《水泥土配合比设计规程》JGJ@T233-2011.pdf

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《水泥土配合比设计规程》JGJ@T233-2011.pdf

8 秒表:分度值应不大于1s; 9 试验用水:应采用纯水。

B.5.3水泥土渗透试验装置应符合下列规定(图B.5.3): 1渗透容器:应由渗透试模、透水石和滤纸组成; 2水泥土渗透试验装置:应由渗透容器、气源、压力表 出水管、进水管等组成, B.5.4水泥土渗透试验的试件制备应符合本规程附录A的 规定。

B.5.5渗透试验应按下列步骤进行:

1养护至规定龄期的试件应从养护室取出、脱模预应力空心板桥梁预制加工施工组织设计,并用拧 干的湿布擦拭试件表面;采用密封材料密封装入渗透试模,下口

边渗出时,应停正试验,并应重新密封试件后再继续试验 5.6试验结果计算及确定应符合下列规定:

边渗出时,应停止试验,并应重新密封试件后再继续试验

kr = iAt V p 100%.1

k20 = kr × Ve0

1为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用 “可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应 符合……的规定”或“应按执行”

1《土工试验方法标准》GB/T50123 2 《通用硅酸盐水泥》GB175 3 《试验机通用技术规程》GB/T2611 4 《液压式压力试验机》GB/T3722 S 《混凝土外加剂》GB8076 6 《混凝土试验用振动台》JG/T3020

总则 28 基本规定· 30 原材料 33 配合比设计 36 附录A 试件制备 39 A.1 仪器设备 39 A. 2 试件的搅拌、成型与养护 40 附录B 试验方法 41 B. 1 般规定 41 B. 2 无侧限抗压强度试验 41 B. 3 压缩试验 41 B. 4 剪切试验 46 . B. 5 渗透试验 49

1.0.2水泥土配合比设计主要是通过工程设计单位提

条文说明指出:水泥土的强度随看着龄期的增长而提高,一 期超过28d后仍有明显增长,为了降低造价,对竖向承载! 土强度取90d龄期试件的立方体无侧限抗压强度平均值。 限抗压强度试验得知,在其他条件相同时,不同龄期的水 侧限抗压强度间大致呈线性关系,其经验关系式如下:

fcuz = (0. 47 ~ 0. 63) fcu28 fcul4 = (0. 62 ~ 0. 80)fcu28 feu6o = (1. 15 ~ 1. 46)fau28 feugo = (1. 43 ~ 1. 80)feu28 fcu90 = (2. 37 ~ 3. 73)fcu7

上式中feu7、fcu14、fcu28、feu60、fcu9o 分别为 7d、14d、28 和90d龄期的水泥士无侧限抗压强度。 当龄期超过3个月后,水泥土的强度增长逐渐减缓。同样

4.0.1试验用土一般为淤泥、淤泥质土、黏性土、饱和黄土、 粉土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等高压缩性土, 均应从工程场区内拟加固的有代表性的土层中挖掘或钻取,并搜 集拟加固区域内详尽的岩土工程资料,尤其是土层的组成、厚 度,加固土层的分布范围、分层情况,地下水位及pH值,了解 典型土层的物理力学性能指标,主要包括土的含水率、塑性指 数、土颗粒级配和有机质含量,以及地下水的埋藏条件、渗透性 和水质成分等。但对硬黏土和含有较多大粒径块石或有大量植物 根茎的土将会影响处理效果。对于含有过多有机质的土层,其处 理效果取决于固结体的化学稳定性。对于湿陷性黄土地基,因当 前试验资料和施工实例较少,应预先进行现场可行性试验。 自前,试验用的土样有原状土、风干土和烘干土三种类型: 其试验结果存在着较大的差异。原状土是指土样从现场钻孔或挖 掘采取后,立即用厚聚氯乙烯塑料袋封装,4h之内即开始配制 式件。从表面上看,利用原状土做室内试验,似乎与实际情况较 物合,但存在着一些问题:1原状土在取样过程中有应力释放和 人为扰动的影响,特别是灵敏度大的土,土体结构易破坏,与真 正的原状土相比会有较大差异;②现场采取的原状土若为游淤泥质 黏土,其黏性很大,在土中掺入水泥浆后不易搅拌均匀,试验结 果离散性较大,在工程运用中失去其代表性;③在水泥土搅拌法 的设计公式中,f是与桩身水泥士配方相同的室内水泥士试块 在标准养护条件下90d龄期的抗压强度。既然是室内试验,应认 为就是离散性小的数值,即应认为水泥土是搅拌充分且均匀的, 而不需完全与现场水泥土条件相同。风十土是指土样从现场采取 后,运回试验室进行风干、碾碎和通过5mm筛子的粉状土料;

