Soil-cement Guide for Water Resources Applications ฉบับภาษาไทย

บทคัดย่อ: กว่า 50 ปีมาแล้วที่ดิน-ซีเมนต์ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพและประหยัด ส้าหรับการใช้งานในแหล่งน ้า รวมถึงการป้องกันริมตลิ่ง การป้องกันความลาดชัน การบุผิวร่องน ้าและบ่อ และโครงสร้างควบคุมเกรด หัวข้อวัสดุส้าหรับดิน-ซีเมนต์ สัดส่วนผสม การออกแบบ การก่อสร้าง และ การควบคุมคุณภาพ ค ำส ำคัญ: ดิน-ซีเมนต์ ป้องกันตลิ่ง การควบคุมการกัดเซาะ โครงสร้างควบคุมระดับน ้า การป้องกันคันดิน การป้องกันทางลาดชัน การบุร่องน ้า การป้องกันทางลาดต้นน ้า เอกสำรอ้ำงอิง: Richards, Dennis L., Hadley, Hans R., Soil-Cement Guide for Water Resources Applications, EB203.01, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, 84 หน้า เกี่ยวกับผู้เขียน: Dennis L. Richards ผู้จัดการโครงการอาวุโส WEST Consultants, Inc., 960 West Elliot Road, Suite 201, Tempe, Arizona 85284-1137 Hans R. Hadley, วิศวกรไฮดรอลิก, WEST Consultants, Inc., 2601 25th Street Southeast, Suite 450, Salem, Oregon 97302 เครดิตภำพปก: ด้ำนบน: การป้องกันความลาดเอียงต้นน ้าของดินซีเมนต์ที่ Jackson Lake, Colorado กลาง: การ ป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ที่ Rillito River, Tucson, Arizona ด้ำนล่ำง: การป้องกันความลาดเอียงต้นน ้าของดินซีเมนต์ที่อ่างเก็บน ้าภูมิภาคแทมปาเบย์ ©2006 สมาคมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์

EB203.01 Portland Cement Association (PCA) เป็นองค์กรไม่แสวงหาผลก้าไรและจัดท้า เอกสารเผยแพร่นี เพื่อการศึกษาต่อเนื่องของผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั น เอกสารเผยแพร่นี ควรใช้โดยผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการรับรองซึ่งมีใบอนุญาตที่จ้าเป็นทั งหมดเท่านั น ผู้ซึ่งมีอ้านาจในการประเมิน ความส้าคัญและข้อจ้ากัดของข้อมูลที่ให้ไว้ในที่นี และผู้ที่ยอมรับความรับผิดชอบทั งหมดส้าหรับการใช้ ข้อมูลนี ผู้อ่านคนอื่นๆ ควรได้รับความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญที่ผ่านการรับรองก่อนด้าเนินการต่อ PCA และสมาชิกของ PCA ไม่รับประกันโดยชัดแจ้งหรือโดยนัยเกี่ยวกับสิ่งพิมพ์นี หรือข้อมูล ใด ๆ ที่มีอยู่ในที่นี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไม่มีการรับประกันใด ๆ ที่ท้าขึ นเพื่อการค้าหรือความเหมาะสม ส้าหรับวัตถุประสงค์เฉพาะ PCA และสมาชิกปฏิเสธความรับผิดต่อผลิตภัณฑ์ใด ๆ (รวมถึงโดยไม่จ้ากัด ความรับผิดอย่างเข้มงวดใด ๆ ในการละเมิด) ที่เกี่ยวข้องกับเอกสารเผยแพร่นี หรือข้อมูลใด ๆ ที่มีอยู่ใน ที่นี ค ำเตือน: การสัมผัสกับคอนกรีตเปียก (ไม่แข็ง) มอร์ตำร์ ซีเมนต์ ( Mortar, cement ) หรือส่วนผสมของซีเมนต์สามารถก่อให้เกิดการ ระคายเคืองต่อผิวหนัง การเผาไหม้ของสารเคมีอย่างรุนแรง (ระดับที่สาม) หรือความเสียหายต่อดวงตา อย่างรุนแรง การสัมผัสบ่อยครั งอาจเกี่ยวข้องกับผิวหนังอักเสบจากการสัมผัสที่ระคายเคืองและ/หรือแพ้ สวมถุงมือกันน ้า เสื อแขนยาว กางเกงขายาวแบบเต็มตัว และอุปกรณ์ป้องกันดวงตาที่เหมาะสมเมื่อใช้งาน กับวัสดุเหล่านี หากคุณต้องยืนบนคอนกรีตเปียก ให้ใช้รองเท้าบูทกันน ้าที่สูงพอที่จะท้าให้คอนกรีตไหล ลงไปได้ ล้างคอนกรีตเปียก ปูน ซีเมนต์ หรือส่วนผสมของซีเมนต์ออกจากผิวของคุณทันที ล้างตาด้วยน ้า สะอาดทันทีหลังสัมผัส การสัมผัสทางอ้อมทางเสื อผ้าอาจร้ายแรงพอ ๆ กับการสัมผัสโดยตรง ดังนั นให้ ล้างคอนกรีตเปียก ปูนซีเมนต์ หรือส่วนผสมของซีเมนต์ออกจากเสื อผ้าทันที ไปพบแพทย์ทันทีหากคุณมี อาการไม่สบายอย่างต่อเนื่องหรือรุนแรง

สำรบัญ บทคัดย่อ………………………………………………………………………….………...………………………....……………ii ค้าส้าคัญ…………………………………………………………………..................................…....……………………….ii อ้างอิง………………………………………….…………………………...................................…………………………….ii เกี่ยวกับผู้เขียน………………………………………………………...............................………………………………….ii 1. บทน ำ....…………………………………….…………………................….………………….........……………….…….1 1.1. พื นหลัง……………..……………………………….………………......................…………………………1 1.2. การใช้งาน..…………..…………………..……...............……………………...…………………………...2 1.2.1. ป้องกันความลาดชัน................…………………………....……………………………….2 1.2.2. การป้องกันสตรีมตลิ่ง................…………………………....………………..…………….3 1.2.3. ช่อง...…………………………………..................…………...…………….…..………………5 1.2.4. วัสดุบุผิว..……………………..............…….………………....……………..………………..5 1.2.5. โครงสร้าง..………………………………...............……………....…………..………………6 1.3. การวิจัยการต้านทานการสึกกร่อนและการกัดเซาะ..…….……………………..………...……...6 1.4. โครงการที่แล้วเสร็จ (พ.ศ. 2540-2546)…………...……….…………….………….……………8 2 วัสดุ………………………………………………………………………………………………….............................…..13 2.1. มวลรวมดิน………….…………………………………………………………………...................……..13 2.1.1. แหล่งที่มา……………………………………………………………………................…….13 2.1.2. การกักตุน……………………………………………………………………................…….13 2.1.3. การไล่ระดับสี…………………………….....………..…………….............………………13 2.1.4. ปริมาณน ้า (ความชื น)…………………............................…………………………….14 2.2. ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์………………………………………..............…………………………………14 2.3. น ้า………………….……………………………………………….....................…………………………..14 2.4. ส่วนผสม………………………………….………………..................…….………………………………14 3 กำรทดสอบดิน-ซีเมนต์……………………………………….............……………………………………………….15 3.1. การสุ่มตัวอย่าง…………………….……………………............….………………..…………………...15 3.2. การไล่ระดับสีโดยรวม……………………..........…….………………………….……………………...15 3.3. ดัชนีความเป็นพลาสติก………………….........…….…………………………..……………...………16 3.4. การทดสอบความหนาแน่นของความชื น………….…...………………...…………………………16 3.5. เนื อซีเมนต์..............…………………….………………………………………………….……………….17 3.5.1. การทดสอบการแช่แข็ง-ละลายและเปียก-แห้ง…….………….…….……………..17 3.5.2. วิธีการทางลัด PCA……………………………………..……………………….……………18

3.6. ปอซโซลาน………………………………………………………………...............……….…………….18 3.7. ก้าลังอัด……………………………………………………………………...........………….…………….18 3.8. แรงเฉือน…………………………………………………………………...........….……………………...18 3.9. ดินทรายที่ท้าปฏิกิริยาไม่ดี……………………………………………...….…………………………..19 4 สัดส่วนผสม…………………………………………………………………...……………..............…………………...21 4.1. เกณฑ์การออกแบบส่วนผสม………………………….....……………………………………………21 4.1.1. สมาคมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์…………………………...……………………………….21 4.1.2. กองพลทหารช่างแห่งกองทัพสหรัฐฯ………………….…..…………………………...22 4.1.3. ส้านักการบุกเบิกแห่งหรัฐอเมริกา…………………………..…………………………..22 4.1.4. มารีโคปา เคาน์ตี รัฐแอริโซนา………………………….………………….……………..23 4.1.5. ปิมาเคาน์ตี รัฐแอริโซนา………………………………...………………….……………...23 4.1.6. ออเรนจ์เคาน์ตี แคลิฟอร์เนีย………………………………………………..…………….24 4.2. การทดสอบในห้องปฏิบัติการ.....................................................................................24 4.3. คุณสมบัติทางกายภาพ……………......…………………………………………………………………25 4.3.1. ความแข็งแกร่ง…….........……………………………………………………………………..25 4.3.2. ความต้านทานการกัดกร่อนและการกัดเซาะ………………………………………….25 4.3.3. การหดตัว………………………………………...........………………………………………..25 4.3.4. การซึมผ่าน…………………………………………...........…………………………………...25 5 ประเด็นกำรออกแบบ………………………………………………………………………………..........…………….27 5.1. ทั่วไป……………………………………………….............……….……………………………………….27 5.2. การป้องกันตลิ่งและเขื่อน……………………………………….....…………………………………...27 5.2.1. ที่ตั ง/การจัดต้าแหน่ง………………………………….......…………………………………27 5.2.2. สภาพไฮดรอลิค…………………………………………….........……………………………27 5.2.2.1. ระดับน ้า………………………………………......……………………………..27 5.2.2.2. ความเร็วน ้า……………………………………….....………………………….27 5.2.2.3. ระยะเวลาการไหล……………………………...……………………………..28 5.2.3. ขนาดส่วน……………………………............…………………………………………………28 5.2.3.1. ความสูง……………………......………………………………………………...28 5.2.3.2. เชิงเนินลง………………......……………………………………………………30 5.2.4. กัดเซาะ……………………………………………............……………………………………30 5.2.4.1. ทั่วไป………………………………….......……………………………………...30 5.2.4.2. รอยบากไหลต่้า……………………...………………………………………...30 5.2.4.3. เบนด์เซาะ………………………………….....…………………………………30 5.2.4.4. การเสื่อมสภาพหรือการเสื่อมสภาพในระยะยาว…………..……….30

5.2.4.5. เบดฟอร์มสเกาท์………………………………......................……………………………..31 5.2.4.6. กัดเซาะพื นถิ่น…………………………………........................…………………………….31 5.2.4.7. เหมืองแร่…………………………………………..........................………………………….31 5.2.5. การเปลี่ยน/การแทรกซึม………………………..........………………………………………..31 5.2.6. ต้นน ้า/ปลายน ้า………………………………………..............………………………………….32 5.3. ป้องกันความลาดชัน…………………………..............……………………………………………………..32 5.3.1. มุมลาด………….................…………………………………….…………………………………..33 5.3.2. ขนาดหันหน้า…..................…………………………………………….…………………………33 5.3.3. ฟรีบอร์ด………………....................…………………………………….…………………………35 5.3.3.1. เวฟรันอัพ…………………………………...............……………………………….35 5.3.4. เสถียรภาพทางธรณีเทคนิค…….....................……………………………………………..37 5.3.4.1. เลื่อน…………………...............………………….………………………………….37 5.3.4.2. พลิกคว่้า…………..............…………………….……………………………………37 5.3.4.3. ความจุแบริ่ง……………………………….............………………………………..37 5.3.4.4. ท่อดิน……………………………………................…………………………………37 5.3.4.5. ยกขึ นและแรงดันอุทกสถิต……………..……………......………………………37 5.3.4.6. แผ่นดินไหว……………………………….………….…............……………………38 5.3.5. การระบายน ้าภายใน…………………………….............….……….………………………….38 5.4. ช่อง…..……………....................………………………………………………………………………………..38 5.4.1. รอยขีดข่วน………………………....……………………………………………………..39 5.4.2. น ้าใต้ดินสูง…………………………….....………………………………………………..39 5.5. ซับ……………………………………………………….....................………………………………………….39 5.5.1. จีโอเมมเบรน…………………………………................…………………………………………39 5.5.2. ซึม………………………………………………....................………………………………………39 5.6. โครงสร้างการควบคุมเกรด……………………............……………………………………………………39 5.6.1. ประเภทของโครงสร้าง……………………………………............…………………………….39 5.6.2. ไฮดรอลิค……………………………………………………................…………………………..40 5.6.3. ความชันของช่องทางสมดุล…………………………………..........…………………………..40 5.6.4. ระยะห่างตามยาว…………………………............……………………………………………..40 5.6.5. ความสูง…………………………………………..................………………………………………41 5.6.6. ทางลง……………………………………….................…………………………………………...41 5.6.7. การผูกตลิ่ง……………………………………................…………………………………………41 5.6.8. การจัดต้าแหน่งช่องทางต้นน ้า…………........………………………………………………..41 5.6.9. การไหลเข้าท้องถิ่น………………………………………….............…………………………...42

5.6.10. ผลกระทบปลายน ้า……………………......……………………………………………….42 5.6.11. เสถียรภาพทางธรณีเทคนิค……………...……………………………………………….42 5.7. ช่วงระยะ………………………………............……………………………………………………………42 5.8. ความปลอดภัย………………………….........………………………………………………...…………42 5.9. ข้อต่อ……………………………………………............…………………………………………………..43 5.9.1. ข้อต่อก่อสร้างขวาง…………………………….……….....………………………………..43 5.9.2. ข้อต่อยกแนวนอน…………………………………….......………………………………...43 5.10. ขัดเงา…………………………………………………………................…………………………………..44 5.11. สุนทรียภาพ…………………………………………………..............……………………………………45 5.12. ความเข้ากันได้ทางเคมี….…………………………………………........………………………………46 5.12.1. ท้าปฏิกิริยากับดินทรายได้ไม่ดี………………….…………………………………….46 5.12.2. ต้านทานซัลเฟต………………………………………….......……………………………46 5.12.3. ความต้านทานต่อของเสียอันตราย……………..……………………………………46 6 กำรก่อสร้ำง………………………………………………………………………….............…………………………..47 6.1. การเตรียมเกรด……….........……………………………………………………………………………..47 6.2. การผสม……………………..............………………………………………………………………………47 6.3. การขนส่ง…………………….............……………………………………………………………………..48 6.4. การแพร่กระจาย……….........……………………………….……………………………………………49 6.5. การบดอัด…………………………………………………............………………………………………..50 6.6. ขัดเงา………………………………………………………..............……………………………………….51 6.7. การบ่ม……………………………………………………….............………………………………………51 7 กำรตรวจสอบและทดสอบกำรควบคุมคุณภำพ………………………….……………………………………53 7.1. ความสม่้าเสมอของส่วนผสม…………………………………...…......………………………………53 7.1.1. โรงงานผสมแบทช์……………………………….……........………………………………..54 7.1.2. พืชผสมต่อเนื่อง………………………………………........………………………………...54 7.1.3. การตรวจสอบเนื อหาซีเมนต์…………………………..………………………………….54 7.2. การส่วนผสมของคอนกรีต…………………………………......……………………………………….54 7.2.1. ส่วนผสมของคอนกรีตสะสม………………....…………………………………………...54 7.2.2. ส่วนผสมของคอนกรีตเป็นชุด…….....……………………………………………………54 7.2.3. ความชื น……………………………...........…………………………………………………..54 7.3. พื นที่วาง……………………………………………........................…………………………………….54 7.4. บ่ม…………………………………………..........................……………………………………………..55 7.5. ความหนาแน่น……………………………….....................……………………………………………55 7.6. ความชื น…………………………………………….......................……………………………………..55

