土质边坡轻型防护一水泥土护坡.doc

土质边坡轻型防护一水泥土护坡
土质边坡的坡面，由于地表径流的冲蚀搬运作用，坡面形成鸡爪沟或冲沟一破坏了坡面的完整。暴雨时造成流泥漫道，引起线路翻浆冒泥。局部冲蚀发展到一定程度，还会使边坡失去平衡，引起坍塌，危及行车安全。防治此类病害，一般采取加强排水和表面封闭的方法。我段管内边坡封闭层的方式有:1,、植被—铺草皮，种小冠花、天芒雀等。2.彻石护坡。3.四合土(三合土)捶面。4.混凝土薄板护坡。5.浆砌四合土砖。6麦草泥抹
面。7,砌混凝土空心砖。8。水泥砂浆机械喷浆等。因这些方法因地制宜。各有多长，均可发挥防护作用。但植被在路堑地段成活率低效果较差。圬工防护材料、运输、设备用量多，成本大，对行车的干扰也较大。最近我段将水泥上工艺运用于路堑边坡防护，效果比较理想。现介绍如下:
水泥土是用无机土按比例掺入硅酸盐水泥和水，均匀搅拌，捶实成形。经过适当养护.硬化而成的一种新型建筑材料。
它的机理是:水泥颗粒与土粒间发生化学反应，产生新的化合物。其凝结与硬化有三种成因:1.水泥的水解和水化反应：2,离子交换和团粒作用;3,硬凝反应。
水泥土的凝结，是大量硅酸盐水泥与水化合生成的硅酸钙、硅铝酸钙水化初，以纤维状微粒构成的凝胶而结合，与混凝土的凝结机理相似。
影响水泥土的强度有三大主要因素:即土的质地，水泥掺量和干容重。
1.土料的质地。按土的基本工程属性，即土颗粒的粗细及其级配。增加土中的祖粒含
量可提高水泥土强度。而细粒土(粒径小于0.1mm)的增加，则会降低水泥土的强度。土粒中，不应含有大量有机质，以2%为限。
水泥土所用的土料，应以工程及其所在地的条件而定。在符合技术性的前提下应尽可、能就地取材，以求降低工程造价。
土粒中含有适当粘粒(粒径小于0.05mm )，它很快与水泥固结形成骨架，具有一定的早期强度。但粘粒含量不宜过多，一股不超过10%。粉粒含量不超过30%。这样才能有足够的强度与抗冻性，并能防止干裂。
在施工前，应将工程用土进行筛分，与粒组划分图进行对照，使土粒级配符合要求。
2.水泥的掺量是影响水泥土强度的最关键的因素。水泥上的抗压强度与水泥掺量的关系，通过试验，近似直线关系如表1。
抗压强度与水泥掺量经验关系式:

3.干容重:干硬性水泥土干容重越大，抗压强度越高。干容重与含水量有关，使水泥土获得最大干容重的含水量，为最佳含水量。但干容重越大，施工难度越大。为方便施工常将干硬性水泥土改为塑性水泥土而增加水泥掺量，应比同条件的干硬性水泥土高4%以上。以保证达到必要的强度。抗压强度是水泥土最基本、最具代表性的指标。水泥土的标号一般分:25, 50, 75, 100, 125, 150, 175七种。
水泥土的抗拉、抗折、抗剪、耐寒、抗渗、干缩与防裂性能均与抗压强度有关:
抗拉强度:水泥土中水泥掺量}10%的条件下:R,,(抗拉强度)=( O,I^-0.13)Rc(抗
压强度)。
抗折强度(又称抗弯、抗挠强度)它与土料的粘粒含量、水泥掺量、龄期相关。

抗剪强度一般用凝聚力C来表示。它与无侧限抗压强度R的关系式是:
C=0.098+0.025 R
抗冻性:土料级配、干容重、水泥掺量对抗冻性有直接关系。粘粒含量少，颗粒级配好的土料，才能制成抗冻性较好的水泥上。提高水泥强度，改变水泥品种和养护条件(如蒸气养护或延长养护时间等)均能提高其抗冻性能。
抗渗性:水泥土具有良好的抗渗性能，当干容重17kN/m3以上渗透系数可达10-7cm/s能满足水工建筑的要求。
抗干缩和防护:水泥土的干缩率随水泥掺量减少或土料粘粒含量的增加而加大。水泥土中成型含水量越大.干缩变形也越大。为防止干裂，粘粒含量不宜超过10%，必要时可适当加大粗颗粒含量，或掺砂和消石灰等。一般在表面加强覆盖，延民养护时间，让水泥土表层逐渐干燥等均能防止缩裂缝。适当加大厚度，根据工程不同需要.从6cm到15cm均能减少干裂。
铁路路堑水泥土护坡实例
一、概况
近年来，我段在咸铜线一些小桥涵上下游，进行防护工程时，采用水泥土小面积的防护试验，1991年4月至5月分别在咸铜线K 125和梅七线K 39进行大面积试验。防护面积2500平方米。梅七线K 39边坡垂直高度10—15m，左侧边坡已进行浆砌片石防护，墙高12m、长150m。右侧未进行防护，边坡冲蚀形成凸凹不平的鸡爪沟，冲坑0,5—-0,8m，部分已影响到堑坡的稳定。每年雨季、雨水冲下污泥堵塞侧沟，污染道床，造成翻浆降低线路质量。加之该线铁路用地地界设于路堑边坡顶，清刷边坡无法进行。故边坡防护工作迫在眉睫。
二、设计构思
该区段堑坡土质为黄土(老)质砂粘土。粒组划分情况为细粒组，含粘粒为18%(大于10%)，粉粒为35%。该地区昼夜温差大，冬季最低气温达20℃以下。为增强护坡抗冻融能力，在地面冻结线以上增设1.0m高浆砌坡脚。然后以每10m为一段设伸缩缝。采用干硬性和塑性两种方法，分段进行水泥土护坡防护。针对土质情况，以试验和实用为目的，分别采取了改善级配，不改善级配和增加纤维等不同方法进行施工。主要有: 1.掺入20%河砂改善骨料配比；2.增加水泥用量采用15%—20%不同配比；3.加麦草桔杆，增大硬凝期前拉力，减轻干缩裂缝。设计断面如图1。

