水泥改良土工程中的施工应用分析

水泥改良土工程中的施工应用分析

王伟

中国水利水电第十工程局有限公司

摘要：本文以水泥改良土为研究对象，对其施工各方面的应用进行了较为详细的分析。阐述了水泥改良土的原理、适用范围，重点探讨了施工准备阶段的材料选用、配合比设计，在施工过程中，如摊铺、碾压和养护等关键环节的作业要点。以及水泥改良土施工中的常见问题与处理措施，希望通过本文的研究，能够为相关工程建设提供较为全面和有价值的参考依据，从而保证工程的质量和使用效益。

关键词：水泥改良土；施工应用；适用范围

随着我国基础设施建设的不断推进，公路、铁路和机场等工程建设中经常遇到地基土和填方土不符合设计要求的问题。水泥改良土作为一种有效的土质改良方法，通过掺入水泥，改变其物理力学特性，使其更能适应工程的受力和变形要求，已被广泛应用于实际工程。对水泥改良土在工程中的应用进行深入分析，对保证工程质量和提高工程耐久性具有重要意义。

一、水泥改良土的原理及适用范围

（一）改良原理

在土中掺入水泥后，将发生一系列复杂的物理和化学变化。水泥水化反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝材料，可填充土颗粒间的孔隙，使其紧密结合，从而提高土体强度，降低压缩性，提高水稳定性。同时，水化产物可与粘土矿物及其他组分发生化学反应，进一步改善其结构性能，提高其力学性能[1]。

（二）适用范围

水泥改良土适应性广，特别是对粉质粘土、粉土等细粒土有较好的改良作用，在公路工程中经常采用，能有效地提高路基承载力，减小不均匀沉降；在铁路工程中，它可以作为路基基层的改良材料，提高路基的稳定性；同时，该方法还可以用于机场跑道的地基处理，以满足飞机起降过程中对地基强度及稳定性的严格要求。但对于有机质含量较高（一般在2%以上）和硫酸根含量超标的土壤，采用水泥改良效果不理想，甚至可能产生负面影响，应慎重选择。

二、施工准备阶段

（一）材料选用

（1）水泥

水泥应选择符合国家标准的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等，其强度等级应根据工程实际情况而定。水泥初凝时间不宜过短，以保证足够的施工作业时间；混凝土终凝时间不宜过长，以免影响施工进度。同时，为保证水泥质量的稳定性，对进场的水泥要按批次检验，检验其强度和稳定性。

（2）土料

所选土料应符合工程设计对土质等级的要求，并应选择颗粒均匀、无杂质和低有机质含量的土料。对土料的含水率要严格控制，如含水率过高，应采取干燥等措施降低含水率；当含水量过低时，应适当洒水，使之接近最优含水率，以利于后续与水泥的均匀混合。

（二）配合比设计

配合比设计是水泥改良土施工的关键环节之一。需通过室内试验，在不同水泥用量（3%,5%,7%等）条件下，测定其压实性能和强度指标[2]。在此基础上，根据工程要求，确定最佳水泥用量和相应的最优用水量。为确保测试结果准确可靠，应严格按照相应的测试规程进行。同时，根据现场施工情况适当调整配合比设计，通过试拌和试铺验证，最后确定配合比，以供正式施工使用。

（三）场地准备

首先要对施工场地进行平整，将地面上的杂物、植物等清理干净，对有软弱地基的地方，要事先做好换填等处理，确保场地有足够的承载力，方便施工机械的通行和作业。其次，对物料堆放场地、拌和场地等区域要进行合理的规划，做好排水设施，防止雨水等积聚而影响施工。

三、施工阶段

（一）摊铺作业

（1）分层摊铺

根据设计要求的改良土厚度，一般采用分层摊铺的方式进行施工，根据压实机械的压实能力和土壤性质等因素，合理地确定每层的摊铺厚度，一般不超过30 cm。摊铺前，应在现场表面上用白灰标出摊铺范围及厚度控制点，以便于施工人员精确操作。

（2）均匀布料

土料、水泥按设计好的配合比分别运到现场，用适当的布置方法均匀分布。可先将土料摊铺均匀，再将水泥均匀地撒在土料表面，也可使用专用拌和机自带的布料装置同步布料，保证水泥均匀分布于土壤中，防止水泥集中或局部漏浆，影响改良效果。