7.7. แรงอัด…………………………………….…...............…………………………………………….55 7.8. อุณหภูมิ………………………..……….……….............…………………………………………..56 8 กำรประมำณกำรค่ำใช้จ่ำย…………………………….……………….......………………………………………….57 9 ประสิทธิภำพ………………………………………………….………………...............…………………………………59 9.1. การป้องกันสตรีมตลิ่ง…………............………………………………………………………...59 9.1.1. ทูซอน…................................................................................................59 9.1.2. ฟีนิกซ์…………………………......……………………………….……………….……..60 9.2. การป้องกันความลาดชันส้าหรับเขื่อน…………......……………….……………………..61 9.3. การชุบดิน-ซีเมนต์………………………………………………………………………………….62 9.3.1. ฟลอริดา พาวเวอร์ แอนด์ ไลท์ โรงงานแซนฟอร์ด…..…………………….63 9.3.2. อ่างเก็บน ้าพะยูน………………………..............…………………………………..63 ภำคผนวก ก……………………………………………….............……………………………………………………….65 อ้ำงอิง…………………………………………………………................…………………………………………………..67 สำรบัญรูปภำพ รูปที่ 1-1 ส่วนทดสอบดิน-ซีเมนต์ อ่างเก็บน ้า Bonny ในปี 2544 หลังเปิดให้บริการมา 50 ปี........1 รูปที่ 1-2 ส่วนทั่วไปส้าหรับป้องกันดิน-ซีเมนต์ลาดเอียง……..……………….…….………….…………………….2 รูปที่ 1-3 เสร็จสิ นโครงการป้องกันความลาดชัน "ขั นบันได" รัฐเท็กซัส…….….……….………….……..…….2 รูปที่ 1-4 งานติดตั งแผ่นกันดินซีเมนต์ลาดเอียง…..…......……………..…….…….…………………….……………2 รูปที่ 1-5 ลาดดิน-ซีเมนต์แบบขั นบันได ป้องกันความลาดเอียงที่อ่างเก็บน ้าแทมปาเบย์ รัฐฟลอริดา ในช่วงเริ่มต้นของอ่างเก็บน ้า เติมน ้าก่อน………………….....………...…….………….3 รูปที่ 1-6 อมาร์โกซา ครีก แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง………………...………………….………….…………..3 รูปที่ 1-7 ส่วนทั่วไปส้าหรับป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์………..………………………………………......….……....…..3 รูปที่ 1-8 ส่วนทั่วไปส้าหรับการบุช่องซีเมนต์ดิน (GLHN Architects and Engineers, Inc)…….…...4 รูปที่ 1-9 ตัวอย่างช่องแข็งด้านล่างและขั นตอนคร่าว ๆ พร้อมซานอันโตนิโอ อาร์โรโย นิวเม็กซิโก.....4 รูปที่ 1-10 ตัวอย่างช่องทางด้านล่างที่ Sand Creek รัฐโคโลราโด…...…………………....…………………...4 รูปที่ 1-11 ตัวอย่างการป้องกันดิน-ซีเมนต์ตลิ่งแบบตัดแต่งเรียบริม San Diego Creek ในเออร์ไวน์ แคลิฟอร์เนีย...................................................................................................4 รูปที่ 1-12 การป้องกันธนาคารที่ Las Vegas Wash รัฐเนวาดา…..…..……………..……………………..…..4 รูปที่ 1-13 ช่องซับส้าหรับ Florida Power & Light Company โรงงานในเมืองแซนฟอร์ด รัฐฟลอริดา……..........................................................................................................…..….5 รูปที่ 1-14 งานวางดิน-ซีเมนต์และบดอัดทับ HDPE liner ที่ Cedar Creek, Texas, ปรับสมดุลอ่างเก็บน ้า……..............................................................................................……5

รูปที่ 1-15 ทะเลสาบกากตะกอนดินผสมซีเมนต์ในเมืองออสติน รัฐเท็กซัส……........……..…………..…………6 รูปที่ 1-16 ส่วนทั่วไปของโครงสร้างควบคุมเกรดดิน-ซีเมนต์……………........…………..……….....………………..6 รูปที่ 1-17 โครงสร้างหยดดินซีเมนต์ที่สร้างขึ นตาม Marcy Gulch รัฐโคโลราโด….…..…………………………6 รูปที่ 1-18 น ้าไหลเหนือโครงสร้างหยดน ้าใน Marcy Gulch, Colorado.………………………………..…………6 รูปที่ 1-19 ความต้านทานการพังทลายของดินที่มีความเสถียร (นุสบาม, 2514)……….……………………….7 รูปที่ 3-1 "ชีสสวิส" ลักษณะเป็นดินปูนปั้นเป็นลูกดิน…………………….……………………..........…………………16 รูปที่ 3-2 Standard Proctor Curve ส้าหรับดิน-ซีเมนต์………………….……...……………………………………16 รูปที่ 3-3 การเปรียบเทียบความชื น Proctor "มาตรฐาน" และ "ดัดแปลง" เส้นโค้งความหนาแน่น ของส่วนผสมดิน-ซีเมนต์ เดียวกัน……….....…………………………………………......……………………..17 รูปที่ 4-1 ก้าลังอัดเทียบกับเส้นโค้งความทนทาน (ACI, 1990)……….....….………………………………………24 รูปที่ 4-2 ผลการทดสอบก้าลังอัดในระยะยาว……............…..…………………………………………………………..25 รูปที่ 5-1 การป้องกันธนาคารที่ Rillito River ใน Tucson, Arizona…….……..…………………………………27 รูปที่ 5-2 การป้องกันตลิ่งสองชั นริม San Diego Creek ในเออร์ไวน์ แคลิฟอร์เนีย.....…….…………………28 รูปที่ 5-3 แผนทั่วไปและส่วนของโครงการบริดจ์ในซานตาแคลริตา แคลิฟอร์เนีย (วิศวกรรมโยธาแปซิฟิกขั นสูง)……..………………..……………………………….............................…...2 รูปที่ 5-4 คลื่นซัดฝั่งแม่น ้าซานตาครูซ รัฐแอริโซนา………….………………….…….........…………………………..29 รูปที่ 5-5. การพังทลายของตลิ่งด้านดิน-ซีเมนต์เนื่องจากการไหลท่วมแม่น ้าซานตาครูซ รัฐแอริโซนา….....................................................................................................................……29 รูปที่ 5-6 การขุดที่ปลายทางต้นน ้าของเขื่อนป้องกันตลิ่งดิน-ซีเมนต์ Tri-City Landfill รัฐแอริโซนา…...............................................................................................................…………30 รูปที่ 5-7 ก่อสร้างเจาะท่อระบายน ้าพายุป้องกันตลิ่งดิน-ซีเมนต์……………………….....…………………………31 รูปที่ 5-8 ตัวอย่างรายละเอียดชั นวางสินค้า (Richards and Pauley, 1996)………………………………..32 รูปที่ 5-9 เปลี่ยนจากดินซีเมนต์เป็นบล็อกคอนกรีตป้องกันตลิ่งซานดิเอโกครีก เออร์ไวน์ แคลิฟอร์เนีย………................................................................................................................….32 รูปที่ 5-10 ดิน-ซีเมนต์ ฉุกเฉิน ส้าหรับงานถมดินกว้างของเขื่อนแคนยอนใกล้เรเดียมสปริงส์ นิวเม็กซิโก….....................................................................................................................…….33 รูปที่ 5-11 ความสัมพันธ์ของความชัน ความหนาของผิวสัมผัส ความหนาของชั นและความกว้าง ของชั นแนวนอน (PCA, 1991)…………..………………..………………………….……………....……….33 รูปที่ 5-12 วางดินซีเมนต์ที่ Jackson Lake Dam, Colorado…………….…………..…………………………..34 รูปที่ 5-13 ระบบสายพานล้าเลียงช่วยลดความกว้างของชั นและขจัดความต้องการทางลาดดิน ส้าหรับรถบรรทุกขึ นลงทางลาดชัน…...………………………………………………………………..……...34 รูปที่ 5-14 เนินดิน-ปูน ขึ นลง…..……………….................………………………………………………………………….34 รูปที่ 5-15 การวางดิน-ปูนขวางทางลาดโดยใช้เครื่องปู….........……………………………………………………….34 รูปที่ 5-16 ส่วนทั่วไปแสดงแผ่นรวมและขั นบันไดการก่อสร้างอ่างเก็บน ้าแทมปาเบย์ รัฐฟลอริดา……...........................................................................................................………...35

รูปที่ 5-17 ชุบดิน-ซีเมนต์ป้องกันความลาดเอียงที่ Upper Duck Detention แอ่งน ้าในคลาร์กเคาน์ตี รัฐเนวาดา……..………………………………………………………………………35 รูปที่ 5-18 การวัดระยะคลื่น……................………………………..………………………………………………………...35 รูปที่ 5-19 การไหลบ่าของคลื่นบนเนินดินซีเมนต์ หันเข้าหา……...…………....…………………………………...36 รูปที่ 5-20 ผลของความสูงชันต่อการไหลขึ นของคลื่น………...….….......…………………………………………...36 รูปที่ 5-21 เขื่อนกันดินซีเมนต์ที่มีก้าแพงเชิงเทินเป็นพื นหลัง ทะเลสาบแจ็กสัน รัฐโคโลราโด……..….....36 รูปที่ 5-22 การวางดินซีเมนต์บนผ้าใยสังเคราะห์ที่แทมปาเบย์ ฟลอริดา………...………………....……………38 รูปที่ 5-23 ช่องแคบโดมิงโกโบคาเหนือใน อัลบูเคอร์คี นิวเม็กซิโก…………..…………………...………………..38 รูปที่ 5-24 โครงสร้างคุมเกรดดิน-ซีเมนต์ Shop Creek, Colorado….……………………………………………40 รูปที่ 5-25 หลุมกัดเซาะโครงสร้างควบคุมเกรด………..…….........…………………………………………………….41 รูปที่ 5-26. ทางลาดเข้าทางลง ซานดิเอโกครีก เออร์ไวน์ แคลิฟอร์เนีย……………..……………….…………...42 รูปที่ 5-27 ราวกันคนเดินเท้าตามแนวป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ Rillito Creek ใน Tucson รัฐแอริโซนา............................................................................................................................43 รูปที่ 5-28 ขอบ "ขั นบันได" ริม Sand Creek ใน Aurora, Colorado…..…….………………………………...43 รูปที่ 5-29 การก่อสร้างรอยต่อตามขวางที่เหมาะสม…….........………………………………………………………43 รูปที่ 5-30 ไม้กวาดไฟฟ้า ใช้ขัดผิวดินซีเมนต์…………………..........……………………………………………………43 รูปที่ 5-31 ทาปูนซิเมนต์บนพื นผิวดินซีเมนต์ที่วางไว้ก่อนหน้านี ทันทีก่อนที่จะวางต้าแหน่ง ยกต่อไป………........................................................................................................................44 รูปที่ 5-32 ยางกลองใช้ท้ารอยบุ๋มหน้าดินซีเมนต์…………….........…...……………………………………………….44 รูปที่ 5-33 ชุดลูกกลิ งแบบบุ๋มที่ใช้ท้ารอยบุ๋มบนผิวดินปูน…………….........…………………………………………44 รูปที่ 5-34 บดอัดขอบด้วยรถบดติดบุ้งกี๋รถแบคโฮ…..........…………………………………………………………….45 รูปที่ 5-35 อัดขอบดินปูนป้องกันตลิ่งด้วยหน้าแปลนโค้งมนที่ติดอยู่กับดรัมโรลเลอร์………....…………….45 รูปที่ 5-36 การสร้างรอยเลื่อนธรณีภาคจ้าลองในดิน-ซีเมนต์ใน Calabacillas Arroyo, New Mexico……….…………………………………………………………….……………………………..……45 รูปที่ 5-37 กระดูกไดโนเสาร์ส้าเร็จรูปวางใน shotcrete สีเหนือการป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ที่ Calabacillas Arroyo, New Mexico………………………………………..……,……………………….45 รูปที่ 5-38 ฝังดิน-ซีเมนต์ป้องกันตลิ่งริมแม่น ้าซานตาคลารา รัฐแคลิฟอร์เนีย………….…….…………………46 รูปที่ 6-1. ป้องกันตลิ่งดิน-ซีเมนต์ในระยะเริ่มต้นของการก่อสร้างริมแม่น ้าซานตาคลาราในวาเลนเซีย แคลิฟอร์เนีย โดยมีระบบแยกน ้าอยู่เบื องหลัง……..…………………………….......……………………47 รูปที่ 6-2 ไดอะแกรมของเครื่องผสมพุกมิลล์ของโรงงานส่วนกลางที่ป้อนอย่างต่อเนื่อง….….……………...47 รูปที่ 6-3 เครื่องผสม pugmill ของโรงงานส่วนกลางพร้อมรถพ่วงด้านล่างใช้ส้าหรับถังเก็บ ที่แม่น ้าซานตาครูซ รัฐแอริโซนา……...…………………………………………………………………………..48 รูปที่ 6-4 รถบรรทุกเทดินซีเมนต์ ท้ายเขื่อน โครงการสะพานข้ามแยกแม่น ้าซานตาคลารา แคลิฟอร์เนีย….................................................................................................................…….49 รูปที่ 6-5 รถเฮี๊ยบและรถขุดตักดินซีเมนต์พร้อมกาลาบาซิลลัส อาร์โรโย นิวเม็กซิโก…….….....…………...49 รูปที่ 6-7 รถดันดินเกลี่ยดินซีเมนต์ขึ นทางลาด…………….…………………………………………...........…………..49

รูปที่ 6-6 รถเกลี่ยดินซีเมนต์..……………………………...……………………………………………..………………………..49 รูปที่ 6-7 รถดันดินเกลี่ยดินซีเมนต์ขึ นทางลาด……...............................................…………..……………………49 รูปที่ 6-8 เครื่องปูที่ใช้ในการเกลี่ยดินซีเมนต์ ที่ Hines Energy Complex, Florida………..…...……………50 รูปที่ 6-9 ลูกกลิ งสั่นสะเทือนบดอัดดินซีเมนต์………………............………………………….....……………………….50 รูปที่ 6-10 เครื่องอัดแบบสั่นสะเทือนควบคุมระยะไกลส้าหรับใช้ในพื นที่เข้าไม่ถึง…..….…………..………….50 รูปที่ 6-11 แผ่นเหล็กติดบุ้งกี๋ของรถขุดขนาดเล็กที่ใช้สร้างและกระชับหน้าแนวตั งของลิฟต์ขนดินซีเมนต์ แต่ละตัวที่ Calabacillas Arroyo, New Mexico……………….………..……………………………….50 รูปที่ 6-12 รถน ้าใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ผิวดินซีเมนต์แห้ง…….………………………..………...........…………………..51 รูปที่ 9-1 การพังทลายของตลิ่งที่ไม่มีการป้องกันท้าให้เกิดความเสียหายต่ออาคารส้านักงานที่อยู่ติดกับ แม่น ้า Rillito ในช่วงน ้าท่วมปี 1983…………….….…………………………………………………………..59 รูปที่ 9-2 การพังทลายของตลิ่งในแม่น ้า Rillito และตลิ่งป้องกันดินซีเมนต์เบื องหน้าในช่วงน ้าท่วม ปี 2526…..............................................................................................................................…59 รูปที่ 9-3 ดินซีเมนต์ที่แสดงเบื องหน้าท้างานได้ดีเมื่องานปี 2526 ใกล้ถึงจุดสูงสุด………..….…..….………..59 รูปที่ 9-4 ธนาคารตามสะพานข้ามแม่น ้าซานตาครูซได้รับการคุ้มครองโดยดิน-ปูน (แสดงเป็นพื นหลัง) ไม่พบความเสียหาย…………………………………………..................……………………………………………60 รูปที่ 9-5 สภาพดิน-ปูนป้องกันตลิ่งเมื่อน ้าลดหลังน ้าท่วมปี 2526…………..…….………………………………..60 รูปที่ 9-6 การป้องกันตลิ่ง CSA ของ Tri-City Landfill ตามแนวแม่น ้าเกลือ…….…,………….…………………60 รูปที่ 9-7 การป้องกันตลิ่งของ CSA ตามแม่น ้าซอลต์ที่สนามบินนานาชาติ Sky Harbor….,,……….………..61 รูปที่ 9-8 ปลายน ้าของการป้องกันตลิ่งของ CSA ริมแม่น ้าซอลต์ที่ 19 th Ave……………………………….…61 รูปที่ 9-9 ส่วนการทดสอบ Bonny Reservoir ในปี 2548 หลังจากผ่านไป 54 ปี ภัยแล้งในช่วงหลายปี ที่ผ่านมาท้าให้ระดับน ้าในอ่างเก็บน ้าลดลงต่้ากว่าระดับดินซีเมนต์…….............................………61 รูปที่ 9-10 ส่วนของการป้องกันความลาดชันของดินซีเมนต์บนเขื่อนเชนีย์ รัฐแคนซัส ได้รับความเสียหายอย่างหนักจากพายุใหญ่ในปี พ.ศ. 2514……….………………………….……...62 รูปที่ 9-11 คอนกรีตแบบลีนใช้ซ่อมแซมดิน-ซีเมนต์ที่ช้ารุดการป้องกันความลาดชันของเขื่อนเชนีย์ รัฐแคนซัส......................................................................................................…………..…………62 รูปที่ 9-12 มุมมองทั่วไปของเขื่อน Castaic ใน Castaic, California ในปี 2006, 35 ปีหลังการ ก่อสร้าง……….....................................................................................................................…..62 รูปที่ 9-13 ภาพระยะใกล้ของการป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ที่เขื่อนคาสเตอิก , รัฐแคลิฟอร์เนีย 35 ปีหลังการก่อสร้าง……………………………………......................……………………………………….62 รูปที่ 9-14 การป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ (วิธีการชุบ) เขื่อนเคาน์ตี เมืองเบรเดนตัน รัฐฟลอริดา 39 ปีหลังการก่อสร้าง…..………………………………..............................…………………………………63