4.0.3试验室采用施工现场用水,而施工现场受水源条件的

响,有可能就地取材,使用地下水、沟渠水、中水、污水、海水 等,不一定符合《混凝土用水标准》JGI63的规定,其水质会 对水泥土固结产生不利影响,应对其进行必要的水质分析,并根 据水质分析报告,采用添加外加剂等方法予以相应处理,并通过 试验确定可行性。由于水是影响水泥硬化、水泥土固结的重要因 素之一,为确保水泥土拌合的真实可行,为设计提供可靠依据, 应尽量采用施工现场用水。若工程现场用水符合《混凝土用水标 准》JGJ63的规定,试验室内搅拌用水采用工程现场用水、自

4.0.4外加剂具有改善水泥土加固体性能的作用,是提高水泥 土强度的有效措施之一。可根据工程需要和土质条件选用不同类 型的外加剂(见表1)和掺合料,其掺入比应根据配比试验确 定。在有经验的地区使用普通硅酸盐水泥作为固化剂时可以适当 添加粉煤灰。粉煤灰是具有较高活性和较明显水硬性的工业废 料,可作为水泥搅拌桩的掺合料,对于不同土质,不同掺量对水 泥士强度提高量不同,其掺量应通过试验确定。冬期施工时,应 注意负温对处理效果的影响。在我国北纬40°以南的冬季负温条 件下:冰冻对水泥土的结构损害甚微,由于水泥与黏土矿物的各 种反应减弱,水泥土的强度增长缓慢(甚至停正),但正温后随 着水泥水化等反应的继续深人,水泥土的强度可接近标准强度。

表1水泥土外加剂种类及掺量汇总表

5.0.2根据工程实践,大部分工程的设计人员在进行水泥土加 固设计时,均提出了水泥掺人比(或水泥用量)的具体要求,同 时也提出了水泥土强度的设计要求,因此在进行水泥土配合比试 验时,可以选取设计要求的水泥掺人量作为水泥掺入比基准值 若设计只提供水泥土强度要求,则可按照当地经验确定水泥掺人 比基准值。 根据现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JG79的有 关规定,采用水泥作为固化剂材料,当其他条件相同时,在同一 土层中水泥掺人比不同时,水泥土强度将不同。水泥士的抗压强 度随其相应的水泥掺入比的增大而增大,但因场地土质与施工条 件的差异,掺人比的提高与水泥土强度增加的百分比是不完全相 同的。基于以上分析,本条给出了在水泥土配合比设计时,一般 情况下的水泥掺入比的范围 由于块状加固属于大体积处理,对于水泥土的无侧限强度要 求不高,因此为了节约水泥,降低成本,可选用7%~12%的水 泥掺入比。水泥掺人比大于10%时,水泥土强度可达(0.3~2) MPa以上。一般水泥掺入比可采用12%~20%。高压喷射注浆 法加固土体时,一般设计水泥用量比水泥土搅拌法要大得多,但 实际施工时,高压喷射注浆法的冒浆量非常大,冒浆率一般均达 40%以上,因此,室内试验时必须考虑冒浆因素。故水泥掺入比 可适当提高,一般情况可达25%。 对道路上采用水泥与土混合形成的水泥稳定中粒土和粗粒 土,一般其水泥掺量可选用不小于3%;对水泥稳定细粒土,水 泥掺量可选用不小于4%。

5.0.3本条指出了水泥浆水灰比的要求,主要基于三

Xms 1+0.01X10 X 11768 mo= 1+0.01w 1 ± 0. 01 × 50

试验所需的水泥质量则为:

