际经验总结得出采用湿法搅拌水泥土时惯用水泥浆水灰比范畴(0.4~1.3),并依照计算成果规定了各种状况下水灰比C取值。
5.1.5由于土具备孔隙率大、吸附能力强、离散性大特点,不适当采用体积法进行水泥土配合比设计。
因而,本规程给出了较为适合水泥土配合比设计质量法计算公式。
咱们对不同工程分类、不同天然含水率拌合水泥土样进行了3×7×3×3共189次实验,得出了其水泥土单方重量范畴,并进行了分类供设计时选用。
5.2水泥土配合比试配、调节与拟定
5.2.2本条重要考虑砂性土等干硬性土状况。
水泥土拌合物达到塑性规定应以拌合物具备一定拌合性为准,可由目测得出。
否则,应通过固定水泥用量并加水拌合办法改进拌合物塑性。
5.2.3本条规定了试配时采用三个配合比拟定原则。
考虑到采用湿法拌制水泥土时,该三个配合比拌合物塑性也许会有所变化,此时容许恰当增减用水量予以调节。
5.2.4本条规定了以原则养护90d强度作为调节及拟定设计配合比根据。
但又考虑到施工生产中,水泥进厂(场)后等待水泥土90d强度实验成果时间较长,且当前多数单位均以迅速实验或较早龄期(7d或14d)试压强度和对水泥土强度进行动态控制规律,调节拟定水泥土配合比。
因此,本条增长了“需要时可同步制作几组试件,供迅速检查或较早龄期试压,以便提前定出水泥土配合比供施工使用”。
但此时应考虑迅速推定带来误差,并保证强度富余,详细办法可参照《初期推定混凝土强度实验办法》JGJ15-83进行。
5.2.6大量实验数据表白,由于水泥土较大离散性与不均匀性,水泥土表观密度实测值与计算值合理误差为5%。
本规程特此对校正系数
作了规定。
按照本规程5.1.1~5.1.5条,可计算得水泥土基准配合比。
如下是二则计算实例:
某道路工程路基为粉质软土,设计规定采用水泥搅拌桩进行软基解决,水泥搅拌桩桩身90天设计强度为1.5MPa,采用P.O42.5水泥,水泥掺入比不少于10%,无掺外加剂及其他掺合料。
现场取土样进行土质实验成果:
天然含水率为40%,液限为45%,塑限为32%。
在进行水泥搅拌桩施工前规定现场取土样到实验室进行水泥土配合比设计。
现场施工水平普通。
设计计算:
1.水泥土试配强度
现场施工水平普通
取0.42,得
=3.57MPa。
2.由本规程表5.1.3,依照土工程分类、土天然含水率、水泥土试配强度、水泥标号,选用试配水泥掺入比为15%,即
=15%,可得
=0.15
。
3.基准配合比水泥土含水率
=39%,代入
可得水泥浆水灰比
=0.93>0,水灰比
,宜采用湿法进行施工且可采用计算水灰比,故
=0.93
=0.14
。
4.由本规程表5.1.5选用水泥土假定密度
=1600kg/m3,将以上成果
=0.15
与
=0.14
代入
,可计算得
=1240kg/m3,
=186kg/m3,
=174kg/m3。
5.实测水泥土密度
=1650kg/m3,水泥土表观密度实测值与计算值之差=︱(1650-1600)/1600︱=3.13%<5%,故无需进行配合比校正,基准配合比即为每立方米水泥土材料用量为
=1240kg/m3,
=186kg/m3,
=174kg/m3。
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