สำรบัญตำรำง ตารางที่ 1-1 โครงการดิน-ซีเมนต์ แหล่งน ้า แล้วเสร็จ (2540-2546)……………….………………...…………9-11 ตารางที่ 2-1 ช่วงปกติของความต้องการซีเมนต์ส้าหรับดิน-ซีเมนต์ การป้องกันความลาดชัน (PCA, EB052, 1992)…………………………………………………………………….……..…..…………….13 ตารางที่ 2-2 การไล่สีทั่วไปส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์…………………..................….………………………….14 ตารางที่ 3-1 ความแข็งแรงสามแกนและปริมาณซีเมนต์หลังการบ่ม 28 วัน (นุสบอมและคอลลีย์, 2514)….............................................................................................….19 ตารางที่ 4-1 เกณฑ์การสูญเสียน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตตามประเภทของดินจากการทดสอบแบบเปียก-แห้ง และแช่แข็ง-ละลาย (PCA 1992)...……………………………………………………….…………………...…21 ตารางที่ 4-2 เกณฑ์การลดน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตตามประเภทของดินจากการทดสอบแบบเปียก-แห้ง และแช่แข็ง-ละลาย (USACE)………..…………………………………………………..……….…………….……22 ตารางที่ 4-3 ข้อก้าหนดการไล่ระดับสีของ USACE ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์………..…...….……….….22 ตารางที่ 4-4 ข้อก้าหนดการไล่ระดับของ Maricopa County ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์….....….……23 ตารางที่ 4-5 ข้อก้าหนดการไล่ระดับสี Pima County ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์……...…………………23 ตารางที่ 4-6 ข้อก้าหนดการไล่ระดับของออเรนจ์เคาน์ตี ส้าหรับการรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์…...……………..……24 ตารางที่ 7-1 ความคลาดเคลื่อนในการทดสอบความสม่้าเสมอของดินซีเมนต์……………........…....………………53 ตารางที่ 7-2 ความคลาดเคลื่อนในการผสมหรือการป้อน…………..…………………………………...............…………53 ตารางที่ 7-3 ความสัมพันธ์ของอายุต่าง ๆ เป็นเปอร์เซ็นต์ของก้าลังอัด 7 วัน (ก้าลังออกแบบ 7 วัน 750 psi [5.2 MPa)………………….……………………………...……………………...……………………….55 ตารางที่ 8-1 ต้นทุนการผลิตดินซีเมนต์โดยประมาณ (ไม่รวมค่าปูน)……ใ….....………………………………………..57 ตาราง ก-1 สรุปข้อก้าหนดและการทดสอบ ASTM และ AASHTO วิธีที่ใช้ในการก่อสร้างดิน-ซีเมนต์…........................................................ใ.............................65-66

1. บทน ำ ดินซีเมนต์ ตามที่ก้าหนดไว้ใน ACI 230 State-of-the-Art Report ดินซีเมนต์ คือ ส่วนผสมของดินและปริมาณซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และน ้าที่วัดได้ซึ่งอัดแน่นจนมีความหนาแน่นสูง สามารถ นิยามเพิ่มเติมได้ว่าเป็นวัสดุที่ผลิตโดยการผสม การบดอัด และการบ่มส่วนผสมของดิน/มวลรวม ปูนซีเมนต์ ปอร์ตแลนด์ ส่วนผสมที่อาจรวมถึงปอซโซลาน และน ้า เพื่อสร้างวัสดุชุบแข็งที่มีคุณสมบัติทางวิศวกรรม เฉพาะ ดิน-ซีเมนต์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวัสดุก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพและประหยัดส้าหรับใช้ในงาน ทรัพยากรน ้า รวมถึงการป้องกันริมตลิ่ง การป้องกันความลาดชัน การบุผิวร่องน ้าและบ่อ และโครงสร้าง ควบคุมเกรด เราสามารถใช้ดินได้หลากหลายชนิดเพื่อสร้างการป้องกันดินซีเมนต์ลาดเอียงที่ทนทาน เพื่อการประหยัดสูงสุดและการก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ขอแนะน้าว่า (1) ดินไม่มีวัสดุเหลืออยู่ใน 2- in ตะแกรง (50 มม.) (2) วัสดุอย่างน้อย 55% ผ่านตะแกรงเบอร์ 4 (4.75 มม.) (3) ระหว่าง 5% ถึง 35% ผ่านตะแกรงเบอร์ 200 (0.075 มม.) และ (4) ดัชนีความเป็นพลาสติก (PI) ไม่เกิน 8 วัสดุที่ตรง ตามข้อก้าหนดเหล่านี มีพร้อมจ้าหน่ายที่ไซต์งานส่วนใหญ่ หากปริมาณวัสดุผ่านตะแกรงเบอร์ 200 (0.075 มม.) เกิน 35% การเพิ่มวัสดุเนื อหยาบอาจถือว่าสมเหตุสมผล ดินที่มีวัสดุมากกว่า 35% ผ่าน ตะแกรงเบอร์ 200 (0.075 มม.) อาจใช้หากเศษละเอียดไม่ใช่พลาสติกและสามารถผสมกับซีเมนต์ได้อย่าง เพียงพอ ส้าหรับทางลาดที่สัมผัสกับคลื่นกระท้าในระดับปานกลางถึงรุนแรง หรือมีเศษวัสดุซึ่ง บรรทุกน ้าไหลเชี่ยวกราก ดินซีเมนต์มักจะถูกวางในแนวราบต่อเนื่องกันติดกับทางลาด สิ่งนี เรียกว่าการ ป้องกันความชันแบบ "ขั้นบันได" ส้าหรับการใช้งานที่มีความรุนแรงน้อย เช่น อ่างเก็บน ้าขนาดเล็ก คูน ้า และทะเลสาบ การป้องกันความลาดเอียงอาจประกอบด้วยชั นดิน-ซีเมนต์หนึ่งชั นหรือมากกว่าที่วางขนานกับ พื นลาดเอียง วิธีนี มักเรียกกันว่า "การชุบ" ต้นทุนที่สูงในการขนส่งวัสดุจากเหมืองที่อยู่ห่างไกลท้าให้ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของ บางโครงการยังเป็นที่น่าสงสัย U.S. Bureau of Reclamation (USBR) ได้ริเริ่มงานวิจัยที่ส้าคัญเพื่อศึกษา ความเหมาะสมของดิน-ซีเมนต์เพื่อเป็นทางเลือกแทนการลอกเลียนแบบ USBR สร้างส่วนทดสอบเต็มรูปแบบในปี 1951 หลังจากประสบความส้าเร็จจาก การศึกษาในห้องปฏิบัติการที่แสดงให้เห็นว่าดินซีเมนต์ที่ท้าจากดินทรายมีความทนทานในสภาพแวดล้อมที่มี น ้ากัดเซาะ สถานที่ตามแนวชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของ Bonny Reservoir ทางตะวันออกของโคโลราโด ได้รับเลือกเนื่องจากสภาพการให้บริการที่รุนแรงตามธรรมชาติซึ่งเกิดจากคลื่นขนาดใหญ่ น ้าแข็ง และรอบ การละลายน ้าแข็งมากกว่า 100 รอบต่อปี (รูปที่ 1-1) USBR เชื่อมั่นหลังจากประเมินส่วนการทดสอบเป็น เวลา 10 ปีว่าดิน-ซีเมนต์มีความเหมาะสมส้าหรับการป้องกันความลาดชัน

1.1. ควำมเป็นมำ หลังสงครามโลกครั งที่ 2 โครงการแหล่งน ้าขยายตัวอย่างรวดเร็วในภูมิภาคเกรตเพลนส์ ของสหรัฐอเมริกา ริปแรปหินที่มีคุณภาพน่าพอใจส้าหรับการป้องกันการลาดเอียงต้นน ้านั นไม่มีให้บริการใน ท้องถิ่นส้าหรับหลาย ๆ โครงการเหล่านี และต้นทุนสูงในการขนส่งวัสดุจากเหมืองที่อยู่ห่างไกลท้าให้ความ เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของบางคนโครงการที่น่าสงสัย ส้านักการบุกเบิกแห่งสหรัฐอเมริกา (USBR) ได้ริเริ่มการวิจัยครั งใหญ่เพื่อศึกษาความเหมาะสมของดินซีเมนต์เป็นทางเลือกแทนริพแรพ USBR สร้างส่วนทดสอบเต็มรูปแบบในปี 1951 หลังจากประสบความส้าเร็จจาก การศึกษาในห้องปฏิบัติการที่แสดงให้เห็นว่าดินซีเมนต์ที่ท้าจากดินทรายมีความทนทานในสภาพแวดล้อมที่มี น ้ากัดเซาะ สถานที่ตามแนวชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของ Bonny Reservoir ทางตะวันออกของโคโลราโด ได้รับเลือกเนื่องจากสภาพการให้บริการที่รุนแรงตามธรรมชาติซึ่งเกิดจากคลื่นขนาดใหญ่ น ้าแข็ง และรอบ การละลายน ้าแข็งมากกว่า 100 รอบต่อปี (รูปที่ 1-1) USBR เชื่อมั่นหลังจากประเมินส่วนการทดสอบเป็น เวลา 10 ปีว่าดิน-ซีเมนต์มีความเหมาะสมส้าหรับการป้องกันความลาดชัน รูปที่ 1-1 ส่วนทดสอบดิน-ซีเมนต์ของอ่างเก็บน ้า Bonny ในปี 2544 หลังจากให้บริการมา 50 ปี

1.2. กำรน ำไปใช้ นับตั งแต่การใช้งานครั งแรกในการป้องกันความลาดเอียงในอ่างเก็บน ้าโดย USBR พบว่า ดินซีเมนต์มีประโยชน์เพิ่มเติมหลายประการในด้านทรัพยากรน ้า ส่วนต่อไปนี สรุปการใช้ดิน-ซีเมนต์ใน การใช้งานด้านทรัพยากรน ้า ได้แก่ การป้องกันตลิ่ง การป้องกันความลาดชัน การบุร่องน ้า การบุผิวบ่อ และโครงสร้างควบคุมระดับน ้า ค้าอธิบายและตัวอย่างโดยละเอียดเพิ่มเติมมีให้ในภายหลังในเอกสาร 1.2.1. กำรป้องกันควำมลำดชัน ซีเมนต์ดินได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพและประหยัดในการป้องกัน ความลาดชันของเขื่อนและคันดินประเภทอื่น ๆ ซึ่งรวมถึงเขื่อนกั นน ้า เขื่อนกั นน ้า ร่องน ้า แนวชายฝั่ง เขื่อนกั นทางหลวงและทางรถไฟ และท้านบที่กักเก็บน ้าหล่อเย็นส้าหรับโรงงานผลิตไฟฟ้า ส่วนการออกแบบทั่วไปที่ใช้ส้าหรับการป้องกันความลาดชันขึ นอยู่กับความรุนแรงของ การใช้งานที่ต้องการ ส้าหรับความลาดเอียงที่สัมผัสกับการกระท้าของคลื่นระดับปานกลางถึงรุนแรง ดินซีเมนต์มักจะถูกวางในแนวนอนต่อเนื่องกัน กว้าง 8 ถึง 9 ฟุต (2.4 ถึง 2.7 ม.) และหนา 6 ถึง 12 นิ ว (150 ถึง 300 มม.) ติดกัน เซ็นต์กับความชัน (รูปที่ 1-2) สิ่งนี เรียกว่าการป้องกันความลาด ชัน "ขั นบันได" "ขั นบันได" ที่สร้างขึ นช่วยในการกระจายพลังงานในคลื่นและลดความสูงของการ เคลื่อนตัวของคลื่น รูปที่ 1-3 แสดงโครงการป้องกันความลาดชัน "ขั นบันได" ที่เสร็จสมบูรณ์บนอ่าง เก็บน ้าระบายความร้อนในเท็กซัส รูปที่ 1-2 ส่วนทั่วไปส้าหรับการป้องกันความลาดเอียงของดินซีเมนต์

ส้าหรับการใช้งานที่ไม่รุนแรง การป้องกันความลาดชันอาจประกอบด้วยชั นดินซีเมนต์ หนา 6-18 นิ ว (150 - 450 มม.) วางขนานไปกับผิวหน้าลาดเอียง หากความหนาขั นสุดท้าย มากกว่า 12 นิ ว (300 มม.) ควรวางดินซีเมนต์มากกว่าหนึ่งยก วิธีการนี เรียกว่า "กำรชุบผิว" ใช้ ดิน-ซีเมนต์น้อยกว่าวิธีขั นบันได แต่ไม่สามารถวางบนทางลาดที่ชันกว่า 2.5:1 (H:V) ได้ส้าเร็จ และ ต้านทานการเคลื่อนตัวของคลื่นได้น้อย รูปที่ 1-4 แสดงการติดตั งแผ่นกันดิน-ซีเมนต์ลาดเอียง รูปที่ 1-3 ขัดเงาโครงการป้องกันความลาดชัน "ขั นบันได" รัฐเท็กซัส ที่อ่างเก็บน ้าแทมปาเบย์ในฟลอริดา นักออกแบบใช้ทั งวิธีชุบผิวและวิธีขั นบันไดเพื่อ เพิ่มปริมาณและต้นทุนของการป้องกันดิน-ซีเมนต์ลาดเอียงให้เหมาะสมที่สุด ความสูงของเขื่อนกั น น ้าและการไหลขึ นของคลื่นท่ามกลางพารามิเตอร์การออกแบบอื่นๆ ได้รับการพิจารณาในกระบวน การเพิ่มประสิทธิภาพ ใช้วิธีการชุบส้าหรับดินซีเมนต์ที่ปกติจะจมอยู่ใต้น ้า ใช้วิธีการแบบขั นบันได ส้าหรับส่วนบนของความลาดชันที่คาดว่าการเคลื่อนไหวของคลื่นและต้องการจ้ากัดการไหลขึ นของ คลื่น (รูปที่ 1-5) รูปที่ 1-4 ติดตั งแผ่นกันดิน-ซีเมนต์ลาดเอียง