1+0.01w mw: 1+0.01w 1+0. 01 wo m 1 + 0. 01 × 50 ×9= 4.19kg ±0. 01 X 10

5.0.7当试配过程中塑性不满足要求时,则水泥土掺人比不变 调整水泥浆水灰比;当试配结果中强度等参数不满足设计要求 时,则调整水泥掺人比基准值,重新进行试验

A.1.1试模分为立方体、圆柱体和截头圆锥形三种:立方体试 模用于无侧限抗压强度试验、压缩试验和直剪试验:圆柱体试模 用于不固结不排水三轴压缩(UU)试验:截头圆锥形试模尺寸 规格参照砂浆渗透试验用试模,但因试件需带模在水中养护至规 定龄期,故要求采用不锈钢材质。推荐的三种规格的圆柱体试模 为常规土工三轴压缩试验中试件常用的尺寸规格,各根据所采用 的三轴仪的充许试件规格取较大值。也有单位在制作水泥土三轴 玉缩试件时不用圆柱体试模,而是将其有一定强度的立方体试件 进行切削打磨。考虑到不同操作人员的操作寸惯与精度差异较 大,为统一标准,保证试验精度,便于对比,本规程要求全部采 用圆柱体试模制作不固结不排水三轴压缩试验用试件。 A.1.2本条文规定了环刀的尺寸,不同试验选用的环刀不同, 在具体试验方法中作出了规定。环力试件的制作自的是满足水泥 土直剪试验和压缩试验对试件规格的要求。捣棒长度可根据试模 尺寸选择,以方便插捣为宜,可选用350mm长度,宜采用直径 为10mm且端部磨圆的光滑钢棒。 采用砂浆搅拌机和混凝土搅拌机等设备对水泥土进行搅拌 时,水泥土在搅拌初期包裹在搅拌叶片上,无法将其搅拌均匀, 故考虑用低速搅拌和高速搅拌相结合的搅拌方式。经试验证明, 选用转速为(100~400)r/min且转速可调的搅拌机,采用高低 速交替搅拌的方式,可达到搅拌均匀的效果。当低速搅拌时水泥 土包裹在叶片上,高速搅拌时包裹在叶片上的水泥土被甩在搅拌 锅壁上,通过不断的高低速重复搅拌,使水泥土达到均匀的效 果。但因高速搅拌时,如采用不封闭的搅挫锅,水泥士会溅出

因此采用可封闭的搅拌锅

A.2试件的搅拌、成型与养:

A.2.2建议搅拌时采用先低速搅拌1min,再高速搅拌30s,停 止搅拌并在30s内将包裹在搅拌机叶片和锅壁上的水泥土用油灰 刀刮去,如此循环反复,直至搅拌均匀, A.2.3综合使用插捣和振动两种方法是因为考虑到不同地区士 质差异较大:对水泥土拌合物成型有不利影响,为减小试验误 差,统一成型方法。可根据水泥土状态选择压入环刀的时间。 V 定两次测定试件重度,分别在拆模后养护前和养护后试验前。拆 模后养护前测定试件重度并计算同组试件重度的最大值或最小值 与平均值的偏差,判定该组试件搅拌、成型过程的均匀性,以减 少试验数据的离散性。养护后试验前测定重度主要是供工程中使 用。养护条件对水泥土强度影响很大,通常采用标准养护(将试 件放入塑料袋中密封20℃土2℃养护)、标准水中养护(将试件 浸入20℃土1℃的水中养护)、软土养护(将试件包裹在20℃土 2℃土样中养护)三种方式,通过对淤泥进行无侧限抗压强度试 验表明:标准水中养护或软土养护试件强度离散性较小,且强度 明显高于标准养护试件;标准水中养护与软土养护试件的强度无 明显差别。为便于操作,本规程提出采用标准水中养护

B.1.3当试件尺寸不符合要求时,应重新制样。

B.1.3当试件尺寸不符合要求时,应重新制样

3.2无侧限抗压强度试验

B.2.2压力试验机不符合现行国家标准《液压式压力试验机》 GB/T3722和《试验机通用技术规程》GB/T2611的规定时 不得使用。

B.2.4为了避免试件的温度和湿度发

试件从养护地点取出后应尽快进行试验。考虑到不同水泥掺入 比、不同龄期的水泥土强度差异较大,因此建议水泥土预估强度 小于1MPa时,加荷速率取(0.03~0.08)kN/s;水泥土强度 大于等于1MPa时,加荷速率取(0.08~0.15)kN/s。另外: 从水泥土的应力应变关系可知,除了水泥掺入比较低、龄期较短 的情况下水泥土呈塑性破坏外,一般都表现出脆性破坏的特点 通过试验表明:水泥七试件在脆性破坏时,压缩变形在1%~ 10%之间,因此塑性破坏试件可用压缩变形为10%时的荷载作 为破坏荷载。

