实用标准文案 1 总则 1.0.1 为确保水泥土工程的施工质量,统一水泥土配合比设计方法,满足设计和施工要求, 使之达到技术可靠,经济适用,科学配置,特制定本规程。 1.0.2 本规程适用于采用水泥作为固化剂加固软弱土的水泥土配合比设计。 1.0.3 水泥土配合比设计的任务是根据土样情况,结合水泥、水源、外加剂、掺合料的各项 参数指标计算各材料的用量,并经试验室试配、调整后确定每立方米水泥土各材料的用量。 1.0.4 在进行水泥土配合比设计时,除应遵守本规程的规定外,还应符合国家现行相关标准 的规定。 2 术语、符号 术 语 2.1 2.1.1 水泥土 Soil mixed with cement 待加固的软弱土中注入水泥浆(或水泥干粉)并经搅拌处理后形成的拌合物。 2.1.2 水泥掺入比 Ratio of cement usage to soil 掺入的水泥质量与湿土的质量比值,以百分数表示。 2.1.3 无侧限抗压强度 Unconfined compressive strength 试件在无侧向压力的条件下,抵抗轴向压力的极限强度。 2.1.4 水灰比 Ratio of water to cement 用于拌合湿土的水泥浆中水与水泥的质量比。 2.1.5 水泥土配合比设计 Mixed proportion design for soil mixed with cement 根据土样、水泥等原材料情况,在试验室内进行计算、试配、调整、确定每立方米水泥 土各材料用量的全过程。 2.1.6 水泥土含水率 Rate of water content in soil mixed with cement 在水泥土中水的质量与拌合物干质量的比值,以百分数表示。 2.2 符 号 f cs,0 ——水泥土试配强度(MPa) f cs,90d ——水泥土 90d 无侧限抗压强度设计值(MPa) ? ? ——施工水平(包括施工机械,人员操作及管理等)系数 ——水泥掺入比 精彩文档 实用标准文案 ms 0 ——基准配合比每立方米水泥土的湿土用量(kg/m3) mc 0 ——基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg/m3) mw0 ——基准配合比每立方米水泥土中水泥浆用水量(kg/m3) ms mc mw C ——每立方米水泥土的湿土用量(kg/m ) ——每立方米水泥土的水泥用量(kg/m ) ——每立方米水泥土中水泥浆用水量(kg/m ) 3 3 3 ? cs ——水泥土的假定密度(kg/m3) ——水泥浆水灰比 ——水泥土含水率(%) wcs wL ——土的液限(%) wP ——土的塑限(%) w ——土的天然含水率(%) ?cs,t ? ——水泥土表观密度实测值(kg/m ) 3 ?cs,c ——水泥土表观密度计算值(kg/m3) ——水泥土配合比校正系数 3 材料要求 3.0.1 土样应根据工程实际情况选择有代表性的土层,分别取样。所采集的土样,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、塑限等性能的试验,以了解土质的基本情 况,并对土样进行工程分类。有特殊要求时,可增加土样其它相关性能的试验。 3.0.3 水泥土拌制宜采用强度等级 32.5 以上的普通硅酸盐水泥,有抗侵蚀性要求时,宜采 用抗硫酸盐水泥。水泥质量应符合现行国家标准要求。 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大于 85%,其中氧化钙含量 不低于 80%的生石灰。 3.0.5 配制水泥浆用水宜用饮用水。采用其它水源时,应经有机质含量、pH 值等方面性能检 验合格后方可使用。 3.0.6 外加剂及掺合料质量应符合国家现行标准要求。 4 技术条件 4.0.1 水泥土工程施工方法分为湿法和干法。当采用湿法时,所配制水泥浆的水灰比宜取 0.4~1.3。 4.0.2 水泥土水泥掺入比宜取 10%~25%。 4.0.3 水泥土的标准强度评定以 90 天的无侧限抗压强度为准。 精彩文档 实用标准文案 4.0.4 具有抗冻或抗侵蚀要求的水泥土,应进行冻融或抗侵蚀试验,且试验后其无侧限压强 度损失率不得大于 25%。 5 水泥土配合比计算、试配、调整与确定 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,应按下列步骤进行: 1 2 3 4 根据设计强度值,计算水泥土试配强度; 选取水泥掺入比; 计算并选取水泥浆水灰比; 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: f cs,0 ? 