รูปที่ 1-5 การป้องกันความลาดชันของดินซีเมนต์แบบขั นบันไดที่อ่างเก็บน ้าแทมปาเบย์ รัฐฟลอริดา ในช่วงเริ่มต้นของการเติมอ่างเก็บน ้าครั งแรก 1.2.2. กำรป้องกันสตรีมตลิ่ง จากความส้าเร็จของดินซีเมนต์ส้าหรับป้องกันความลาดเอียงจากการกระท้าของคลื่น วิศวกรได้ถ่ายทอดความรู้นี เพื่อป้องกันตลิ่งล้าธารจากการกัดเซาะด้านข้างในช่วงเหตุการณ์น ้าท่วม ความส้าเร็จของดินซีเมนต์ในการใช้งานนี แสดงให้เห็นในช่วงเหตุการณ์น ้าท่วมครั งใหญ่สองครั งใน เมืองทูซอน รัฐแอริโซนา ในปี พ.ศ. 2521 และ พ.ศ. 2526 แม้ว่าจะมีการป้องกันดินซีเมนต์ล้น ตลิ่งเพื่อป้องกันความเสียหายต่อทรัพย์สินหลายล้านดอลลาร์ ในทูซอน ล้าธาร แม่น ้า และล้าธาร มากกว่า 74 ไมล์ (119 กม.) ได้รับการปกป้องด้วยซีเมนต์ดิน ในปี พ.ศ. 2545 ลอสแอนเจลีส เคาน์ตี รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้น้าดินซีเมนต์มาใช้เป็นวัสดุที่ยอมรับได้อย่างเป็นทางการส้าหรับการ รักษาเสถียรภาพตลิ่งในเทศมณฑล โครงการน้าร่อง West Creek ใกล้ Santa Clarita เสร็จ สมบูรณ์ในฐานะโครงการดินซีเมนต์โครงการแรกที่เทศมณฑลเข้ามาควบคุมโครงการหลังจากการ ก่อสร้าง การป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ครั งแรกในเมืองปาล์มเดล รัฐแคลิฟอร์เนียขัดเงาในปี 2546 บนล้าธารอมาร์โกซา (รูปที่ 1-6) ส่วนทั่วไปประกอบด้วยชั นแนวนอนกว้าง 8 ถึง 9 ฟุต (2.4 ถึง 2.7 ม.) ซึ่งวางใน ลักษณะขั นบันไดตามแนวลาดริมฝั่งล้าธาร (รูปที่ 1-7) หากการออกแบบต้องการช่องด้านล่างที่ "อ่อน" ดินซีเมนต์จะถูกยกไปด้านล่างช่องที่มีอยู่แล้วกลับระดับความสูงให้มีความลึกเท่ากับความ ลึกของการกัดเซาะสูงสุดที่คาดไว้ตลอดอายุของโครงการ ส้าหรับการออกแบบด้านล่างที่ "แข็ง" ซึ่งอาจมีทั งแบบกลับด้านแบบซีเมนต์ดินหรือแบบคอนกรีต การป้องกันตลิ่งแบบดิน-ซีเมนต์จะให้ การเหลื่อมที่เพียงพอกับแบบกลับด้านดังแสดงในรูปที่ 1-8 ที่ปลายสุดของดินซีเมนต์ การป้องกัน ดินซีเมนต์จะหันตั งฉากกับร่องน ้าเข้าสู่ตลิ่งประมาณ 50 ฟุต (15 ม.) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการสึก กร่อนของหัวตัดหลังดินซีเมนต์ รูปที่ 1-9 แสดงตัวอย่างโครงการป้องกันตลิ่งที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งใช้ การออกแบบด้านล่างแข็ง หรืออีกวิธีหนึ่ง รูปที่ 1-10 แสดงตัวอย่างการออกแบบด้านล่างนุ่ม

พื นผิวที่ลาดเอียงสามารถตัดแต่งให้ "เรียบ" ได้ดังแสดงในรูปที่ 1-11 ปล่อยให้เป็น ธรรมชาติโดยเหลือดินซีเมนต์หลวมๆ อยู่ในต้าแหน่งดังแสดงในรูปที่ 1-12 หรือสร้างขั นตอนหยาบโดย ใช้แบบฟอร์มหรือเทคโนโลยีการบดอัดขอบ- ลักษณะดังแสดงในรูปที่ 1-3 และ 1-9 ความลาดเอียง ที่ปล่อยไว้ตามธรรมชาติและปริมาณการก่อเกินที่ต่างกันอาจสร้างภาพลวงตาว่าดิน-ซีเมนต์ไม่คงทน เนื่องจากส่วนหนึ่งของการก่อเกินที่หลวมจะถูกน ้าท่วมกัดเซาะ เพื่อให้ทนต่อแรงกัดเซาะของพายุน ้าที่ไหลด้วยความเร็วสูงถึง 20 ฟุต/วินาที (6 เมตร/ วินาที) โดยทั่วไปแล้วดินซีเมนต์จะถูกออกแบบในลักษณะขั นบันไดโดยมีก้าลังอัดขั นต่้า 7 วันระหว่าง 600 และ 750 psi (4.2 และ 5.2 MPa) รูปที่ 1-6 Amargosa Creek, California, การป้องกันตลิ่ง รูปที่ 1-7 ส่วนทั่วไปส้าหรับป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์

รูปที่ 1-8 ส่วนทั่วไปส้าหรับการบุช่องซีเมนต์ดิน V = ความเร็วของช่องเฉลี่ย และ F = Froude Number (GLHN Architects and Engineers, Inc.)

รูปที่ 1-9 ตัวอย่างช่องทางด้านล่างสุดและขั นตอนคร่าว ๆ ตามซานอันโตนิโอ อาร์โรโย รัฐนิวเม็กซิโก รูปที่ 1-10 ตัวอย่างช่องทางด้านล่างที่ Sand Creek รัฐโคโลราโด รูปที่ 1-11 ตัวอย่างการป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ที่ตัดแต่งให้เรียบตาม San Diego Creek ในเออร์ไวน์ แคลิฟอร์เนีย

รูปที่ 1-12 การป้องกันตลิ่งที่ Las Vegas Wash รัฐเนวาดา 1.2.3. ช่องทำง การใช้ดินซีเมนต์เป็นวัสดุบุผิวเปิดได้รับการตรวจสอบตั งแต่ช่วงปี 1943 เมื่อมีการ สร้างฟลูมทดสอบที่ห้องปฏิบัติการระบบไฮดรอลิกสติลวอเตอร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอคลาโฮมาใน สติลวอเตอร์ รัฐโอคลาโฮมา (PCA, 1943) ดินซีเมนต์เป็นส่วนผสมของดินร่วนปนทราย (ทราย 60% และดินเหนียว 40%) และซีเมนต์ 8% ท้าการทดสอบ Flume ด้วยน ้าสะอาดที่ไหลในอัตรา 150 cfs (4.2 ลบ.ม. ต่อวินาที) ด้วยความเร็ว 28 ฟุต (8.5 ม.) ต่อวินาทีเป็นเวลาหกวัน ไม่มีการ สึกหรอหรือการสึกกร่อนที่เห็นได้ชัดเจน นอกจากป้องกันการพังทลายแล้ว ดิน-ซีเมนต์ ยังช่วยลด การสูญเสียน ้าเนื่องจากการซึม รูปที่ 1-8 แสดงส่วนทั่วไปที่ใช้ส้าหรับซับช่อง การใช้งานทั่วไปของวัสดุบุผิวช่องซีเมนต์ส้าหรับท่อล้าเลียงน ้าหล่อเย็นเข้าและออก จากโรงไฟฟ้า รูปที่ 1-13 แสดงตัวอย่างช่องสัญญาณที่สร้างขึ นในปี 1971 ที่โรงงาน Florida Power and Light Company ในเมืองแซนฟอร์ด รัฐฟลอริดา ดิน-ซีเมนต์เป็นส่วนผสมของโรงงาน ส่วนกลาง วางบนทางลาดด้านข้างแบบ 3:1 (H:V) และบดอัดโดยรถปราบดินที่ติดตั งแผ่นถนนขึ น และลงทางลาดชัน ในปี 1955 วิศวกรของ Soil Conservation Service เริ่มปูอ่างเก็บน ้าฟาร์มขนาด เล็กขนาด 1 ถึง 2 เอเคอร์ (0.4 ถึง 0.8 เฮกตาร์) ทางตอนใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนียด้วยดินซีเมนต์ การศึกษาโดย Soil Conservation Service ในปี 1970 พบว่าการสูญเสียการซึม (การเปลี่ยน แปลงของความลึกของน ้า) โดยเฉลี่ยของอ่างเก็บน ้าฟาร์มที่บุด้วยดินซีเมนต์ 3 แห่งคือ 0.06 ฟุต/ วัน (18 มม./วัน) ซึ่งน้อยกว่ามาก กว่าอ่างเก็บน ้าดินเหนียวที่เรียงรายกัน ในปี พ.ศ. 2510 พื นที่ 135 เอเคอร์ (55 เฮกตาร์) ด้านล่างของทะเลสาบ Cahuilla ซึ่งเป็นอ่างเก็บน ้าควบคุมปลายทางส้าหรับระบบชลประทาน Coachella Valley County Water District ในทะเลทรายโมฮาวีทางตอนใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนีย ถูกบุด้วยดินซีเมนต์หนา 6 นิ ว . ตลิ่งได้รับการปกป้องด้วยซีเมนต์ดินขั นบันไดหนา 2 ฟุต (0.6 ม.) (ปกติถึงลาด) หากไม่มีดินซีเมนต์ ไลเนอร์ ก็จะไม่สามารถกักเก็บน ้าไว้ในอ่างเก็บน ้าเพื่อใช้ในภายหลังได้

นอกจากนี ยังใช้ดินซีเมนต์ร่วมกับแผ่นธรณีเมมเบรน ในปี พ.ศ. 2544 เมือง Kennedale ใน Tarrant County รัฐเท็กซัส ได้วางแนวอ่างเก็บน ้าดิบ Cedar Creek อีกครั ง (รูปที่ 1-14) มีการใช้ระบบซับคอมโพสิตซึ่งประกอบด้วยโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ที่หุ้มด้วยซีเมนต์ดิน 6 นิ ว (15 ซม.) ดินซีเมนต์ท้าหน้าที่ในการปกป้องซับจากองค์ประกอบ และอนุญาตให้อุปกรณ์ยางล้อท้างานในอ่างเก็บน ้าเพื่อก้าจัดตะกอนที่สะสม ดิน-ซีเมนต์ยังถูก น้ามาใช้ในการปูบ่อบ้าบัดน ้าเสีย (รูปที่ 1-15) บ่อตะกอนแห้ง และบ่อตกตะกอนขี เถ้า รูปที่ 1-13 ซับช่องส้าหรับโรงงาน Florida Power & Light Company ในเมืองแซนฟอร์ด รัฐฟลอริดา 1.2.4. วัสดุบุผิว ดินซีเมนต์ท้าหน้าที่เป็นวัสดุบุผิวที่มีการซึมผ่านต่้ามากว่า 50 ปี ในปี พ.ศ. 2488 มีการ ใช้ดินซีเมนต์เพื่อวางแนวด้านล่างของอ่างเก็บน ้าขนาด 12 ล้านแกลลอน (45 ล้านลิตร) ในพอร์ตอิซา เบล รัฐเท็กซัส อ่างเก็บน ้าถูกสร้างขึ นในขั นต้นโดยหันหน้าไปทางลาดคอนกรีต แต่ไม่มีผนังด้านล่าง ซีเมนต์ผสมดินโดยใช้ซีเมนต์ 12% โดยปริมาตร และบดอัดให้มีความหนา 4 นิ ว (100 มม.) รูปที่ 1-14 การจัดวางดินและซีเมนต์และการบดอัดบน HDPE liner ที่ Cedar Creek, Texas, อ่างเก็บน ้าที่สมดุล

ในการพัฒนา Highlands Ranch Development ทางตอนใต้ของ Denver มีการใช้ โครงสร้างหยดซีเมนต์ดินตาม Marcy Gulch (รูปที่ 1-17 และรูปที่ 1-18) วัสดุส้าหรับดินซีเมนต์ มาจากดินที่ทับถมและน้ามาผสมกับซีเมนต์ที่โรงงานในโรงโม่แบบเคลื่อนย้ายได้ โครงสร้างได้รับการ ออกแบบและสร้างให้ดูเป็นธรรมชาติและกลมกลืนกับสวนสาธารณะ รูปที่ 1-15. ทะเลสาบกากตะกอนที่เรียงรายไปด้วยดินซีเมนต์ในออสติน เท็กซัส 1.2.5. โครงสร้ำงกำรควบคุมเกรด การลดความเร็วของน ้าไหลเป็นวิธีหนึ่งในการป้องกันความเสื่อมโทรมของร่องน ้า ปริมาตรของน ้าเปลี่ยนแปลงได้ยาก แต่การปรับเปลี่ยนความลาดเอียงที่มีประสิทธิภาพของร่องน ้า สามารถท้าได้โดยการสร้างโครงสร้างดินซีเมนต์ขนาดเล็กที่ยกระดับระดับความสูงของผิวน ้าตามปกติ ตลอดระยะเอื อมของร่องน ้า ความเร็วของน ้าจะลดลงเมื่อถึงจุดเหนือโครงสร้างควบคุมระดับน ้า ซึ่ง ลดโอกาสการกัดเซาะ ปล่อยให้น ้าไหลทะลักเข้าท่วมโครงสร้างควบคุมระดับน ้าและไหลกลับลงสู่ร่อง น ้าธรรมชาติ รูปที่ 1-16 แสดงภาพตัดขวางโดยทั่วไปของโครงสร้างการควบคุมเกรด บ่อยครั งจะมี โครงสร้างควบคุมเกรดหลายชุดเมื่อความลาดชันของช่องค่อนข้างชัน ในกรณีที่มีการเคลื่อนย้าย ตะกอนจากพื นแนวหินบ่อยครั ง และ/หรือประกอบด้วยตะกอนขนาดใหญ่ เช่น กรวด ก้อนกรวดและ ก้อนหิน ควรสร้างโครงสร้างควบคุมเกรดด้วยวัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อนมากขึ น เช่น คอนกรีต ทั่วไปหรือคอนกรีตบดอัดแบบลูกกลิ ง (RCC) แทนที่จะเป็นดินปูนซีเมนต์

รูปที่ 1-16 ส่วนทั่วไปของโครงสร้างควบคุมเกรดดินซีเมนต์ รูปที่ 1-17 โครงสร้างหยดดินซีเมนต์ที่สร้างขึ นตาม Marcy Gulch รัฐโคโลราโด รูปที่ 1-18 น ้าไหลเหนือโครงสร้างหยดน ้าใน Marcy Gulch รัฐโคโลราโด

