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摘要：膨胀土（岩）因其特殊的工程特性，在工程建设中如处理不当，将起到极大破坏作用。南水北调中线干线工程施工中采用水泥改性土来作为中线膨胀土（岩）渠坡保护的主要方法，以此确保边坡的稳定性。在施工过程中由于水泥改性土碾压结束后放置时间较长，表面就会砂化，无法取出完整环刀，故通过环刀与灌砂法对比试验，确定水泥改性土碾压完成后随时间变化压实度检测方法。
关键词：水泥改性土;时间变化;压实度;检测方法
1、前言
南水北调中线工程总干渠全长1432 km，渠道沿线地质条件复杂，穿越膨胀土（岩）渠段累计长约386.8km。膨胀性土（岩）分布区地貌形态多为丘陵，垄岗和山前冲洪积、坡洪积裙，渠道挖深主要以15m以下为主，局部渠段深15～30m，少数渠段挖深超过30m。膨胀土（岩）因其具有特殊的工程特性，易造成渠坡失稳，对工程的安全运行影响很大，而且其处理难度、处理的工程量和投资也较大，因此，膨胀土（岩）的处理是南水北调中线工程的主要技术问题之一。膨胀土（岩）具有多裂隙性、超强固结性、强胀缩性和边坡浸水时强度衰减等特点，在工程建设和运营中起到极大破坏作用，如地基隆起、路面开裂、边坡失稳等。而且这种破坏具有反复性和长期性，被土建工程师视为“工程中的癌症”。
对于膨胀作用下的边坡滑动破坏特性，南水北调中线干线工程多方案对比，最终确定采用水泥改性土作为中线膨胀土（岩）渠坡保护的主要方法，来确保边坡的稳定性。水泥改性土就是根据膨胀土中（岩）的膨胀率，加入适量水泥，使其改变性质。在施工过程中由于水泥改性土碾压结束后放置时间较长，表面就会砂化，无法取出完整环刀，故在淅川3标进行环刀与灌砂法对比试验。
2、试验目的
2.1通过20天对比试验确定水泥改性土中水泥矿物质的变化情况对压实度影响程度。
2.2确定改性土压实度是否衰减，压实度是否满足施工设计要求，因此选用环刀法与灌砂法进行对比试验检测。
3、试验用料的击实试验
试验用料采用5%水泥掺量的改性土作为本次试验基数，按土工试验规定方法，进行击实试验。确定试验用料击实最大干密度为1.65g/cm3，最佳含水量为21.8%。
4、主要碾压机具及场地布置
本次试验选用型号为LT220B，自重为20t自行式凸块振动碾、振动频率为30Hz。
本次试验选在已填筑过，并检验合格的改性土填筑面上，试验区按长30m×宽10m布置。首先用推土机推平整理，再用振动碾将试验场地碾压密实。
5、试验
5.1测量放样
试验场地整平后，测量人员再按试验场地布置图及时进行测量放样，测量放样采用全站仪以坐标形式放样定点，确定填筑边线、桩号、高程等样点。
5.2改性土料铺土
铺土厚度按碾压试验确定的松铺厚度30cm控制，由自卸汽车运输进入填筑部位，采用进站法直接卸料。参照以往工程经验，拟根据1.2的松铺系数进行松方卸料控制，推土机推平误差控制在±5cm以内，并辅以人工整平。
5.3改性土料碾压
碾压过程严格按碾压试验确定的参数进行碾压。采用20t振动碾碾压，行驶速度为2km/h，碾迹搭接宽度为1/3轮胎宽，振动碾压作业时采用进退错距法。先全场静压2遍，再振动碾压8遍。
进退错距法碾压示意图如下：
5.4试验点布置
在碾压结束后，按检测点布置图进行检测点的测量放样，洒好白灰线，做好方格网。
试验场地及检测点平面布置图如下：
5.5环刀与灌砂法试验
在已准确定位试验区同一检测点，进行环刀法与灌砂法对比试验测定压实度，并以碾压结束时间算起，对试验区不同点位进行1天、3天、5天、8天、11天、14天、17天、20天对比试验。试验过程严格按照《土工试验规程》操作，确保试验数据的准确性。
6、成果整理
试验完成后，及时将试验资料进行系统整理分析，绘制对比试验关系曲线图等成果图表。根据试验成果，结合水泥矿物变化情况，确定水泥矿物在变化期间对改性土压实度的影响程度。
试验成果整理及分析总结
环刀法与灌砂法20天检测关系曲线图
系列1号曲线是灌砂法试验检测结果，经过时间的变化灌砂法检测压实度时检测结果趋于稳定。
系列2号曲线是环刀试验检测结果，第6天的检测过程中环刀法检测压实度时部分环刀的试样已不完整，第11天的检测过程中，环刀法检测压实度时已取不出完整的试样，因水泥在改性土中水泥矿物的变化，水泥与土相凝结一体，在取试样环刀时，改性土震动幅度大，改性土易碎，在此表中可以看出水泥在变化期间对密实度的影响。
7、试验结论
经过20天检测、对比、分析试验，改性土碾压结束搁置时间较长后，环刀法检测压实度时不能完整的将试样取出，不是因为压实度不能满足设计要求，而是水泥矿物在变化期间的特性，在与灌砂法对比的过程中可看出灌砂法检测压实度是满足设计要求的。因此，水泥改性土压实度随时间变化是不会出现衰减状况;所以，结合上图中环刀法与灌砂法试验数据显示，在水泥改性土施工完一定时间后进行复检时，应采用灌砂法试验来确定水泥改性土压实度。
参考文献：
[1]南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀岩土处理施工技术要求【R】.北京：南水北调中线干线工程建设管理局，2010.
