高含水率黏性土回填应用研究.docx

          高含水率黏性土回填应用研究                    【摘要】现场开挖区域地层结构为①粉土夹①-1粉质粘土层，土体天然含水率26%~36.3%根据现场土壤击实试验报告，土体最优含水率11.6%，最大干密度1.82g/cm3；黏性土含水率高且保水性强，开挖土直接回填难以达到设计要求通过多轮次的试验研究、数据对比分析和论证，制定了经济、环保、可行的黏性土改良方案，攻克了高含水率黏性土回填的技术难题，解决了基坑回填施工工期短、含水率高以及工程量大、质量要求高的矛盾，为项目的顺利实施提供了保障关键词】高含水率 黏性土 改良试验 回填应用一、引言本工程由于回填土含水率高且保水性强，项目组先后多次召开技术专题会分析研究讨论解决方案结合类似土质地区工程以及其他项目的实践，如更换回填材料影响现场土方平衡，且造价较高，也不符合本工程绿色建造的宗旨目前国内关于高含水率回填土试验研究主要在道路路基施工领域，采用石灰和水泥对回填土进行改良【1】，主要发挥石灰、水泥的固化作用，以及研究路基回填土压实过程中,碾压方式、回填土含水量、碾压遍数等因素在碾压施工中对压实度的影响程度【2】。

对此，本研究主要通过采取回填土翻晒处理、在回填土中掺入石灰、水泥或粉煤灰进行改良等方案二、研究的意义和必要性本项目依托于山东能源聊城祥光2×660MW热电联产工程，土方回填是祥光项目现阶段的重点工作任务，影响项目分区域分层施工的整体策划和安排，对主厂房及锅炉区域地下设施、粗地坪施工、锅炉钢架吊装、上部结构施工等影响重大，各区域高标准施工及安全文明施工状态受较大影响随着冬期施工日益临近，基础回填工作已迫在眉睫本研究与现场急需解决问题紧密结合，项目研究必要性强项目研究旨在：1）对高含水率黏性土回填一次合格率低的问题进行质量改进，提升工程质量，为工程创优打下良好基础；2）攻克黏性土回填的技术难题，提升业主满意度；3）满足项目质量、工期、成本要求三、主要研究内容1、通过试验确定研究方向根据本工程岩土工程勘测报告书37-FC15001S-G01，由于本工程基坑开挖区域地层结构为①粉土夹①-1粉质粘土层，土体天然含水率26%~36.3%根据《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019），采用土壤击实试验的方法对基坑开挖区域土体进行试验，测得现场开挖土体最优含水率11.6%，最大干密度1.82g/cm3。

根据《建筑地基基础工程施工规范》（GB51004-2015），第8.5.5条规定：黏土的施工含水量与最优含水量之差可控制为-4%~+2%，使用振动碾时，可控制为-6%~+2%目前回填土的天然含水率明显超过规范允许范围，确定主要研究方向：降低黏性土的含水率2、采取翻松、晾晒的措施降低黏性土的含水率结合类似土质地区工程以及其他项目的实践，项目部首先采取翻松、晾晒的措施以降低黏性土的含水率现场在集控楼北侧-5m~ -4.75m层选取一块试验区，使用翻松、晾晒的黏性土进行回填试验，回填机械为小型振动压路机，碾压遍数4遍，分层厚度250mm，2020年10月14日，对回填试验区选取3处试验点进行压实度取样，回填压实系数分别为：84.1%、94%、92.3%，仅有1个试验点满足，另外2个试验点不满足设计压实系数≥0.94的要求采用黏性土直接回填的合格率仅为33%，而常规项目回填土一次合格率需达到90%以上，才能满足的工期、质量、成本要求试验结果表明，仅采取采取翻松、晾晒的措施仍无法满足设计要求，仍需采取在回填土中掺入石灰、水泥或粉煤灰进行改良的措施3、确定回填土改良试配方案根据工程经验和调研收资，项目部采用头脑风暴、专家评审等方式，制定以下试配方案：1. 在回填土中掺配10%消石灰（1:9石灰土）；2. 在回填土中掺配20%消石灰（2:8石灰土）；3. 在回填土中掺配 5%水泥（5%水泥土）；4. 在回填土中掺配10%粉煤灰（1:9粉煤灰土）；5. 在回填土中掺配20%粉煤灰（2:8粉煤灰土）；6. 在回填土中掺配30%粉煤灰（3:7粉煤灰土）。