1.3. การวิจัยความต้านทานการสึกกร่อนและการกัดเซาะดินซีเมนต์ มีงานวิจัยเกี่ยวกับความต้านทานการสึกกร่อนและการสึกกร่อนของดินซีเมนต์ เพื่อเป็นพื นฐานในการออกแบบการใช้ทรัพยากรน ้า การทดสอบครั งแรกสุดเกี่ยวกับดินซีเมนต์ ด้าเนินการโดยแผนกวิศวกรรมโยธาที่ Oklahoma A & M College (ปัจจุบันคือ Oklahoma State University) (PCA, 1943) การทดสอบประกอบด้วยการใช้น ้าสะอาดไหลอย่างต่อเนื่อง ด้วยความเร็ว 28 ฟุต/วินาที (8.5 ม./วินาที) ในร่องดินซีเมนต์บุด้วยดินกว้าง 10 ฟุต (3 ม.) เป็น ระยะเวลาหกวัน ดินซีเมนต์ประกอบด้วยทรายประมาณ 60% ดินเหนียวและดินเหนียว 40% และซีเมนต์ 8% โดยปริมาตร ไม่มีการพังทลายของชั นดินซีเมนต์หนา 4.5 นิ ว (114 มม.) Nussbaum and Colley (1971) ได้ท้าการทดลองในห้องปฏิบัติการที่ ทดสอบความต้านทานการสึกกร่อนของดิน-ซีเมนต์ต่อการไหลโดยบรรทุกกรวดขนาด 8 นิ ว ถึง 1/4 นิ ว (3 มม. ถึง 6 มม.) น้าดินซีเมนต์ที่พัฒนาจากดิน 2 ชนิดมาทดสอบการสึกกร่อนจาก การกัดเซาะหลังการบ่มด้วยหมอกเป็นเวลา 7 วัน ดิน AASHTO A-1-b (กรวดทราย) และดิน A-4 (ดินตะกอน) ผสมกับซีเมนต์ในอัตราร้อยละที่แตกต่างกัน น ้าประมาณ 8,000 แกลลอน (30,000 I) บรรทุกกรวด 4.2 ตัน (3.8 ตัน) ไหลด้วยความเร็ว 3.8 ฟุต/วินาที (1.1 ม./วินาที) เหนือตัวอย่างดินซีเมนต์ขนาดเล็กในแต่ละวันจนกระทั่งความลึกของการกัดเซาะในตัวอย่าง รวม 1 นิ ว (25 มม.) ผลการทดสอบระบุว่าการเพิ่มปริมาณซีเมนต์ของดินซีเมนต์จะเพิ่มความ ต้านทานการสึกกร่อน อย่างไรก็ตาม ขนาดของมวลรวมในดินซีเมนต์มีผลอย่างมากต่อการ ต้านทานการสึกกร่อน ความต้านทานการสึกกร่อนของกรวดทรายที่เสถียร (ดิน A-1-b) นั นดีมาก และเหนือกว่าดินตะกอนที่เสถียร (A-4) ส้าหรับปริมาณซีเมนต์ทั งหมดที่ทดสอบ เวลาที่ต้องใช้ใน การกัดเซาะความลึก 1 นิ ว (25 มม.) จากตะกอนที่เสถียรนั นน้อยกว่า 2 วัน แม้ว่าจะมี ส่วนประกอบของซีเมนต์สูงถึง 13.5% ในทางตรงข้าม ดินลูกรังปนทรายที่เสถียรมีอายุ 15 วัน โดยมีปริมาณซีเมนต์ 5% (รูปที่ 1-19) ท้าการทดสอบเพิ่มเติมกับตัวอย่างดินซีเมนต์ที่ ประกอบด้วยมวลรวมตะกอนโดยการเติมกรวดที่มีขนาดมากกว่า 14 นิ ว (6 มม.) สิ่งนี ท้าขึ นเพื่อ พิจารณาว่าสามารถเพิ่มความต้านทานการสึกกร่อนได้มากเพียงใดโดยการเพิ่มอนุภาคขนาดใหญ่ ลงในวัสดุเนื อละเอียด ผลการทดสอบระบุว่าการเติมกรวดลงในดินละเอียดจะเพิ่มความต้านทาน ต่อการสึกกร่อนอย่างมีนัยส้าคัญเมื่อส่วนประกอบของกรวดมีค่ามากกว่า 20% โดยน ้าหนัก ที่ ปริมาณกรวด 30% และซีเมนต์ 9.5% ตะกอนดัดแปลง (ดิน A-4) มีความทนทานต่อการกัด เซาะเกือบเท่ากับกรวดทราย (ดิน A-1-b) ที่มีซีเมนต์ 5% (รูปที่ 1-19) ข้อสรุปโดยรวมของ การศึกษาคือ ความต้านทานการสึกกร่อนของการสึกกร่อนของดิน-ซีเมนต์ที่สัมผัสกับอนุภาคในน ้า สามารถปรับปรุงได้โดย (1) ใช้วัสดุที่หยาบกว่าเป็นส่วนผสม (2) การเติมกรวดเพื่อเสื่อมสภาพ ดินละเอียดขึ น หรือโดย (3) เพิ่มปริมาณซีเมนต์

Litton and Lohnes (1982) ได้ท้าการวิจัยที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ lowa เพื่อ พิจารณาว่าดินที่ได้มาในท้องถิ่นสามารถท้าให้เสถียรเพียงพอด้วยซีเมนต์เพื่อสร้างโครงสร้างหยดที่ จะควบคุมการเสื่อมโทรมในร่องน ้า ดินในท้องถิ่นเป็นดินร่วนปนดินเหลือง (ดินร่วนปนดินร่วน) จาก ที่ราบลุ่มตะวันตก ดินในพื นที่ผสมกับวัสดุหยาบ (ทราย) ในสัดส่วน 20% 40% และ 55% เพื่อ เพิ่มการสึกกร่อน รูปที่ 1-19 ความต้านทานการพังทลายของดินที่มีความเสถียร (Nussbaum, 1971)

การต่อต้านที่พบโดย Nussbaum and Colley (1971) ทดสอบตัวอย่างที่มีทราย 100% ด้วย ผู้วิจัยยังต้องการพัฒนาวิธีการทางเลือกในการก้าหนดปริมาณซีเมนต์ที่เพียงพอ ส้าหรับการต้านทานการสึกกร่อนของดินซีเมนต์ที่สัมผัสกับแรงดันน ้า จากนั นน้าผลการทดลองฉีด น ้ามาเปรียบเทียบกับผลการทดสอบความทนทานของแปรงมาตรฐาน มีการพิจารณาว่าส้าหรับ ความเร็วของกระแสน ้าที่น้อยกว่า 20 ฟุต/วินาที (6.1 ม./วินาที) การทดสอบการสึกกร่อนท้าให้ เกิดการสูญเสียน ้าหนักต่้ากว่าการทดสอบด้วยแปรง สิ่งนี ท้าให้นักออกแบบมีหลักฐานเพิ่มเติมว่า ซีเมนต์ดินที่ออกแบบมาเพื่อให้มีความทนทานเพียงพอสามารถทนต่อความเร็วของน ้าได้ถึง 20 ฟุต/ วินาที (6.1 ม./วินาที) เพียงเล็กน้อย ต่อมา Litton และ Lohnes (1983) ได้ท้าการทดลองเพิ่มเติมโดยใช้เครื่องพ่นน ้า เพื่อทดสอบความต้านทานการสึกกร่อนของตัวอย่างดินซีเมนต์หลังจากผ่านไป 12 รอบการละลาย น ้าแข็ง นักวิจัยพบว่าส้าหรับอัตราการไหลใดๆ ก็ตาม อัตราการสึกกร่อนจะค่อนข้างมากในตอน แรก และจากนั นถึงค่าคงที่อย่างรวดเร็วหลังจากนั นจึงมีการสูญเสียวัสดุค่อนข้างน้อย Oswell และ Joshi (1986) ได้พัฒนาเครื่องมือทดสอบที่รวมแรงกระแทกของคลื่น และเศษซากในน ้า งานวิจัยนี ด้าเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการเพื่อตรวจสอบดินซีเมนต์ว่า เป็นวิธีการที่เป็นไปได้ในการป้องกันชายฝั่งของเกาะเทียมที่วางแผนไว้ส้าหรับการขุดเจาะน ้ามันใน ทะเลอลาสก้าและทะเลโบฟอร์ตของแคนาดา นักวิจัยได้สร้างตัวอย่างดินซีเมนต์พลาสติก ซึ่งขึ นรูป ที่ปริมาณน ้าสูงกว่าซีเมนต์ดินอัด ส่งผลให้ดินซีเมนต์พลาสติกมีความแข็งแรงน้อยกว่าดินซีเมนต์บด อัด ส่วนผสมประกอบด้วยทรายก่ออิฐ ซีเมนต์บ่อน ้ามันคลาส G (คล้ายกับซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ Type V) และน ้าทะเลเทียม ทดสอบส่วนผสมที่แตกต่างกัน 6 ชนิด: ผสมซีเมนต์ 2 ชนิด และผสม ซีเมนต์ 4 ชนิดผสมเถ้าลอย ชิ นงานทั งหมดถูกบ่มแบบชื นเป็นเวลา 1, 3 หรือ 7 วันเพื่อให้ได้ ตัวอย่างที่มีก้าลังรับแรงอัดที่แตกต่างกัน ชิ นงานได้รับการทดสอบโดยใช้แรงดันน ้าแบบแปรผันที่ กระทบกับชิ นงานโดยตรงเช่นเดียวกับก้อนหินที่อยู่ในกรงลวด หินถูกกระตุ้นด้วยแรงดันน ้า ส่งผล ให้ตัวอย่างเกิดการสึกกร่อนเพิ่มเติม นักวิจัยพบว่าการสูญเสียการกัดเซาะลดลงเมื่อก้าลังรับแรงอัด เพิ่มขึ น ส้าหรับส่วนผสมของดิน-ซีเมนต์ที่ใช้ในการศึกษา นักวิจัยได้ข้อสรุปว่าจ้าเป็นต้องมีก้าลังอัด 2,300 psi (16 MPa) เพื่อลดการสึกกร่อนหรือการสึกกร่อนจากการสึกกร่อนให้เหลือเพียง เล็กน้อยเมื่ออยู่ภายใต้แรงดันน ้า 10 psi (70 kPa) (PCA, R&D Serial No. 2436, 2001) ดินซีเมนต์มีความต้านทานน้อยกว่า RCC หรือ PCC มาก ดังนั น หากจะใช้ส่วนผสม ของดิน-ซีเมนต์ทั่วไปเพื่อให้ทนต่อการสึกกร่อนจากอนุภาคที่ลอยมากับน ้า ดินซีเมนต์จะต้องแข็งแรง กว่าหรือมีความหนามากกว่าวัสดุทั งสองชนิด ความหนาที่มากขึ นเป็นเรื่องปกติของการป้องกันตลิ่ง ดินซีเมนต์ในลักษณะขั นบันไดบนตลิ่งที่ค่อนข้างสูงชัน โดยทั่วไปในการออกแบบขั นบันได ชั นดิน ซีเมนต์จะมีความกว้างในแนวนอนอย่างน้อย 8 ฟุต (2.4 ม.) หากจะใช้ส่วนดินซีเมนต์ที่บางลง เช่น ฉาบร่องน ้า จะต้องค้านึงถึงการเพิ่มความแข็งแรงของดิน-ซีเมนต์ด้วยการเติมอนุภาคหินขนาดใหญ่ ลงในส่วนผสม การเพิ่มปริมาณซีเมนต์ หรือทั งสองอย่าง

AGRA Earth & Environmental (1998) ใช้การทดสอบการสึกกร่อนใต้น ้า (ASTM C 1138) กับส่วนผสมของดินและซีเมนต์ที่วางแผนไว้ส้าหรับโครงการในสกอตส์เดล รัฐ แอริโซนา ส้าหรับเขตควบคุมน ้าท่วมเทศมณฑลมาริโคปา ตัวอย่างดินซีเมนต์มีปริมาณซีเมนต์ ระหว่าง 5% ถึง 10% โดยน ้าหนักแห้งของมวลรวม โดยเพิ่มทีละ 1% ในทุกกรณี ปริมาณซีเมนต์ ที่เพิ่มขึ นท้าให้ก้าลังรับแรงอัด 7 วันสูงขึ น อย่างไรก็ตาม ส้าหรับชิ นงานทดสอบที่มีปริมาณซีเมนต์ มากกว่า 6% การสึกหรอที่เกิดจากการทดสอบการสึกกร่อนเป็นเวลา 48 ชั่วโมงนั นเกือบจะ เท่ากัน นักวิจัยสรุปว่าความต้านทานการสึกกร่อนของชุดควบคุมมวลรวมเมื่อแรงอัดถึงระดับหนึ่ง ในกรณีนี คือ 1,100 psi (7.6 MPa) ที่ 7 วัน ผลลัพธ์ของงานที่อธิบายไว้ในส่วนนี รวมถึงการ ทดสอบการสึกกร่อนจากการสึกกร่อนอื่น ๆ มีอยู่ในสิ่งพิมพ์ PCA Erosion and Abrasion Resistance ofดินซีเมนต์ and Roller-Compacted Concrete, Research and Development Bulletin RD126 (PCA, เขตลอสแองเจลิสของหน่วยทหารช่างแห่งกองทัพสหรัฐฯ ใช้เครื่องมือทดสอบการ สึกกร่อนใต้น ้าที่พัฒนาโดย Liu (1980) บนคอนกรีตผสมดินซีเมนต์และลูกกลิ งบดอัด (RCC) (ASTM C 1138) การทดสอบนี ขยายในภายหลังโดย Omoregie และคณะ (พ.ศ. 2537) เพื่อ รวมปอร์ตแลนด์ซีเมนต์คอนกรีต (PCC) แบบธรรมดา พ.ศ. 2545 ผลการทดสอบยืนยัน การศึกษาก่อนหน้านี เกี่ยวกับการสึกกร่อนจากการสึกกร่อนว่าการสึกหรอไม่เชิงเส้น การสึกหรอ ส่วนใหญ่เกิดขึ นในช่วงต้นของการทดสอบมากกว่าในภายหลัง ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ปูนเพสต์และ ปูนทรายบนพื นผิวสึกกร่อนและเผยให้เห็นมวลรวมที่ต้านทานมากขึ น ส้าหรับตัวอย่างดินซีเมนต์ สิ่งนี เกิดขึ นภายในสองสามชั่วโมงแรกของการทดสอบ ตัวอย่าง PCC และ RCC ใช้เวลา 12 ถึง 24 ชั่วโมงในการกัดเซาะดินซีเมนต์เบื องต้นของการวางและครก จากผลงานของพวกเขา นักวิจัย สรุปได้ว่าความต้านทานต่อการสึกกร่อนของวัสดุที่มีความคงตัวของซีเมนต์เป็นหน้าที่ของความแข็ง รวมเป็นหลัก และหน้าที่รองมาจากความแข็งแรงของซีเมนต์เพสต์ 1.4. โครงกำรที่แล้วเสร็จ (พ.ศ. 2540-2548) ตารางต่อไปนี สรุปรายละเอียดของโครงการดินซีเมนต์ แหล่งน ้า บางโครงการที่ สร้างเสร็จระหว่างปี พ.ศ. 2540 ถึง 2548 รวมถึงที่ตั งโครงการ วันที่เสนอราคา ปีก่อสร้าง ปริมาณดิน-ซีเมนต์ที่ใช้ และต้นทุนรวมต่อลูกบาศก์หลาของการแนะน้า