式中 fcs,0—水泥土试配强度(MPa) ; f cs,90 d ? (5.1.2) fcs,90d—水泥土 90d 无侧限抗压强度设计值(MPa) ; σ—施工水平系数(包括施工机械、 人员操作和管理等) 。 施工水平良好时, σ取 0.5; 施工水平一般时,σ取 0.42;施工水平较差时,σ取 0.35。 5.1.3 根据土样的工程分类、天然含水率、水泥土试配强度、水泥强度等级等按表 5.1.3 选 取,水泥掺入比 ? 按下式计算: ?? mc 0 ? 100% ms 0 3 (5.1.3) 式中 mc0—基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg/m ) ; ms0—基准配合比每立方米水泥土的湿土用量(kg/m3) 。 表 5.1.3 水泥掺入比选用表 土样工程 分类 土的天然含水率 (%) >10,<30 粘土及粉土 ≥30,≤70 >10,<30 砂土 ≥30,≤70 水泥土试配强度 (MPa) <2.0 ≥2.0 <2.0 ≥2.0 <5.0 ≥5.0 <5.0 ≥5.0 强度等级 32.5 的水泥掺入比 (%) 12~15 15~18 15~18 18~21 12~18 20~25 15~18 18~22 强度等级 42.5 的水泥掺入比 (%) 10~12 12~15 12~15 15~18 10~15 18~22 18~22 20~25 注:1 当土样为有机质土、高含水率土、酸性土等时,可按其它方式确定水泥掺入比; 精彩文档 实用标准文案 2 3 有实际工程经验的可直接确定水泥掺入比; 设计上有要求具体水泥掺入比的,可直接采用。 5.1.4 根据土样的液限、塑限、天然含水率等参数,估算水泥土中水泥浆用水量 浆水灰比 C 按下式计算: mw ,水泥 C? mw0 m w ? [ wcs ? ( s 0 ? mc 0 ) ? ms 0 ? ] mc 0 mc 0 1? w 1? w 3 (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/m ) ; mc0——基准配合比每立方米水泥土的水泥用量(kg/m3) 。 wcs——基准配合比水泥土的含水率(%) ; wL——土的液限(%) ; wp——土的塑限(%) ; w——土的天然含水率(%) 。 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 0.410,<30 砂土 ≥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),相应的水泥土假定 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), 相应的水泥土假定密度宜取较低值; 2 土的天然含水量较高时,水泥土假定密度取低值;土的天然含水量较低时,水泥土 假定密度取较高值; 3 有实际工程经验的可不参照此表选用,由工程经验确定水泥土假定密度。 1400~1700 1500~1800 土天然含水率(%) >10,<30 水泥土假定密度(kg/m ) 1600~1900 3 5.2 水泥土配合比试配、调整与确定 精彩文档 实用标准文案 5.2.1 水泥土试配时应采用工程中实际使用的材料。 5.2.2 按计算基准配合比进行试拌,观察水泥土拌合物塑性情况,可在水泥用量不变的情况 下适当调整水泥浆水灰比,直到符合水泥土拌合物塑性满足无侧限抗压试验试件成型要求为 止。然后根据加水量情况重新计算基准配合比。 5.2.3 水泥土无侧限抗压强度试验时至少应采用三个不同的配合比。水泥土无侧限强度试验 方法按附录 A 进行。当采用三个不同的配合比时,其中一个应为本规程 5.2.2 条确定的基准 配合比,另外两个配合比的水泥掺入比,宜较基准配合比分别增加和减少 3%,并保持水泥浆 水灰比与基准配合比相同;当不同水泥掺入比的水泥土拌合物的塑性不满足无侧限抗压试验 试件成型要求时,可通过适当增、减用水量进行调整,然后根据加水量情况重新计算配合比。 5.2.4 每种配合比至少应制作一组(三块)试件,标准养护到 90d 时试压。需要时增加几组 试件,供快速检验或较早龄期试压,以便提前定出水泥土配合比供施工使用,但应建立不同 龄期与标准龄期下强度的换算公式。 5.2.5 根据试验得出的水泥土无侧限抗压强度值,选定强度满足试配强度要求且水泥掺入比 最低的配合比作为试配确定的配合比,此配合比所对应的每立方米水泥土的湿土用量、水泥 用量和水泥浆用水量分别用 ms 、 mc 、 mw 表示。 