针对上述试配方案，根据《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019）采用土壤击实试验的方法，委托铁正试验室对各试配方案的最优含水率、最大干密度进行逐一检测，试验结果如下表：试配方案最优含水率%较黏性土最优含水率成本比较环保影响可行性11:9石灰土14.4提高3.2%增加约500万无可行22:8石灰土16.5提高5.3%增加约1000万无可行35%水泥土14.9提高3.7%增加约500万散装水泥扬尘难以控制，可使用袋装水泥，施工较繁琐基本可行43:7粉煤灰土16提高4.8%增加约600万1、散装粉煤灰难以控制扬尘；2、可能会造成地下水污染不可行52:8粉煤灰土14.8提高3.6%增加约400万不可行61:9粉煤灰土13.5提高2.3%增加约200万不可行7换填砂石料//增加2000万影响现场土方平衡基本可行根据试配试验结果的综合对比分析（效果比较、成本比较、环保影响、可行性分析等），项目组确定采用1:9石灰土试配方案进行域现场回填试验4、工程应用验证根据确定采用1:9石灰土试配方案，在集控楼区域现场回填试验：对进场后的石灰进行筛分处理，确保使用的消石灰满足规范要求翻晒后的素土与石灰搅拌，拌和好的灰土立即用于回填，搁置时间不超过12h。

使用1:9灰土回填按照规范要求使用振动压路机进行分层回填压实，分层厚度250mm、压实遍数不少于4遍集控楼1:9灰土试验区回填土取样根据试验检验，集控楼区域-5m~-4.75m层6个试验点回填土含水率已降至15.5%以下，压实系数均大于0.94说明，采用1:9灰土对回填土进行改良的方案能够有效降低黏性土的含水率，从而显著提高回填土一次合格率检测日期土壤类别含水率%干密度g/cm3压实系数%对比设计值01点2020.11.011:9石灰土14.41.5195合格02点2020.11.011:9石灰土14.21.5295.6合格03点2020.11.011:9石灰土151.594.3合格04点2020.11.011:9石灰土15.51.5295.6合格05点2020.11.011:9石灰土15.21.594.3合格06点2020.11.011:9石灰土14.21.5295.6合格5、成果应用，对实施结果进行统计分析根据研究成果，对集控楼、主厂房、锅炉房、侧煤仓等区域使用1:9石灰土进行回填应用，已完成回填土检测统计表如下：序号检测项目检测数量一次合格率%二次合格率%1压实度2035点95.3100从表中可以看出，回填土共取样2035点，一次合格率达到95.3%。

检测结果表明：采用1:9石灰土对回填土进行改良的方案能够有效降低黏性土的含水率四、结论通过多轮次的试验研究、数据对比分析和论证，在6种改良试配方案中择优选择了1:9石灰土方案进行现场回填试验，含水率从26%降至15%，攻克了高含水率黏性土回填的技术难题；实现基坑回填施工工期从144天缩短至76天；累计回填取样2035点，一次合格率达到95.3%，有效的解决了基坑回填施工工期短、含水率高以及工程量大、质量要求高的矛盾项目研究成果可复制、可推广，为企业带来一定的经济效益和社会效益的同时，对企业的技术创新发展或市场开拓具有较高价值五、参考文献[1] 屈财魏，李文，熊卓彧，何健，高含水率路基回填土改良试验研究，《路基工程》 2018年05期[2] 刘运兰，路基回填土压实度影响因素试验研究，《施工技术》 2015年S1期  -全文完-。