1)环刀:内径61,8mm和79.8mm,高度为20mm。环 刀应具有一定的刚度,内壁应保持较高的光洁度,宜 涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。 2)透水板:氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成,其渗透 系数应大于试件的渗透系数。用固定式容器时,顶部 透水板直径应小于环刀内径0.2mm~~0.5mm;用浮环 式容器时上下端透水板直径相等,均应小于环刀内径。 加压设备:应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力、且

3)确定需要施加的各级压力,压力等级宜为12.5、

至0.001g。 将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶,对长颈比重瓶注水至刻度 处,对短颈比重瓶应注满纯水。塞紧瓶塞,多余水自瓶塞毛细管 中溢出。将比重瓶放人恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重 瓶,擦干外壁,称瓶、水总质量,准确至0.001g。测定恒温水 槽内水温,准确至0.5℃。 调节数个恒温水槽内的温度,温度差宜为5℃,测定不同温 度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行两次平行测定,两次 测定的差值不得大于0.002g,取两次测值的平均值。绘制温度 与瓶、水总质量的关系曲线,如图2所示,

图2温度与瓶、水总质量关系曲线

3)比重瓶法试验,应按下列步骤进行: 将比重瓶烘于。称烘于试件15g(当用50mL的比重瓶时: 称烘干试件10g)装入比重瓶,称试件和瓶的总质量,准确 至0.001g。 向比重瓶内注人半瓶纯水,摇动比重瓶,并在砂浴上煮沸 煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min,黏土、粉土不得少 于1h。沸腾后应调节砂浴温度,比重瓶内悬液不得溢出。对砂 土宜用真空抽气法;对含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土必 须用中性液体(煤油)代替纯水,采用真空抽气法排气,真空表 读数宜接近当地一个大气负压值,抽气时间不得少于1h。 将煮沸经冷却的纯水(或抽气后的中性液体)注入装有试件

悬液的比重瓶,当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处,当用短颈比 重瓶时应将纯水注满。塞紧瓶塞,多余的水分自瓶塞毛细管中溢 出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定,且瓶内上部悬液澄 清。取出比重瓶,擦干瓶外壁,称比重瓶、水、试件总质量,准 确至0.001g;并应测定瓶内的水温,准确至0.5℃。 从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得各试验温度下的 瓶、水总质量。 md 一·GT计算, 其中md为试样烘干质量,mbw为比重瓶、水总质量,mbws为比重 瓶、水、试样总质量,GT为TC时纯水或中性液体的相对密度 (可查物理手册)。 水泥土压缩过程中,每次加荷都要经过一定的时间,水泥士 压缩才能稳定。一般情况下,加压24h后,可达到稳定

B.4.1室内试验测定抗剪强度的方法般有直接剪切试验、无 侧限抗压强度试验和三轴压缩试验。无侧限抗压试验是三轴压缩 试验中3二0的一种特殊情况。三轴压缩试验与直接剪切试验相 化具有能够控制试件排水条件、受力状态明确、可以控制天小主 应力、剪切面不固定等优点。直接剪切试验的特点是简单快捷 容易操作,其试验方法有快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法 三轴压缩试验根据排水条件不同可分为不固结不排水试验 (UU)、固结不排水试验(CU)和固结排水试验(CD)三种 以适用不同工程条件而进行强度制表的测定。水泥士试件与常规 的土样不同,经过水泥与土拌合、振实、养护一定龄期后,水泥 颗粒表面的矿物很快与软土中的水分发生水解和水化反应,生成 氢氧化钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙和含水铁酸钙等化合物。这 些新生成的化合物在水中和空气中逐渐硬化,增大了水泥土的强 度,而且由于其结构比较致密,水分不容易侵入,从而使水泥土