[2]南京水利科学研究院.土工试验规程【S】.北京：中国水利水电出版社，1999.
关键词：水泥改性土;时间变化;压实度;检测方法
1、前言
南水北调中线工程总干渠全长1432 km，渠道沿线地质条件复杂，穿越膨胀土（岩）渠段累计长约386.8km。膨胀性土（岩）分布区地貌形态多为丘陵，垄岗和山前冲洪积、坡洪积裙，渠道挖深主要以15m以下为主，局部渠段深15～30m，少数渠段挖深超过30m。膨胀土（岩）因其具有特殊的工程特性，易造成渠坡失稳，对工程的安全运行影响很大，而且其处理难度、处理的工程量和投资也较大，因此，膨胀土（岩）的处理是南水北调中线工程的主要技术问题之一。膨胀土（岩）具有多裂隙性、超强固结性、强胀缩性和边坡浸水时强度衰减等特点，在工程建设和运营中起到极大破坏作用，如地基隆起、路面开裂、边坡失稳等。而且这种破坏具有反复性和长期性，被土建工程师视为“工程中的癌症”。
对于膨胀作用下的边坡滑动破坏特性，南水北调中线干线工程多方案对比，最终确定采用水泥改性土作为中线膨胀土（岩）渠坡保护的主要方法，来确保边坡的稳定性。水泥改性土就是根据膨胀土中（岩）的膨胀率，加入适量水泥，使其改变性质。在施工过程中由于水泥改性土碾压结束后放置时间较长，表面就会砂化，无法取出完整环刀，故在淅川3标进行环刀与灌砂法对比试验。
2、试验目的
2.1通过20天对比试验确定水泥改性土中水泥矿物质的变化情况对压实度影响程度。
2.2确定改性土压实度是否衰减，压实度是否满足施工设计要求，因此选用环刀法与灌砂法进行对比试验检测。
3、试验用料的击实试验
试验用料采用5%水泥掺量的改性土作为本次试验基数，按土工试验规定方法，进行击实试验。确定试验用料击实最大干密度为1.65g/cm3，最佳含水量为21.8%。
4、主要碾压机具及场地布置
本次试验选用型号为LT220B，自重为20t自行式凸块振动碾、振动频率为30Hz。
本次试验选在已填筑过，并检验合格的改性土填筑面上，试验区按长30m×宽10m布置。首先用推土机推平整理，再用振动碾将试验场地碾压密实。
5、试验
5.1测量放样
试验场地整平后，测量人员再按试验场地布置图及时进行测量放样，测量放样采用全站仪以坐标形式放样定点，确定填筑边线、桩号、高程等样点。
5.2改性土料铺土
铺土厚度按碾压试验确定的松铺厚度30cm控制，由自卸汽车运输进入填筑部位，采用进站法直接卸料。参照以往工程经验，拟根据1.2的松铺系数进行松方卸料控制，推土机推平误差控制在±5cm以内，并辅以人工整平。
5.3改性土料碾压
碾压过程严格按碾压试验确定的参数进行碾压。采用20t振动碾碾压，行驶速度为2km/h，碾迹搭接宽度为1/3轮胎宽，振动碾压作业时采用进退错距法。先全场静压2遍，再振动碾压8遍。
进退错距法碾压示意图如下：
5.4试验点布置
在碾压结束后，按检测点布置图进行检测点的测量放样，洒好白灰线，做好方格网。
试验场地及检测点平面布置图如下：
5.5环刀与灌砂法试验
在已准确定位试验区同一检测点，进行环刀法与灌砂法对比试验测定压实度，并以碾压结束时间算起，对试验区不同点位进行1天、3天、5天、8天、11天、14天、17天、20天对比试验。试验过程严格按照《土工试验规程》操作，确保试验数据的准确性。
6、成果整理
试验完成后，及时将试验资料进行系统整理分析，绘制对比试验关系曲线图等成果图表。根据试验成果，结合水泥矿物变化情况，确定水泥矿物在变化期间对改性土压实度的影响程度。
试验成果整理及分析总结
环刀法与灌砂法20天检测关系曲线图
系列1号曲线是灌砂法试验检测结果，经过时间的变化灌砂法检测压实度时检测结果趋于稳定。
系列2号曲线是环刀试验检测结果，第6天的检测过程中环刀法检测压实度时部分环刀的试样已不完整，第11天的检测过程中，环刀法检测压实度时已取不出完整的试样，因水泥在改性土中水泥矿物的变化，水泥与土相凝结一体，在取试样环刀时，改性土震动幅度大，改性土易碎，在此表中可以看出水泥在变化期间对密实度的影响。
7、试验结论
经过20天检测、对比、分析试验，改性土碾压结束搁置时间较长后，环刀法检测压实度时不能完整的将试样取出，不是因为压实度不能满足设计要求，而是水泥矿物在变化期间的特性，在与灌砂法对比的过程中可看出灌砂法检测压实度是满足设计要求的。因此，水泥改性土压实度随时间变化是不会出现衰减状况;所以，结合上图中环刀法与灌砂法试验数据显示，在水泥改性土施工完一定时间后进行复检时，应采用灌砂法试验来确定水泥改性土压实度。
参考文献：
[1]南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀岩土处理施工技术要求【R】.北京：南水北调中线干线工程建设管理局，2010.
[2]南京水利科学研究院.土工试验规程【S】.北京：中国水利水电出版社，1999.