โครงกำร กำรน ำไปใช้ วันที่เสนอ รำคำ ปีที่ ก่อสร้ำง ปริมำณ ดินซีเมนต์ ลบ.ม. (m³) ดิน-ซีเมนต์ ต้นทุนต่อหน่วย ($/m³) แอริโซนา ANG Access Road, ฟีนิกซ์, AZ - 01/07/1997 1997 9,250 (7,075) 29.61 (38.75) สะพาน 67th Ave, Skunk Creek, Phoenix, AZ - 01/07/1997 1997 11,625 (8,890) 29.05 (38.05) รันเวย์ที่สามของ Sky Harbour เมืองฟีนิกซ์ รัฐ แอริโซนา การป้องกันตลิ่ง 01/14/1997 1997 42,882 (32,800) 30.00 (39.24) สะพาน Avra Valley Road, Tucson, AZ - 02/04/1997 1997 23,315 (17,835) 23.03 (30.12) โรงงานบ้าบัดน ้าเสีย 91st Ave, Tempe, AZ การป้องกันตลิ่ง 03/18/1997 1997 340,450 (260,445) 40.92 (53.52) ซานอันโตนิโอ อาร์โรโย, อัลบูเคอร์คี, นิวเม็กซิโก ช่องซับ 12/11/1996 1997 31,440 (24,050) 26.94 (35.24) Tropicana Detention Basin, ลาสเวกัส, เนวาดา การป้องกันความ ลาดชัน 09/19/1996 1997 11,800 (9,030) 38.14 (49.89) SR 95 เขื่อน Bullhead City, AZ การป้องกันเขื่อน 07/31/1997 1998 23,543 (18,010) 40.12 (52.48) North Domingo Boca, อัลบูเคอร์คี, นิวเม็กซิโก ช่องซับ 09/03/1997 1998 16,200 (12,395) 27.32 (35.73) East Mesa เฟส 1, Las Cruces, NM - 04/08/1998 1998 24,500 (18,740) 51.57 (67.45) เขื่อน Diascund, นิวพอร์ต, เวอร์จิเนีย การป้องกันความ ลาดชันที่สปิลเวย์ ฉุกเฉิน 03/03/1998 1998 4,400 (3,365) 52.00 (68.02) Calabacillas Arroyo, อัลบูเคอร์คี, นิวเม็กซิโก การป้องกันตลิ่ง 01/27/1998 1998 38,820 (29,700) 27.20 (35.58) Camelback Ranch Phase 1, ฟีนิกซ์, AZ การป้องกันตลิ่ง 1998 1998 38,800 (29,680) 32.95 (43.10) ช่องทางถนนพราหมณ์, Las Cruces, นิวเม็กซิโก ตัวซับ 08/25/1998 1998 11,140 (8.520) 38.66 (50.57) ตอนล่างของซานตาครูซ ทูซอน AZ การป้องกันตลิ่ง 10/1998 1999 308,000 (235,620) 19.85 (25.96) ซานดิเอโกครีก - Barranca Pkwy, Irvine, CA การป้องกันตลิ่ง 06/1998 1999 36,689 (28,070) 20.45 (31.98) ซานดิเอโก ครีก เฟส 2, เออร์ไวน์, แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 09/1998 1999 17,750 (13,580) 25.65 (33.55) เขื่อนซานตา มาร์การิตา แคมป์เพนเดิลตัน แคลิฟอร์เนีย การป้องกันเขื่อน ใหม่ 08/1998 1999 190,000 (145,350) 25.00 (32.70) บริดจ์พอร์ต - ซานตาคลารา ซานตาคลารา แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 10/1998 1999 100,000 (75,500) 31.62 (41.36) Camelback Ranch Levee, สนามบิน North Glendale, ฟีนิกซ์, AZ การป้องกันตลิ่ง 12/08/2541 1999 73,938 (56,560) 28.09 (36.74) ตำรำงที่ 1-1. โครงกำรดินซีเมนต์ แหล่งน้ ำ แล้วเสร็จ (2540-2548)

ตำรำงที่ 1-1. โครงกำรดินซีเมนต์แหล่งน้ ำ แล้วเสร็จ (2540-2548) โครงการ การน้าไปใช้ วันที่เสนอราคา ปีที่ ก่อสร้าง ปริมาณดินซีเมนต์ ลบ.ม. (m³) ดิน-ซีเมนต์ ต้นทุนต่อหน่วย ($/m³) อ่างกักกันแบล็คเมาน์เทน เฮน เดอร์สัน เนวาดา การป้องกันความ ลาดชัน 04/29/1999 1999 25,000 (19,125) 30.00 (39.24) Norco Bluffs โซน 2 ริเวอร์ไซด์ เคาน์ตี แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 04/13/1999 1999 56,715 (43,390) 42.96 (56.19) เขื่อน Lower Duck Creek, ลาสเวกัส, เนวาดา การป้องกันความ ลาดชัน 06/24/1999 1999 7,500 (5.740) 33.41 (43.70) Lytle Creek, San Bernadino, CA (ปูนซีเมนต์ที่เจ้าของจัดหาให้) การป้องกันตลิ่ง - 1999 95,000 (72,675) 24.45 (31.98) อ่างเก็บน ้า Cedar Creek Lake Balancing ฟอร์ตเวิร์ธ เท็กซัส ซับด้วยเมมเบรน 08/11/1999 1999 45,000 (34,425) 27.73 (36.27) เขื่อนหลายฟาร์ม หลายฟาร์ม AZ การป้องกันความ ลาดชัน 07/29/1999 1999 22,600 (17,290) 48.85 (63.90) Landfill Levee, เกลนเดล, AZ การป้องกันตลิ่ง 09/1999 1999 38,900 (29,760) 28.28 (36.99) ทะเลสาบแวร์ชบาน โอมาฮา เนวาดา การป้องกันความ ลาดชัน 1999 1999 6,500 (4,970) 45.00 (58.86) Windmill Wash, บังเกอร์วิลล์, เนวาดา การป้องกันความ ลาดชันส้าหรับ แบบจ้าลอง ระดับสูงเชิงเลข 05/13/1998 1999 11,900 (9,100) - ริมฝั่งแม่น ้าฮัสซายัมปา ฟีนิกซ์ รัฐ แอริโซนา การป้องกันตลิ่ง 06/06/2000 2000 18,650 (14,270) 30.18 (39.48) Pantano Wash, ทูซอน, AZ การป้องกันตลิ่ง 01/19/2000 2000 42,400 (32,435) 23.11 (30.23) Marcy Gulch เฟส 1, Highlands Ranch, CO วางโครงสร้าง 09/2000 2000 2,570 (1,965) 97.35 (127.33) Greystone Homes Tract #5099, วาเลนเซีย, แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 10/2000 2000 15,500 (11,860) - ดีเวลลอปเมนท์ ซานตาแคลริตา แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 08/23/1999 1999 6,850 (5,240) 49.00 (64.09) ครีกไซด์, ซาน ฟรานซิสกีโต ครีก, ซานตาคลารา แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 07/05/2000 2000 30,552 (23,370) 27.66 (36.18) ฮิดเดน ครีก, ซาน ฟรานซิสกีโต ครีก, ซานตาคลารา แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 07/05/2000 2000 19,560 (14,965) 26.20 (34.27) Greystone Tract #5099, ฟิล์มมอร์, แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 02/24/2000 2000 13,500 (10,330) 47.75 (62.46) ถนน Soledad Canyon ซานตา คลาริตา แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 09/09/2000 2000 9,100 (6,690) 53.54 (70.03) อ่างเก็บน ้าเก็บน ้าดิบ San Patricio รัฐเท็กซัส ตัวซับ 1/19/2000 2000 7,750 (5,930) 50.98 (66.68) อ่างเก็บน ้าเก็บน ้าดิบ San Patricio, TX การป้องกันความ ลาดชัน 1/2001 2001 8,800 (6,730) 44.90 (58.73)

โครงการ การน้าไปใช้ วันที่เสนอราคา ปีที่ ก่อสร้าง ปริมาณดินซีเมนต์ ลบ.ม. (m³) ดิน-ซีเมนต์ ต้นทุนต่อหน่วย ($/m³) Marcy Gulch เฟส 2, Highlands Ranch, CO วางโครงสร้าง 08/30/2001 2001 7,820 (5.980) 75.50 (98.75) เขื่อนแจ็คสันเลค, วิกกินส์, โคโลราโด การป้องกันความ ลาดชันส้าหรับ เขื่อน 07/01/2001 2001 32,300 (24,710) 47.92 (62.68) แม่น ้าซานตาครูซ (มอบให้กับ Ft. Lowell), Tucson, AZ การป้องกันตลิ่ง 09/2001 2002 115,558 (88,400) 23.37 (30.57) การซ่อมแซม Moss Creek Spillway, TX วางโครงสร้าง / ซับช่อง 10/5/2001 2002 9,900 (7,575) 49.24 (64.40) เวสต์ ครีก, ซาน ฟรานซิสกีโต ครีก, ซานตา คลารา, แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 07/05/2001 2002 27,345 (20,920) 27.66 (36.18) ซาน ทิโมเทโอ ครีก แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 9/17/2002 2003 222,000 (169,830) 27.82 (36.39) บ่อกักกัน Sand Creek, Colorado Springs, CO ซับช่อง 10/2002 2003 15,150 (11,590) 53.17 (69.60) อ่างเก็บน ้าแทมปาเบย์, แทมปา, ฟลอริดา การป้องกันความ ลาดชันส้าหรับ เขื่อน 7/2002 2004 365,000 (279,000) 23.83 (31.17) เขื่อน McMicken เมืองฟีนิกซ์ รัฐ แอริโซนา การป้องกันตลิ่ง 2/2005 2005 25,970 (19,850) 40.34 (52.76) Mission Lakes, Riverside County, แคลิฟอร์เนีย การป้องกันตลิ่ง 2/2005 2005 32,000 (24,470) 32.32 (42.27) 2 วัสดุ ซีเมนต์น ้ามันประกอบด้วยส่วนผสมของดิน/มวลรวม ซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ และน ้า อาจมีการเพิ่มสารเคมีหรือแร่ธาตุเพื่อชดเชยส่วนที่ขาด ปรับปรุงความสามารถในการท้างานของดิน ซีเมนต์ 2.1. มวลรวมของดิน มวลรวมของดินคิดเป็นประมาณ 90% ของส่วนผสมแห้ง และโดยทั่วไปได้มา จากที่ตั งโครงการหรือบริเวณใกล้เคียง ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ลดต้นทุนการก่อสร้าง และท้าให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั นสุดท้ายที่มีรูปลักษณ์ พื นผิว และสีที่คล้ายคลึงกันกับภูมิทัศน์โดยรอบ 2.1.1. แหล่งที่มำ มวลรวมของดินส้าหรับใช้ในดินซีเมนต์อาจผลิตโดยการแปรรูป คัดแยก บด และ/ หรือผสมดินที่ได้จากการขุดค้นที่ต้องการ และ/หรืออาจจัดหาจากการยืม ดินรวมส้าหรับดินซีเมนต์ไม่ ควรมีวัตถุอันตรายใดๆ ก่อนผสมเป็นดินซีเมนต์ ควรเก็บตัวอย่างดินไว้ก่อน การกระจายและการไล่ ระดับของวัสดุในดิน-ซีเมนต์ไม่ควรท้าให้เกิดเลนส์ ช่อง ริ ว หรือชั นของวัสดุที่มีพื นผิวหรือการไล่สี แตกต่างกันอย่างมากจากวัสดุโดยรอบ ตารางที่ 2-1 แสดงข้อก้าหนดทั่วไปของซีเมนต์ส้าหรับดิน ประเภทต่างๆ เนื่องจากสภาพการสัมผัสที่รุนแรงมากขึ น ปริมาณซีเมนต์ในตารางที่ 2-1 จึงเพิ่มขึ น 2 จุดเปอร์เซ็นต์จากความต้องการซีเมนต์ทั่วไปส้าหรับการรักษาเสถียรภาพทางเท้าของดินซีเมนต์จาก ตารางที่ได้มา

กลุ่มดิน AASHTO % โดยปริมำตรของดิน % โดยน้ ำหนักของดินแห้ง เอ-1-เอ 7-9 5-7 เอ-1-บี 9-11 7-10 เอ-2-4 9-12 7-11 เอ-2-5 9-12 7-11 เอ-2-6 9-12 7-11 เอ-2-7 9-12 7-11 เอ-3 10-14 9-13 2.1.2. กำรกักตุนสินค้ำ ควรจัดเก็บมวลรวมของดินที่ไซต์ของโรงงานผสมตาม ACI Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placeing Concrete, ACI 304 ในลักษณะที่หลีกเลี่ยงการแยกหรือ การปนเปื้อนจากวัสดุแปลกปลอม มวลรวมของดินควรอยู่ในที่เก็บที่มีการระบายน ้าฟรีอย่างน้อย 24 ชั่วโมงทันทีก่อนใช้งาน ควรรักษามวลรวมของดินให้เพียงพอที่ไซต์งานตลอดเวลาเพื่อให้โรง ผสมสามารถท้างานอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่องในขณะที่ก้าลังวางดินซีเมนต์ 2.1.3. กำรไล่ระดับสี มวลรวมของดินส้าหรับใช้ในการก่อสร้างดินซีเมนต์ เมื่อทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 136 และ ASTM C 117 ควรเป็นไปตามการไล่ระดับสีที่ระบุในตารางที่ 2-2 และควร ปราศจากวัสดุที่เป็นอันตรายใดๆ อาจจ้าเป็นต้องมีการคัดแยกหรือการผสมเพื่อผลิตวัสดุมวลรวม ดินที่ตรงตามข้อก้าหนดการไล่ระดับสี มวลรวมของดินส้าหรับดินซีเมนต์ไม่ควรมีก้อนดิน/ตะกอน ขนาดใหญ่กว่า 1 นิ ว (25 มม.) ดัชนีความเป็นพลาสติก (PI) ควรน้อยกว่า 8 ด้วย Pls ที่สูงขึ น แนวโน้มการพัฒนาของลูกบอลดินเหนียวจะเพิ่มขึ น ตำรำงที่ 2-2. กำรไล่สีทั่วไปส ำหรับมวลรวมที่ใช้ในดิน-ซีเมนต์ ขนำดตะแกรงมำตรฐำน % โดยน้ ำหนัก* 2 นิ ว (51 มม.) 100 1½ นิ ว (37.5 มม.) 98-100 เบอร์ 4 (4.75 มม.) 50-80 เบอร์ 40 (425 ไมโครเมตร) 40-70 เบอร์ 200 (75 ไมโครเมตร) 5-20 *ดัชนีความเป็นพลาสติกสูงสุด (PI) ส้าหรับวัสดุมวลรวมของดินและซีเมนต์โดยทั่วไปจะน้อยกว่า 8 เมื่อพิจารณาตามมาตรฐาน ASTM D 4318

2.1.4. ปริมำณน้ ำ (ควำมชื้น) ปริมาณน ้าในดินถูกก้าหนดเป็นเปอร์เซ็นต์ของน ้าในมวลของดินที่ก้าหนดตามสัดส่วนของมวลของ อนุภาคของแข็ง ปริมาณน ้าถูกก้าหนดโดยการหารมวลของน ้าด้วยมวลของดินที่แห้งในเตาอบและแสดง เป็นเปอร์เซ็นต์ดังนี = x 100 = ปริมาณน ้า (ความชื น) หน่วยเป็นเปอร์เซ็นต์ = มวลของน ้า = มวลของดินแห้งในเตาอบ ปริมาณความชื นของดินที่หมักไว้ (มวลรวม) โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 0.5% ถึง 8% ค่านี มี ความส้าคัญที่ต้องทราบเนื่องจากต้องค้านึงถึงน ้าในดินเมื่อก้าหนดปริมาณน ้าเพิ่มเติมที่จ้าเป็นเพื่อให้ได้ ความชื นที่เหมาะสมของส่วนผสมของดินและซีเมนต์ซึ่งท้าให้เกิดความหนาแน่นสูงสุดเมื่อบดอัด การวัด ปริมาณความชื นโดยทั่วไปเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM D 4643, ASTM C 556 หรือ ASTM C 70 การทดสอบส่วนผสมของดินและดินซีเมนต์จะกล่าวถึงในบทที่ 3 2.2. ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ส้าหรับการใช้งานส่วนใหญ่ จะใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่เป็นไปตามข้อก้าหนด ASTM C 150 หรือ C 1157 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภทที่ 1 มักใช้ส้าหรับงานดินซีเมนต์ส่วนใหญ่ ส้าหรับ ดินซีเมนต์ที่ซัลเฟตที่ละลายน ้าได้ (เป็น SO4) ในดินยืมหรือดินที่อยู่ติดกับดินซีเมนต์อยู่ระหว่าง 0.10% ถึง 0.20% หรือน ้าในอ่างเก็บน ้าหรือร่องน ้ามีซัลเฟตระหว่าง 150-1500 ส่วนในล้านส่วน ขอแนะน้า ให้ใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ Type II ที่มีปริมาณแคลเซียมอะลูมิเนตสูงสุด (C3A) 8% ส้าหรับการสัมผัส ซัลเฟตอย่างรุนแรงที่ซัลเฟตที่ละลายน ้าได้เกิน 0.20% ในดิน หรือ 1,500 ส่วนในล้านส่วนในดิน น ้า ควรใช้ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท V ที่มีปริมาณ C3A ไม่เกิน 5% ทันทีที่ส่งถึงหน้างาน ควรเก็บปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ไว้ในโครงสร้างที่แห้งและมีอากาศถ่ายเท สะดวก สถานที่จัดเก็บทั งหมดควรเปิดให้เข้าถึงได้ง่ายส้าหรับการตรวจสอบและระบุตัวตน ควรมีการ จัดเก็บวัสดุในปริมาณที่เพียงพอเพื่อให้โรงผสมท้างานได้อย่างต่อเนื่องในขณะที่ก้าลังวางดินซีเมนต์ 2.3. น้ ำ น ้าควรสะอาด สด และปราศจากน ้ามัน กรด เกลือ ด่าง สารอินทรีย์ และสารอื่นๆ ที่เป็น อันตรายต่อการแข็งตัวของดิน-ซีเมนต์ น ้าที่ไม่สามารถดื่มได้อาจถูกพิจารณาว่าเป็นแหล่งน ้าบางส่วนหรือ ทั งหมด หากน ้าดังกล่าวไม่ส่งผลเสียต่อคุณภาพของดิน-ซีเมนต์ ในบางกรณีมีการใช้น ้าทะเลอย่างเพียงพอ หากน ้าดังกล่าวไม่ส่งผลเสียต่อคุณภาพของดิน-ซีเมนต์ อย่างไรก็ตาม การมีคลอไรด์อาจเพิ่มก้าลังต้น (Hansen and Avera, 1978)