三、作业程序和操作要项
(一)准备
1.将边坡的土取样作试验，明确成份和级配确定施工方案。
2.选定施工配合比:
水泥:土:砂=1:5:1(塑性)
水泥:土=1:6(塑性)
=1:10(干硬性)
水灰比:干硬性1：1；塑性1:1.5--2.0
(二)基本作业
1.清刷坡面表土，用干硬性捶面时应先清刷成一个坡面;用塑性抹面时可将浮土及不稳定土清除，有一个稳固的自然坡面即可。
2,将清刷的弃土，除去有机部分后运到安全地点，过5mm筛堆放待用，遇雨应覆盖，尽可能保持干燥松散状态。
3.挖基砌筑浆砌片石脚墙。
4.经过筛待用土过磅或用料斗按配合比量土与水泥倒入灰盘搅拌均匀，然后倒入称好的水搅拌均匀。若用干硬性水泥土则应边搅拌边洒水使湿度一致。
5.坡面充分洒水湿润。使水泥土护坡得与坡面粘接，湿润以不形成流泥为标准。
6.干硬性捶面施工应自下而上分层进行，每次高度不超过30cm。一次夯实成型。并用拍板拍面提浆，塑性抹面施工，应自上而下分层进行。每次抹面高度不超过2米，分为三层即三次抹成每厚层2 cm ,最后一层待略干后压光提浆。
7.封顶，做0.4米顶面处理或嵌入堑体0.2米即可，保持平顺光洁。
8.表面覆盖养生。养生时间应不小于14天。覆盖养生是干缩防裂和提高强度的保证。在湿润的环境里水泥土强度随龄期而增长(见表2)，延长养护时间，能增长其强度。若在不养护条件下自然干燥其强度会随干燥进程而停滞或逐渐下降。覆盖养生在夏季施工中更为重要。

增加水泥含量;降低粘、粉质土含量加砂或加筋对增强拉力，不失为有效方法，但不经济，因此必须采用有效覆盖及洒水保湿既有效又经济。
9.质量检验，除按标准检查施工质量外，还需用回弹仪抽查，将现场制作的试件通过仪器检验，在正常使用过程中应建立台帐，和检验与观测记录。
四、技术定额

五、安全及质t注意事项
1.水泥加土后必须拌匀后加水，随拌随用，每次拌好的水泥土应在一小时内用完。
2.加强覆盖养生，在常温下确保养生14天以上。
六、几点休会
水泥土护坡，有良好的力学性能。经长期使用、证明其粘结性、抗渗性、耐冲刷性、耐冻性均符合轻型坡面防护要求。经初步鉴定这种护坡整体性强，护坡同路堑边坡本体致密联结(经检验粘结力远大于原土壤粘力)，形成一个自然整体。遇有局部击伤，只须凿除修补即可。若有裂缝出现，对大缝可凿除勾缝，对一般小缝隙可不作处理。随时间推移逐步缝隙被
泥、灰自然充填，而不会同砂浆抹面那样产生渗水或掉块。
这种护坡又具有早期强度好，后期强度高的特点。我段正进行护坡施工时，抹完后仅3小时。一场暴雨袭来，刚抹的护坡完好无损。在多雨季节施工，还能增加后期强度。试验资料表明，在较好的自然环境里，三个月的强度是一个月的1.86倍。
这种护坡造价低廉，作业程序简单易行，便于施工。就地取材减小废土外运，用料少，减小大量材料费用。经初步测算，在同等条件下其投资是浆砌片石护坡的1/4，水泥砂浆抹面护坡的1/3，其它形式轻型护坡的1/2。是较理想的边坡防护方法。
这种护坡还有一个显著特点，不需将边坡刷成一个固定坡度，可随着边坡自然凸凹刷除浮土，露出坚实土体，随着自然坡型曲直抹顺、压实、抹光，既节约工料，又不影响强度。特别对新开不良土质路堑，能做到一次开挖抹面成型，便于工程顺利进展。
水泥土的研究与应用在国外已有相当规模。迄今，在我国水利工程与道路工程上也在开始应用。但在铁路工程，特别是黄土地区中，使用水泥土作护坡工程，在我段尚属首次大面始应用。但在铁路工程，特别是黄土地区中，使用水泥土作护坡工程，在我段尚属首次大面积推广试验，有些问题还待进一步试验和研究。在这次施工中，我们认为坡度在1:1以上的边坡上，采用塑性水泥土效果较好。但对用于水泥土的施工用土，要进行严格的粘粒含量和颗粒级配试验控制水泥掺量。对水泥质量，特别是拌合均匀要严格把关，施工时要保证水泥与土的干燥拌合。覆盖养生的条件也至关重要，要及时覆盖洒水，保持湿润，养护时间，不得少于14天。