5.2.6 经试配确定配合比后,尚应按下列规定进行校正: 1 应根据本规程第 5.2.5 条计算的材料用量并按下式计算水泥土的密度计算值ρcs,t: ?cs,c ? ms ? mc ? mw 2 应按下式计算水泥土配合比校正系数δ: (5.2.6-1) ?? ?cs, t ?cs, c 3 (5.2.6-2) 式中 ρcs,t——水泥土密度实测值(kg/m ) ; ρcs,c——水泥土密度计算值(kg/m3) 。 3 水泥土密度试验方法按照附录 B 进行。水泥土密度实测值与计算值之差的绝对值不超 过计算值的 5%时,按本规程第 5.2.5 条确定的配合比即为确定的设计配合比;当二者之差超 过 5%时,应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数 ? ,即为确定的设计配合比。 附录 A 水泥土无侧限抗压强度试验 A.1 定义和适用范围 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,抵抗轴向压力的极限强度。 A.1.2 本规程适用于水泥土试件硬化后无侧限抗压强度试验。 精彩文档 实用标准文案 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试验应以三个试件为一组。 A.3 试件的尺寸和公差 A.3.1 试件的尺寸 φ50mm×100mm 的圆柱型试件为水泥土无侧限抗压试件的标准尺寸。 A.3.2 尺寸公差 1 2 3 试件直径和高度的尺寸公差不得超过 1mm。 试件的承压面的平面度公差不得超过 0.05R(R=50mm)。 试件的高度方向和承压面的夹角应为 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》 (JG 3019-1994)中技术要求的规定。 A.4.2 振动台:应符合《混凝土试验用振动台》 (JG/T 3020)中技术要求的规定。 A.4.3 压力试验机:要求其测量精度为±1%,试件破坏载荷应大于压力机量程的 20%且小于 压力机量程的 80%。 A.4.4 轴向位移计:量程 10mm,分度值 0.01mm 的百分表或准确度为全量程 0.2%的位移传感 器。 A.4.5 砂浆搅拌机:符合《建筑砂浆基本性能试验方法》(JGJ70-90)中技术要求的规定。 A.4.6 其他 1 2 3 4 5 6 钢板尺:量程大于 200mm、分度值为 1mm。 卡尺:量程大于 200mm、分度值为 0.02mm。 平板玻璃:厚度不小于 6mm、直径(或边长)不小于 80mm。 塑料薄膜。 秒表。 凡士林。 A.5 A.5.1 1 试件的制作 水泥土试件的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 条中的规定,试模内表面应涂一薄层矿物油 或其他脱模剂。 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,一般不超过 30min。 2 精彩文档 试件的制作和养护 水泥土试件制作应按以下步骤进行:代表性取土样约 8kg,放入砂浆搅拌机进行搅拌 实用标准文案 直至均匀。 1) 根据水泥掺入比和水灰比称取相应的水泥和水,配制水泥浆。 2) 将配制好的水泥浆(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) 将搅拌均匀的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的平板玻璃均匀的压 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 试件的养护 1 试件成型后在 20±3℃的环境中静置 2~3 天,然后编号、拆模(拆模时要有一定的强 度,否则推迟拆模日期或带模进行养护)。 2 3 4 5 拆模后立即放入温度 20±2℃,相对湿度 90%以上的环境中养护。 养护时,试件彼此间隔 10~20mm,试件应避免直接被水冲淋。 标准养护龄期为 90 天(从搅拌加水泥浆或水泥开始) 。 应每天至少一次记录试件的养护条件。 A.6 无侧限抗压强度试验 A.6.1 应按以下步骤进行: 1 试件从养护地点取出后立即将试件表面擦干净,涂一薄层凡士林以防止水分蒸发,并 测量 2 个相互垂直的直径的长度。 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试验,轴向应变 小于 3%时,每隔 0.5%应变读数一次;轴向应变等于、大于 3%时,每隔 1.0%应变(或 0.8mm) 读数一次。试验宜在 8~10min 内完成。 1) 当测力计读数出现峰值时,继续进行 3%~5%的应变后停止试验;当测力计读数无 峰值时,应进行到应变达 20%后方可停止试验。 2) 试验结束后取下试件,测量试件破坏面的倾角,描述试件破坏后的形状。 