2.4. ส่วนผสม สารผสมอาจอยู่ในรูปของแร่ธาตุหรือสารเคมีก็ได้ สารผสมแร่ธาตุที่ใช้ในดิน-ซีเมนต์ต้องเป็นไปตาม ข้อก้าหนดของ ASTM C 618 (เถ้าลอย) ASTM C 989 (ตะกรัน) และ ASTM C 1240 (ซิลิกาฟูม) ควรท้า การทดสอบในห้องปฏิบัติการก่อนโดยใช้ปริมาณสารผสมเพิ่มที่ต้องการเพื่อแสดงให้เห็นว่าสามารถรับก้าลังอัด 7 วันตามที่ระบุ หรืออาจระบุก้าลังอัด 28 วันหากคุณสมบัติการประสานของสารผสมแร่ จะมีส่วนร่วม มีการ ทดสอบความทนทานน้อยมากกับดิน-ซีเมนต์ที่มีส่วนผสมของสารเติมแต่ง หากคาดว่าจะมีสภาวะเปียก-แห้ง หรือละลายน ้าแข็งในภาคสนาม ขอแนะน้าให้ท้าการทดสอบความทนทานเหล่านี ในห้องปฏิบัติการด้วยสารเติม แต่งที่เสนอในการผสม ส่วนผสมของแร่ธาตุสามารถเป็นประโยชน์ในกรณีที่มวลรวมของดินขาดความละเอียด ทรายที่สะอาดไม่มีเม็ดละเอียดจะได้รับประโยชน์จากการเติมส่วนผสมของแร่ธาตุเพื่อเติมช่องว่าง น ้ายาผสมเคมีไม่ค่อยได้ใช้ในดิน-ซีเมนต์ แม้ว่าการวิจัยได้ด้าเนินการในพื นที่นี แต่ก็จ้ากัดเฉพาะ การตรวจทางห้องปฏิบัติการ (Wang, J.W.H., 1973 และ Wang, M-C., 1976) 3 กำรทดสอบดินซีเมนต์ หนึ่งในปัจจัยส้าคัญที่ท้าให้การใช้ดินซีเมนต์ประสบความส้าเร็จในการใช้งานแหล่งน ้าคือการ ก้าหนดปัจจัยควบคุมทางวิศวกรรมล่วงหน้าอย่างรอบคอบในห้องปฏิบัติการและการใช้งานระหว่างการก่อสร้าง องค์ประกอบของดินแตกต่างกันมาก ความผันแปรเหล่านี ส่งผลต่อลักษณะที่ดินท้าปฏิกิริยาเมื่อรวมกับ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์และน ้า วิธีที่ดินท้าปฏิกิริยากับซีเมนต์ถูกก้าหนดโดยการทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่าง ง่ายที่ท้าขึ นจากส่วนผสมของซีเมนต์กับดิน การทดสอบเหล่านี ก้าหนดข้อก้าหนดพื นฐานสามประการส้าหรับดิน ซีเมนต์ ได้แก่ 1. ปริมาณซีเมนต์ขั นต่้าที่จ้าเป็นในการท้าให้ดินแข็งตัวเพื่อให้เป็นไปตามข้อก้าหนดด้านก้าลังรับ แรงอัดและความทนทาน 2. ความชื นที่เหมาะสมที่จ้าเป็นต่อการบดอัดดินซีเมนต์ให้แน่นและ 3. ความหนาแน่นที่ต้องบดอัดดินซีเมนต์ วิธีการทดสอบที่ก้าหนดขึ นจาก American Society for Testing and Materials (ASTM) และ American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) ถูกน้ามาใช้เพื่อ ก้าหนดปัจจัยเหล่านี เนื่องจากมาตรฐานเหล่านี เป็นสิ่งที่ประเมินค่าไม่ได้ จึงต้องใช้เวลาพอสมควรในการหา ปัจจัยที่จ้าเป็นส้าหรับการก่อสร้าง เพื่อลดเวลานี Portland Cement Association (PCA) ได้พัฒนาวิธี ทดสอบทางลัดพิเศษส้าหรับก้าหนดปัจจัยซีเมนต์ส้าหรับดินทราย ส้าหรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ขั นตอนการทดสอบเฉพาะ ผู้อ่านจะอ้างอิงถึงคู่มือห้องปฏิบัติการดิน-ซีเมนต์ของ PCA, EB052 แหล่งที่มาที่เป็นไปได้ทั งหมด ดินประมาณ 75 ปอนด์ (34 กก.) มักจะเพียงพอส้าหรับการ ทดสอบดินซีเมนต์แบบสมบูรณ์ เมื่อจ้าเป็น ตัวอย่างจะถูกท้าให้แห้งก่อนจนกว่าจะเปราะได้โดยใช้เกรียง การ ท้าให้แห้งอาจท้าได้โดยการท้าให้แห้งด้วยอากาศหรือโดยใช้อุปกรณ์ท้าให้แห้งที่จ้ากัดอุณหภูมิของตัวอย่างไว้ที่ 140°F (60°C) จากนั นดินจะถูกแยกออกจากกันใน 2-in (51 มม.), 3/4 นิ ว (19 มม.) และตะแกรงเบอร์

4 (4.75 มม.) ก้อนดินทั งหมดจะแตกออกหรือเป็นผงในลักษณะที่จะหลีกเลี่ยงการลดขนาดตาม ธรรมชาติของอนุภาคแต่ละชนิด ดินที่ผ่านตะแกรงเบอร์ 4 (4.75 มม.) ควรผสมให้เข้ากันดีและเก็บไว้ใน ภาชนะที่มีฝาปิดตลอดระยะเวลาการทดสอบ เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงที่ส้าคัญของความชื น ปริมาณ ของวัสดุที่ใหญ่กว่า 2 นิ ว (51 มม.) ไม่รวมอยู่ในการค้านวณการกระจายขนาดเกรน แต่จะถูกบันทึกไว้ ก่อนที่จะถูกทิ ง วัสดุที่ใหญ่กว่า 3/4 นิ ว (19 มม.) จะถูกเก็บไว้จนกว่าชิ นงานทดสอบดินซีเมนต์จะถูกขึ นรูป หลังจากนั นมักจะทิ งไป วัสดุที่เหลือใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการทดสอบ 3.1. กำรสุ่มตัวอย่ำง ต้องเก็บตัวอย่างดินจากสถานที่ก่อสร้างที่เสนอหรือสถานที่ยืม (หากไม่พบวัสดุเพียงพอใน สถานที่) ในโครงการขนาดใหญ่ อาจต้องใช้ตัวอย่างหลายตัวอย่างเพื่อประกันการเป็นตัวแทนที่เหมาะสม 3.2. กำรไล่ระดับสีโดยรวม การไล่ระดับสีรวมถูกก้าหนดโดยใช้การวิเคราะห์ตะแกรงแห้งแบบมาตรฐานส้าหรับวัสดุที่หยาบ กว่าตะแกรงเบอร์ 200 (75 µm) โดยใช้ ASTM C 136 ส้าหรับวัสดุที่ละเอียดกว่าตะแกรงเบอร์ 200 (75 µm) การไล่ระดับสีจะพิจารณาโดยใช้ ASTM C 117 3.3. ดัชนีควำมเป็นพลำสติก ดัชนีความเป็นพลาสติก (PI) หมายถึง "ความแตกต่างที่เป็นตัวเลขระหว่างขีดจ้ากัดของเหลวและ ขีดจ้ากัดพลาสติก ช่วงของความชื นที่ดินยังคงเป็นพลาสติก" ในทางกลับกัน "ขีดจ ำกัดพลำสติก" หมายถึง ปริมาณความชื นที่ดินเปลี่ยนจากกึ่งของแข็งเป็นพลาสติก และ "ขีดจ ำกัดของเหลว" หมายถึงปริมาณ ความชื นที่ดินผ่านจากพลาสติกไปสู่สถานะของเหลว ค่า Pl ยิ่งต่้าแสดงว่าดินมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลง ของปริมาณน ้าน้อยลง ลูกบอลดินเหนียวมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ นอย่างมากเมื่อค่าดัชนีความเป็นพลาสติก มากกว่า 8 ส้าหรับทางเท้าและการใช้งานอื่นๆ ที่ไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับสิ่งแวดล้อม การมีลูกบอลดินเหนียว เป็นครั งคราวอาจไม่ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการท้างาน ส้าหรับการป้องกันความลาดชันหรือการใช้งานอื่น ๆ ที่ดินซีเมนต์สัมผัสกับสภาพดินฟ้าอากาศ ดินเหนียวมักจะถูกชะล้างออกจากดินซีเมนต์ ทิ งลักษณะ "ชีส สวิส" ซึ่งอาจท้าให้โครงสร้างของดินซีเมนต์อ่อนแอลง (รูปที่ 3-1) ข้อมูลจ้าเพาะของดิน-ซีเมนต์ส่วนใหญ่ก้าหนดให้ดัชนีความเป็นพลาสติกต้องไม่เกิน 8 ขั นตอน ส้าหรับการก้าหนดขีดจ้ากัดของเหลว ขีดจ้ากัดพลาสติก และดัชนีความเป็นพลาสติกส้าหรับดินมีระบุไว้ใน ASTM D 4318 และความหนาแน่นแห้งของชิ นงานแต่ละชิ นจะถูกวาดบนกราฟ จุดที่วาดจะเชื่อมต่อกัน ด้วยเส้นเรียบเพื่อสร้างเส้นโค้ง ดังรูปที่ 3-2 ปริมาณความชื นที่ได้รับความหนาแน่นสูงสุดเรียกว่า "ควำมชื้น ที่เหมำะสม" ของส่วนผสมของดินและซีเมนต์ น ้าหนักแห้งในเตาอบต่อลูกบาศก์ฟุต (ลูกบาศก์เมตร) ของ ส่วนผสมที่ความชื นเหมาะสมเรียกว่า "ควำมหนำแน่นแห้งสูงสุด" ความชื นที่เหมาะสมและความหนาแน่น แห้งสูงสุดจะใช้ส้าหรับการขึ นรูปตัวอย่างส้าหรับการทดสอบก้าลังรับแรงอัดและการออกแบบชิ นงานทดสอบ แบบแช่แข็ง-ละลายและแบบเปียก-แห้ง

รูปที่ 3-1 "ชีสสวิส" ลักษณะของดินซีเมนต์กับก้อนดิน 3.4. กำรทดสอบควำมหนำแน่นของควำมชื้น ปริมาณความชื นและความหนาแน่นที่เหมาะสม (เรียกว่าปริมาณความชื นที่เหมาะสมและ ความหนาแน่นสูงสุด) ส้าหรับดินซีเมนต์มักจะถูกก้าหนดโดยการทดสอบความหนาแน่นของความชื น (ASTM D 558) การทดสอบคล้ายกับการทดสอบ Proctor "มำตรฐำน" ส้าหรับดิน (ASTM D 698) การทดสอบนี ยังใช้ในภาคสนามระหว่างการก่อสร้างเพื่อก้าหนดปริมาณน ้าที่จะเติมและความหนาแน่น ของส่วนผสมที่ควรบดอัด ชิ นงานทดสอบหลายชิ นที่มีความชื นต่างกันจะถูกอัดแน่นในห้องปฏิบัติการ ปริมาณความชื นที่สอดคล้องกัน รูปที่ 3-2 เส้นโค้งพรอคเตอร์มาตรฐานส้าหรับดินซีเมนต์

ส้าหรับดินเดียวกัน การทดสอบ Proctor แบบ "ดัดแปลง" (ASTM D 1557) มักจะท้าให้มี ความหนาแน่นแห้งสูงสุดสูงกว่าที่ความชื นที่เหมาะสมต่้ากว่าการทดสอบ Proctor "แบบมาตรฐาน" เล็กน้อย ส้าหรับดินเม็ดเล็ก วิธีการ "ดัดแปลง" มักจะให้ความสัมพันธ์ที่ดีขึ นกับความหนาแน่นที่สามารถท้าได้ในสนาม โดยใช้ลูกกลิ งสั่นสะเทือน รูปที่ 3-3 แสดงการเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นของความชื นที่พัฒนาขึ น โดยใช้การทดสอบความหนาแน่นของความชื น Proctor ทั งแบบ "มาตรฐาน" และ "แบบแก้ไข" ส้าหรับดิน เดียวกัน การทดสอบความหนาแน่นของความชื นของ Proctor "ดัดแปลง" โดยทั่วไปจะใช้เมื่อเศษหยาบ ของมวลรวมของดินอยู่ในระดับที่มากกว่า 30% ยังคงอยู่ที่ตะแกรงเบอร์ 4 (4.75 มม.) เมื่อดิน ซีเมนต์ และน ้าผสมกัน ดินจะจับตัวเป็นก้อน ท้าให้เกิดแรงเสียดทานภายในเพิ่มขึ น ความสัมพันธ์ระหว่างความชื นกับความหนาแน่นของส่วนผสมของดินกับซีเมนต์จะแตกต่างกันเล็กน้อย ซึ่ง เป็นผลมาจากการแข็งตัวของดินและความชื นบางส่วนของซีเมนต์ที่เกิดขึ นระหว่างการผสมแบบเปียก ผลกระทบเหล่านี สังเกตได้จากการเพิ่มขึ นของความชื นที่เหมาะสมและการลดลงของความหนาแน่นสูงสุด ของส่วนผสมของดินซีเมนต์เมื่อเวลาผสมความชื นเพิ่มขึ น ด้วยเหตุนี การทดสอบความหนาแน่นของ ความชื นในส่วนผสมของดินซีเมนต์จึงท้าขึ นในห้องปฏิบัติการ เช่น อย่างรวดเร็วที่สุด สิ่งนี จ้าเป็นเนื่องจาก ชิ นงานทดสอบซึ่งออกแบบจากข้อมูลการทดสอบในห้องปฏิบัติการ จะถูกขึ นรูปหลังจากผสมดิน ซีเมนต์ และน ้าไม่กี่นาที และก่อนการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ ข้อมูลจ้าเพาะส้าหรับการก่อสร้างดิน-ซีเมนต์ จ้าเป็นต้องมีการสร้างความสัมพันธ์ของ ความชื น-ความหนาแน่นในสนามจนถึงจุดสิ นสุดของการผสมแบบชื น โดยน้าดินซีเมนต์มาจากพื นที่ที่ก้าลัง ก่อสร้างโดยตรง แนวทางส้าหรับการก้าหนดความสัมพันธ์ของความชื นและความหนาแน่นของส่วนผสมของ ดินและซีเมนต์มีระบุไว้ใน ASTM D 558 และ AASHTO T 134 รูปที่ 3-3 การเปรียบเทียบ "มาตรฐาน" และ "แก้ไข" Proctor moisture-density curves ส้าหรับส่วนผสม ของดินและซีเมนต์เดียวกัน

