水利水电工程中水泥土的有效应用

水利水电工程中水泥土的有效应用

摘要：与其他各种工程相比，由于在水利水电工程中水因素特性占有很高的比重，而具有明显水硬性的水泥土，显然对于水利水电工程中水因素特殊性的解决有着强烈的针对性。而随着水利水电工程的建设在近年来如火如荼的开展过程中，水泥土在防渗、地基加固、构筑水工建筑等方面都得到了有效的应用。

关键词：水利水电工程；水泥土；应用

一、引言

与其他各种工程相比，由于在水利水电工程中水因素特性占有很高的比重，而具有明显水硬性的水泥土，显然对于水利水电工程中水因素特殊性的解决有着强烈的针对性。另外，在水利水电工程中通常需要大量建筑材料的采用，而水泥土则除了需要少量的水泥来作为固结剂之外，对于主体材料的要求比较低，比如水泥土能够就地采用碎石屑、沙砾石、土料等松散材料，所以其还有质量容易控制、施工简单、造价低廉等优点。而随着水利水电工程的建设在近年来如火如荼的开展过程中，水泥土在有了更为广泛的应用。按照水泥土所具有的稳定性、整体性、水硬性，及其结构比较坚硬、致密、且水分不容易侵入等特性，在水利水电工程当中，水泥土在防渗、地基加固、构筑水工建筑等方面都得到了有效的应用。

二、水利水电工程中水泥土的主要应用方式

1、防渗工程

由于水泥土具有较高密度、水硬性、抗水溶、抗冻胀等特性，因此常常被用于水工建筑的主体及其地基的防渗工程当中。比如：采用水泥土来作为防渗的材料，以其来构筑面板、斜墙或心墙，用作土坝的防渗；在拦河闸、坝以及防洪堤防的建设当中，利用水泥土来形成防渗墙、防渗齿墙、防渗铺盖等；采用水泥土在输水渠道过水断面当中形成底板、面板，用于防冲刷和防渗。许多城区河道的景观橡胶坝在设计中就通过采用水泥土来作为坝前防渗的铺盖主体，利用水硬性、其亲水以及对施工场地的排水需求不大等优点，不仅在防渗方面取得了很好的效果，而且还节省了大量的排水支出，又能够缩短工程建设的工期，可谓是具有优异的施工效果。

2、地基加固工程

在水利水电工程的地基加固中，往往采用水泥土来平铺并夯实以形成水泥土层，并以此来作为水工建筑的地基或者基础垫层；又或者通过水泥土原位材料来进行水泥土粉喷桩、旋喷桩、夯实桩、搅拌桩等复合地基的施工，从而通过提高地基的标准承载力值的途径来达到加固地基、保持地基稳定的要求。

3、构筑水工建筑

由于水泥土具有比较高的重度和整体性，而且其主体材料中的很大一部分又能够很好地避免水泥在凝结时所释放的大量水化热，同时其还在一定程度上具有抗冲性，因此也能够被用作水工建筑的构筑。比如：采用水泥土来构筑护坡的面层或主体，防洪墙的面层或墙身，防洪堤防的面层或堤身，拦河闸的底板、闸墩内部的填筑，拦河坝坝体等。

三、水利水电工程中水泥土的施工方法

1、水泥土的配制

其首先应当选用含有机质较少，并能和水泥进行均匀混合及硬化凝固的土料，一般主要采用砂质土，尤其是以砂砾土、砂土或粉矿土最佳；水泥则可选用普通325或者425标号的新鲜水泥，严禁使用受潮和结块的水泥；水则选用不含任何混浊物和悬浮物的干净水即可。其配合比应当满足经济性与设计强度两项指标。其水灰比、灰土比要通过配制试块并经多次试验来确定。根据实践经验，在水泥土拌制现场对水灰比进行鉴别的简单方法为：在水泥土的水灰比较为合适的时候，土体可以手捏成团，并且落地即散，而这种水泥土就能够越压越实；而在水泥土的水灰比相对较大的时候，土体被手捏会出水印甚至会黏手，并且落地成团而不能散开，因此这种水泥土就不能进行夯击，否则就会形成橡皮土。拌制水泥土时采用人工或搅拌机来进行拌制均可。若采用人工拌制通常应干拌五遍、湿拌三遍，并且尽量在没加水之前就拌制均匀。

2、水泥土的填筑

在进行水泥土置换填筑时，应通过蛙式拓夯机来进行分层夯实，每层铺筑的厚度控制在20～40cm，蛙夯达到4～5遍。在铺压过程中，先采用平板震动器进行拖平，然后再用蛙式打夯机进行先外围、后中间的夯实，并注意在转弯时要降低速度，严禁使偏心块对槽坑壁形成撞击，以免造成塌方。其后还需取样来测试干容重，确保其达到设计的要求。在铺压时通常要进行分层压实，其层间也应结合牢固，并对老层的水泥土进行清扫、刨毛，并保持其湿润，然后再进行新层水泥土的铺筑，以便其结合牢固。同时应尽量缩短铺压的时间，从其加水湿拌直到夯实结束的总时间以不超过2小时为宜。另外还应保证在第一层水泥土初凝之前即开始加铺第二层。当施工地段比较长的时候，则应进行分段铺筑，并注意在接头处要放缓坡度，并在搭接铺筑时先刨毛。

3、水泥土的养护

由于水泥土的干缩性较大，因此拌制后应随铺筑随压实，并且要及时进行养护。对已铺压成型了的水泥土首先在表面覆盖一层4cm左右的湿土，然后进行洒水养护，其养护时间至少要3～5天，方可进行下道工序施工。

四、水利水电工程中水泥土的应用问题分析

1、配合比的选用分析

水泥土是通过水泥来作为固结剂，并就地利用土料来作为其主体材料，再按一定比例进行拌制而成的。水泥土的主体材料可以广泛而多样，特别是土料可谓是五花八门，而水泥土的物理力学性能则主要取决于水泥掺量、干密度和土料颗粒级配三项因素。所以在应用水泥土的过程中需要通过水泥土的配合比试验，根据试验的结果，并依据土料、水泥成分，来分析和确定养护龄期、水泥拌制程度和掺入比等指标。

2、水泥的选用分析

水泥土的配合比试验应当包括外加剂掺量及品种的确定，水灰比、水泥掺量和水泥品种的确定，水泥土各龄期强度等内容。配合比试验应当采用加固工程的地基土、拌和用水和工程拟采用的水泥和外加剂进行。水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，必要时也可选用其它品种水泥，有条件时应选用缓凝水泥，水泥质量应符合国家现行标准。根据水泥土强度的要求，水泥用量一般取值范围为150kg/m3～200kg/m3。

3、不同用途的水泥土性能分析

在水泥土的应用过程中，应当根据不同的用途来重点研究水泥土所发挥的作用。针对作用，进行发挥其作用的物理力学指标项目相应的试验。比如：在利用水泥土作为防渗材料时，应试验水泥掺量和水泥标号，被加固土质特性和含水量，拌和程度，成型环境和龄期，分析确定其密度和抗冻指标等；在利用其作为地基增强时，应试验水泥掺量和水泥标号，被加固土质特性和含水量，拌和程度，成型环境和龄期，分析其强度指标等。

参考文献：

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