A.6. 2 轴向应变应按下式进行计算: ?1 ? 式中 ; ? 1 —轴向应变(%) ; h0 —试样初始高度(cm) ?h h0 (A.6. 2) ?h —轴向变形(cm) 。 A.6.3 试验面积的校正应按下式计算: 精彩文档 实用标准文案 Aa ? 式中 Aa—校正后试样面积(cm ); 2 A0 1 ? 0.01? 1 (A.6. 3) A0—试样初始面积(cm2); A.6.4 试件所受的轴向力应按下式计算: ?? 式中 ; ? —轴向应力(kPa) CR ? 10 Aa (A.6. 4) 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,取曲线上的最大轴向 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%对应的应力作为无侧限 抗压强度。 附录 B 水泥土密度试验 B.1 定义和适用范围 B.1.1 水泥土的密度是指水泥拌合物的单位体积质量。 B.1.2 本试验用于测定水泥拌合物经捣实后的密度。 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 的规定。 B.2.4 塑料薄膜。 B.2.5 秒表。 B.3 操作步骤 B.3.1 水泥土拌合物的制备 原材料的取样和水泥土拌合物的制备方法同附录 A 中 A.5.1.1 的规定。 B.3.2 水泥土密度试验步骤按以下步骤进行: 1 2 称容量筒重量,精确至 1g。 然后将容量筒的漏斗套上,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的水泥土拌合物刮去,使表面平整,并将外壁擦干净,称取总 重量,精确至 1g。 精彩文档 实用标准文案 B.3.3 本试验需进行 2 次平行测定,取其算术平均值,精确至 10 kg/m 。 B.3.4 按下式计算水泥土的密度: 3 ?? 3 m2 ? m1 ? 1000 V 3 (B.3.4) 式中 ρ—水泥土的密度(kg/m ) ,精确至 10 kg/m 。 ; m1—容量筒的质量(kg) ; m2—容量筒和水泥土总质量(kg) ; V—容量筒的容积(L) 。 规范性引用文件 下列文件中的条款通过通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是注明日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本标准,然而,鼓励 根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件, 其最新版本使用于本规程。 GB/T1346 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 GB8076 混凝土外加剂 JGJ63 混凝土用水标准 JTJ056 公路工程水质分析操作规程 GB/T 50123 土工试验方法标准 JTG E40 公路土工试验规程 TB10102 铁路工程土工试验规程 JGJ79 建筑地基处理技术规范 YBJ225 软土地基深层搅拌加固法技术规程 JTJ/T 259 水下深层水泥搅拌桩加固软土地基技术规程 TB 10113 粉体喷搅法加固软弱土层技术规范 JTG F10 公路路基施工技术规范 JG 3019 混凝土试模 JG/T3020 混凝土实验室用振动台 JGJ70 建筑砂浆基本性能试验方法 本规程用词说明 1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1.1 表示很严格,非这样做不可的用词: 精彩文档 实用标准文案 正面词采用“必须” ,反面词采用“严禁” ; 1.2 表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应” ,反面词用“不应”或“不得” ; 1.3 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词: 正面词采用“宜” ,反面词采用“不宜” ; 表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词采用“可” 。 2 规范中指定按其他有关标准、 规范的规定执行时, 写法为 “应符合……的规定” 或 “应按…… 执行” 。 条文说明 1 总则 1.0.4 本条指出了在进行水泥土配合比设计时,还应执行现行的《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2002、 《软土地基深层搅拌加固法技术规程》YBJ225-9