具有足够的水稳定性。试验发现,经过一定的养护龄期后的水泥 土,其应力应变关系曲线与软土已经有了显著区别,随着水泥掺 人比的逐渐增大(从5%~25%),龄期的增长,水泥土中的水 化和固化反应逐渐充分,强度逐渐增大,水泥土的初始模量也越 来越大,应力应变曲线的下降段也愈加短而陡,呈比较显著的脆 生破坏。因此,除了有特殊的研究目的外,在一般工程实际中, 不需考虑水泥土的固结与排水问题,或者说在破坏时来不及挪 水,故在本规程中对水泥土的抗剪强度参数试验中采用快剪试验 (Q)和不固结不排水三轴压缩试验(UU)。 快剪试验(Q)和不固结不排水三轴压缩试验(UU)得到 的试验结果为水泥土总应力条件下的抗剪强度参数c和9。其中, 快剪试验适用于测定水泥士简单应力条件下的℃和?,不固结不 排水三轴压缩试验(UU)适用于测定水泥土复杂的三向应力条 件下的c和。

准试件中心,并均匀地紧底座连接螺母。向压力室 内注满纯水,待压力室顶部排气孔有水溢出时,拧紧 排气孔,并将活塞对准测力计和试件顶部。 3)将离合器调至粗位,转动粗调手轮,当试件帽与活塞 及测力计接近时,将离合器调至细位,改用细调手轮, 使试件帽与活塞及测力计接触商业办公楼雨季施工方案.doc,装上变形指示计,将 测力计和变形指示计调至零位。 剪切试件应按下列步骤进行: 1)剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%~1.0%。 2)启动电动机:合上离合器,开始剪切。试件每分钟产 生0.3%~0.4%的轴向应变(或0.2mm变形量),测 记一次测力计和轴向变形值。当轴向应变天于3%时, 试件每产生0.7%~0.8%的轴向应变(或0.5mm变 形值)测记一次。 3)当测力计读数出现峰值时,剪切应继续进行到轴向应 变为15%~20%。 4)试验结束,关电动机。关周围压力阀,脱开离合器 将离合器调至粗位,转动粗调手轮,将压力室降下, 打开排气孔,排除压力室内的水,拆卸压力室罩,拆 除试件,描述试件破坏形状,称试件质量,并测定含 水率。 制应力圆时,需要根据破坏标准选取代表试件破坏时的应 般情况下以主应力差的峰值作为破坏值。如果主应力差无 采用应变为15%时的主应力差作为破坏值

B.5.1特殊工程可增加其他渗透试验方法。对有防渗要求的工 程,也可参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70中 抗渗性能试验方法的规定执行。

B.5.2本条第1款规定渗透仪需提供一定的渗透压2

的水压应能按规定的要求稳定地作用在试件上,主要因为水泥土 的渗透系数非常小,参照《土工试验方法标准》GB/T50123 1999中的变水头渗透装置,存在某些水泥土试件基本不能渗水, 试验时间周期长且测定的数据不够准确,所以规定水泥土渗透仪 应能够提供稳定的渗水压力,这样不仅更具有可操作性,而且更 符合实际工程使用情况。 本条第2款规定渗透试模应采用高度为40mm,且试模上部 侧面应带有出水孔的金属试模,主要是考虑到由于水泥土渗透试 件的高度为30mm,为了便于测定其渗出的水量,防止侧溢而作 此规定的。 B.5.5本条第1款按下列方法进行试件的密封:用水泥加黄油 密封时,其质量比宜为(2.5~3):1。应采用三角刀将密封材料 均匀地刮涂在试件侧面上,厚度应能保证试件与试模密封。应套 上试模并将试件压人,在试摸模下口装入透水石,使透水石与试模 底齐平。另外,试件上端面放置滤纸,是便于观察试件周围是否 渗水,以判定试件是否密封完好。 本条第2款规定刚开始试验时加压幅度比较小,主要是考虑 到低掺量的水泥土试件强度较低,较小幅度的加压可防止试件 破损。 本条第3款中滴定管液面逐渐稳定是指在相同的时间间隔 内,当滴定管内液面的变化量基本相同时,可以认为液面达到稳 定,可继续进行试验。另外,本条文只规定了渗水量大和渗水量 持别小两种情况下测定试件渗透水量的间隔时间,因此,一般情 况下,试验人员可以根据试件实际情况,选择合适的时间间隔测 定其渗水量。 B.5.6试验采用的纯水应符合《土工试验方法标准》GB/T

B.5.5本条第1款按下列方法进行试件的密封:用水氵

表2水的动力黏滞系数、黏滞系数比、温度校正值

脚手架专项施工方案(忠县沙浪嘎表3水泥土试件的渗透系数

统一书号:15112·20262

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