（二）拌和作业

（1）拌和方式

常用的拌和方法有场拌法、路拌法两种。场拌法是利用大型稳定土搅拌机，将土料、水泥、水等在一个固定的搅拌场中，按照配合比，将土料、水泥、水等充分搅拌均匀后，再将其运至工地，在工地上进行摊铺碾压。这种方法的拌和质量比较容易控制，但是对场地和运输设备的要求也比较高。路拌法就是在施工现场，用路拌机将摊铺好的土料和水泥就地拌和，再加入水，使其保持均匀。路拌法具有很大的灵活性，但是它对施工的操作提出了更高的要求，必须保证拌和的深度和次数都符合规定，这样才能保证水泥和土的充分混合，不会出现“素土”和水泥块的现象。

（2）拌和质量控制

无论采用哪一种拌和方法，都应在拌和时随时对拌和均匀度进行检查，观察拌和后的土色是否一致，有没有明显的水泥颗粒或土块没有搅拌均匀。同时，通过定期取样、筛分试验等手段，对所配制的土料的级配是否满足设计要求，确保改性剂的质量。

（三）碾压作业

（1）碾压设备选择

根据摊铺厚度和改性剂的性质，选用适当的碾压设备。对于较薄的改良土层，可以采用静压压路机进行压实；对于厚度较大、要求较高压实度的路面，可以采用振动压路机静压若干次，然后启动振动碾压，以改善压实效果。

（2）碾压参数确定

碾压的遍数、速度、压实顺序等参数要通过试验段施工来确定。一般情况下，碾压遍数为6-8遍，碾压速度也不能太快，通常是2-4公里/小时，按照先轻后重，先慢后快，先两侧再中间的压实顺序，确保改良土的各个部分都得到充分压实，压实率符合设计要求。碾压时，应注意将轮迹重叠，重叠宽度应为轮宽的1/3，以避免压实不均[3]。

（四）养护作业

水泥改良土在碾压后需及时养护，以确保水化反应持续正常，进一步提高其强度与稳定性。一般采取覆盖土工布，洒水保湿等养护方法，养护时间视工程环境和水泥品种而定，一般7天以内。在养护期间，应安排专人负责，定期浇水，使改良土表面始终保持湿润，同时，养护区内禁止车辆等通行，以免对已夯实的改良土结构造成破坏。

四、水泥改良土施工中的常见问题与处理措施

（一）拌和不均匀

造成这种现象的主要原因有拌和设备不够好，搅拌时间不够长，水泥撒布不均匀等。处理方法为：对搅拌设备进行检查、维修，保证其正常工作；适当延长搅拌时间；对水泥撒布工艺进行改进，使用了更为均匀的撒布设备和方法。

（二）压实度不足

可能与土料含水率不适宜，碾压设备吨位不足，碾压技术不合理有关。对策是将土的含水率调整到最优范围；选择适当吨位的压路机；对碾压工艺进行优化，如增加碾压遍数、碾压速度、碾压宽度等。

（三）裂缝问题

水泥改良土在养护和使用过程中，由于水泥用量过大、养护不当和土的收缩等原因，容易产生裂缝。解决办法是：合理控制水泥用量，避免过大；在养护过程中，应加强养护管理，保证土体表面的湿润；为了减小土的收缩裂缝，可以在改良土中加入适当的纤维等材料。

五、结论

水泥改良土在地基处理、填土等领域有广泛的应用。通过合理的施工准备，严格规范的施工流程，并对施工过程中出现的常见问题和处理方法进行研究，可以充分发挥水泥土的优势，提高土的力学性能，满足工程对地基、填土等区域强度、稳定性及变形的控制要求。在今后的工程建设中，随着施工工艺的不断改进与完善，将会更科学、更有效地应用于工程建设中，为提高工程质量提供强有力的保证。

参考文献：

[1]聂伟,杨飞,宋常军,等.压实延迟对路基水泥改良土工程特性的影响研究[J].土工基础,2024,38(05):878-882.

[2]李腾.复杂环境下水泥改良黄土路基动力特性研究[D].石家庄铁道大学,2024.

[3]王会玲,马水灿,王静.水泥改良土工程中的施工应用分析[J].科技风,2009,(23):192.