3.5. เนื้อหำซีเมนต์ ปริมาณซีเมนต์ที่ต้องการจะแตกต่างกันไปตามประเภทของดินและการไล่ระดับสี นอกจากนี ซีเมนต์ยังทนต่อการสึกกร่อน) ของดิน-ซีเมนต์ขึ นอยู่กับปริมาณซีเมนต์เพียงบางส่วนเท่านั น การ ทดสอบในห้องปฏิบัติการที่จัดท้าโดย AGRA Earth & Environment (1998) ส้าหรับเขตควบคุมน ้า ท่วม Maricopa County (ดูหัวข้อ 1.3) บ่งชี ว่าความต้านทานการกัดเซาะเพิ่มขึ นเมื่อปริมาณซีเมนต์ เพิ่มขึ นจนถึงค่าหนึ่ง ซึ่งจุดที่ความต้านทานการกัดเซาะจะลดระดับลงแม้ในขณะที่ แรงอัดยังคงเพิ่มขึ น ในการพัฒนาการทดสอบมาตรฐานส้าหรับดิน-ซีเมนต์ พบว่าวงจรการเปียกและการท้าให้แห้งหรือการแช่ แข็งและการละลายซ ้าๆ สามารถสร้างแรงขยายและหดตัวในตัวอย่างดิน-ซีเมนต์ ดังนั นการทดสอบ ความทนทานแบบเปียก-แห้งและการละลายน ้าแข็งจึงได้รับการพัฒนาขึ นเพื่อจ้าลองการเปลี่ยนแปลง ปริมาตรในห้องปฏิบัติการที่สามารถพบได้ในภาคสนาม สิ่งนี ช่วยก้าหนดว่าดินซีเมนต์จะแข็งหรือไม่ หรือ มันจะขยายและหดตัวมากเกินไปและอ่อนตัวด้วยการเปลี่ยนแปลงของความชื น สภาวะการแช่แข็งและ การละลายแบบอื่นที่สร้างผลลัพธ์ที่เลวร้ายในดินที่ไม่ได้รับการปรับปรุง เพื่อก้าหนดปริมาณซีเมนต์ที่เพียงพอ การทดสอบความทนทานจะด้าเนินการกับตัวอย่าง ทดสอบของส่วนผสมของดินและซีเมนต์ที่เตรียมที่ความชื นที่เหมาะสม การทดสอบด้าเนินการโดยใช้ ปริมาณซีเมนต์โดยประมาณและส่วนผสมที่มีปริมาณซีเมนต์สองเปอร์เซ็นต์ด้านบนและด้านล่างของ ปริมาณซีเมนต์โดยประมาณ ระยะเวลาการทดสอบทั งหมดประมาณหนึ่งเดือน การทดสอบการละลายน ้าแข็งประกอบด้วยการแช่แข็ง 24 ชั่วโมงที่ -10°F (-5°C) และ 24 ชั่วโมงของการละลายที่อุณหภูมิ 70°F (21°C) และความชื นสัมพัทธ์ 100% จากนั นชิ นงานจะถูกแปรง ด้วยแปรงลวดบนพื นผิวทั งหมด และน้ากลับเข้าไปในช่องแช่แข็งเพื่อเริ่มวงจรการละลายน ้าแข็งอีกรอบ (48 ชั่วโมง) มีการด้าเนินการทั งหมด 12 รอบกับชิ นงานทดสอบ หลังจากนั นชิ นงานจะถูกท้าให้แห้ง ด้วยน ้าหนักคงที่ที่อุณหภูมิ 230°F (110°C) และชั่งน ้าหนักเพื่อหาน ้าหนักแห้งในเตาอบ น ้าหนักแห้ง ของเตาอบรวมถึงน ้าที่ใช้ส้าหรับให้ความชุ่มชื นของซีเมนต์ ต้องแก้ไขน ้าหนักแห้งในเตาอบส้าหรับน ้าที่ กักเก็บไว้นี บทที่ 3 "รำยละเอียดของวิธีทดสอบดินซีเมนต์" ของสิ่งพิมพ์ PCA EB052 คู่มือ ห้องปฏิบัติการดินซีเมนต์ รวมถึงตัวอย่างการแก้ไขน ้าหนักแห้งในเตาอบ การทดสอบแบบเปียกและแบบแห้งจะด้าเนินการในลักษณะเดียวกันกับการทดสอบการ ละลายน ้าแข็ง ยกเว้นว่าชิ นงานจะจมอยู่ในน ้าประปาที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 5 ชั่วโมงแล้วจึงน้าออก จากนั นวางตัวอย่างไว้ในเตาอบที่อุณหภูมิ 160°F (71°C) เป็นเวลา 43 ชั่วโมง แล้วน้าออกและแปรงใน ลักษณะเดียวกับการทดสอบการละลายน ้าแข็ง อีกครั ง ตัวอย่างจะถูกทดสอบทั งหมด 12 รอบ (รอบละ 48 ชั่วโมง) แล้วท้าให้แห้งด้วยน ้าหนักคงที่ที่ 230°F (110°C) และชั่งน ้าหนักเพื่อหาน ้าหนักแห้งในเตา อบ (แก้ไขส้าหรับ G-2.70 ความอิ่มตัว 100% (ปริมาณอากาศ 0%)

การทดสอบการละลายน ้าแข็งและเปียก-แห้งก้าหนดปริมาณซีเมนต์ขั นต่้าที่จ้าเป็นในการ ผลิตวัสดุโครงสร้างที่จะต้านทานการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความชื นและ อุณหภูมิ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความชื นและอุณหภูมิเกิดขึ นในองศาที่ต่างกันในทุกพื นที่ภูมิอากาศ และภูมิศาสตร์ การใช้การทดสอบทั งแบบแช่แข็ง-ละลายและแบบเปียก-แห้งท้าให้มั่นใจได้ว่าวัสดุที่ชุบแข็ง และทนทานเพียงพอส้าหรับทุกสภาพอากาศ หากโครงการดิน-ซีเมนต์ตั งอยู่ในพื นที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีวัฏจักร การละลายน ้าแข็งน้อยหรือไม่มีเลย การทดสอบการละลายน ้าแข็งจะเป็นตัวเลือกหรือไม่ก็ได้ เว้นแต่จะพบดิน หรือการไล่ระดับสีดินที่ผิดปกติ แนวทางส้าหรับการทดสอบส่วนผสมของดินและซีเมนต์แบบเปียก-แห้งและ การละลายน ้าแข็งมีระบุไว้ใน ASTM D 559 และ D 560 (AASHTO T 135 และ T 136) ตามล้าดับ PCA ได้ก้าหนดเกณฑ์การยอมรับส้าหรับการทดสอบความทนทานเหล่านี โดยพิจารณา จากดินประเภทต่างๆ (ดูตารางที่ 4-1) เกณฑ์เหล่านี ใช้กับดินซีเมนต์ที่ใช้ส้าหรับปรับสภาพฐานโดยที่ดินซีเมนต์ไม่ได้สัมผัสโดยตรง ส้าหรับการใช้งานในแหล่งน ้าที่ดิน-ซีเมนต์สัมผัสโดยตรงกับสภาพอากาศและผลกระทบจากการกระท้าของ คลื่นและน ้าที่ไหล โดยปกติแล้วปริมาณซีเมนต์จะเพิ่มขึ นสองจุดเปอร์เซ็นต์โดยค้านึงถึงสภาวะการสัมผัส 3.5.2. วิธีกำรทำงลัด PCA มีการพัฒนาขั นตอนเพื่อตรวจสอบว่าปริมาณซีเมนต์เพียงพอส้าหรับดินทราย (PCA, 1992) ขั นตอนที่ใช้ขึ นอยู่กับข้อมูลที่พัฒนาจากการทดสอบก่อนหน้านี ที่คล้ายกัน สิ่งนี จะก้าจัดการทดสอบ บางส่วนและลดจ้านวนงานที่ต้องการ จ้าเป็นต้องมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการเท่านั น คือ การวิเคราะห์ ขนาดเกรน การทดสอบความหนาแน่นของความชื น และการทดสอบแรงกด ต้องการตัวอย่างดินที่มีขนาด ค่อนข้างเล็กและงานทั งหมดจะแล้วเสร็จภายในหนึ่งสัปดาห์ ขั นตอนเหล่านี ไม่อนุญาตให้มีการก้าหนดปริมาณ ซีเมนต์ขั นต่้า แต่มักจะให้เป็นปัจจัยซีเมนต์ที่ปลอดภัยโดยทั่วไปที่ใกล้เคียงกับที่ระบุโดยมาตรฐาน ASTM หรือ AASHTO การทดสอบแบบเปียก-แห้งและการละลายน ้าแข็งคล้ายกับการทดสอบแบบเปียก-แห้งและการ ละลายน ้าแข็งที่อธิบายไว้ข้างต้น วิธีการลัด PCA ได้รับการพัฒนาขึ นส้าหรับการใช้งานในการท้าให้เสถียรของ ดิน-ซีเมนต์ เป็นผลให้ปริมาณซีเมนต์ที่ก้าหนดจากวิธีนี จ้าเป็นต้องเพิ่มขึ นสองจุดเปอร์เซ็นต์ส้าหรับการใช้งาน ในแหล่งน ้าเพื่อให้ได้รับสภาวะการสัมผัสที่รุนแรงยิ่งขึ น 3.6. เนื้อหำปอซโซลำน มีข้อมูลจ้ากัดเกี่ยวกับผลกระทบของปอซโซลาน รวมทั งเถ้าลอยและตะกรันในดิน-ซีเมนต์ ต่อก้าลังอัดและความทนทานในระยะสั นและระยะยาว ขอแนะน้าให้ท้าชุดการทดสอบที่สมบูรณ์ซึ่งรวมถึง การทดสอบความทนทานแบบเปียก-แห้งและการละลายน ้าแข็งแบบมาตรฐานในระหว่างขั นตอนการ ออกแบบส่วนผสม เพื่อตรวจสอบว่าตัวอย่างเป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพขั นต่้า นอกจากนี เนื่องจาก ลักษณะเถ้าลอยอาจเปลี่ยนแปลงได้ ขอแนะน้าให้เถ้าลอยที่ใช้ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการเป็นแบบ เดียวกับที่เสนอส้าหรับโครงการ

3.7. แรงอัด โดยทั่วไปการทดสอบก้าลังรับแรงอัดจะท้าหลังจากการทดสอบการแช่แข็ง-ละลายและ การทดสอบแบบเปียก-แห้ง ชิ นงานที่มีแรงอัดโดยทั่วไปจะแตกหักเมื่อถูกอัดที่อายุ 3, 7 และบางครั ง 28 วัน การทดสอบจะด้าเนินการที่ 3 วัน เพื่อให้ในระหว่างการก่อสร้าง วิศวกรควบคุมคุณภาพจะได้มีข้อบ่งชี ล่วงหน้าหากเกิดปัญหาขึ น เก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องในบรรยากาศประมาณความชื น 100% จนถึงวันทดสอบ แต่ละตัวอย่างแช่ในน ้าเป็นเวลา 4 ชั่วโมงก่อนการทดสอบ โหลดการบีบอัดถูกน้าไปใช้ในอัตรา 20 psi (0.14 MPa) ต่อวินาที ผลของการทดสอบก้าลังอัดจะใช้เพื่อหาอัตราการแข็งตัวและเพื่อตรวจสอบว่าดินมี ปฏิกิริยาตามปกติหรือไม่ แนวทางส้าหรับการสร้างและการทดสอบชิ นงานทดสอบแรงอัดของดินซีเมนต์ ระบุไว้ใน ASTM D 1632 และ D 1633 อิทธิพลของซีเมนต์ในการผลิตก้าลังอัดในส่วนผสมของดิน-ซีเมนต์อัดแน่นสามารถ วิเคราะห์ได้จากสองมุมมอง อิทธิพลของซีเมนต์จะเห็นได้จากความแข็งแรงที่เพิ่มขึ นตามอายุที่เพิ่มขึ น และ โดยความแข็งแรงที่เพิ่มขึ นเมื่อปริมาณซีเมนต์เพิ่มขึ น ก้าลังรับแรงอัด 7 วันของชิ นงานอิ่มตัวที่ปริมาณ ซีเมนต์ขั นต่้าที่สร้างดินซีเมนต์ที่แข็งตัวเพียงพอโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 300 ถึง 800 psi (2.1 และ 5.5 MPa) ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างแรงอัดและความต้านทานการกัดเซาะเนื่องจากน ้าไหลหรือการ กระท้าของคลื่น อย่างไรก็ตาม ข้อก้าหนดส้าหรับดินซีเมนต์ที่ใช้ในงานทรัพยากรน ้า โดยทั่วไป ต้องมีก้าลัง รับแรงอัดขั นต่้าในสถานที่ 7 วัน ระหว่าง 600 ถึง 750 psi (4.2 และ 5.2 MPa) ส้าหรับวัสดุบุผิว ข้อก้าหนดด้านความแข็งแรงสามารถต่้าได้ถึง 500 psi (3.4 MPa) ส้าหรับโครงสร้างควบคุมเกรด 1,000 psi (6.9 MPa) และส้าหรับทางระบายน ้าล้นถึง 2,000 psi (13.8 MPa) ข้อก้าหนดด้านความแข็งแรงที่ แน่นอนควรขึ นอยู่กับสภาพอากาศ ข้อก้าหนดด้านการสึกกร่อน ความถี่ในการใช้งาน และเงื่อนไขการ เคลื่อนย้ายตะกอนใต้พื นแนวหิน 3.8. แรงเฉือน โดยทั่วไปแล้วการทดสอบก้าลังรับแรงเฉือนจะไม่ด้าเนินการกับซีเมนต์ดินส้าหรับ โครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับแหล่งน ้าส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงการสร้างเขื่อนดินจากดินซีเมนต์ การทดสอบเหล่านี มีค่ายิ่งส้าหรับการออกแบบ ข้อมูลแรงเฉือนสามแกนได้รับการพัฒนาโดย Nussbaum and Colley (1971) เพื่อใช้ในการพิจารณาการสร้างเขื่อนดินซึ่งดินทั งหมดถูกท้าให้เสถียรด้วยซีเมนต์ การทดสอบท้าบน 2.8 x 5.6 นิ ว ชิ นงานทรงกระบอก (7.1 x 14.2 ซม.) ที่ถูกบดอัดให้มีความหนาแน่น มาตรฐานที่ความชื นที่เหมาะสม ชิ นงานถูกบ่มในห้องหมอกที่อุณหภูมิ 72°F (22°C) จนกระทั่งท้าการ ทดสอบ การทดสอบถูกระบายออกด้วยอัตราการโหลดเพื่อให้การทดสอบขัดเงาในเวลาประมาณ 10 นาที ข้อมูลจากการทดสอบสามแกนแสดงในตารางที่ 3-1 ดินที่เสถียรด้วยซีเมนต์มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในและการยึดเกาะเพิ่มขึ น อย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับดินที่ไม่ได้รับการบ้าบัด สังเกตว่าการเกาะตัวกันเพิ่มขึ นตามปริมาณซีเมนต์ หรือเวลาบ่ม นอกจากนี มุมของค่าแรงเสียดทานภายในยังเพิ่มขึ นอย่างมาก

ตารางที่ 3-1. ความแข็งแรงสามแกนและปริมาณซีเมนต์หลังการบ่ม 28 วัน (Nussbaum and Colley, 1971) ประเภทของดิน AASHTO เปอร์เซ็นต์ซีเมนต์โดย น ้าหนัก การเกาะตัวกัน, psi (MPa) มุมความชัน, องศา เอ-2-4 0 20 (0.14) 29 2 50 (0.34) 41 3 58 (0.4) 44 4 70 (0.48) 44 6 90 (0.62) 48 8 100 (0.69) 49 เอ-1-บี 0 10 (0.07) 38 1 27 (0.19) 45 2 37 (0.26) 49 3 50 (0.34) 51 4 72 (0.5) 52 5 95 (0.66) 55 เอ-4 0 5 (0.03) 37 2.5 30 (0.21) 46 5.5 65 (0.45) 45 7.5 85 (0.59) 45 9.5 125 (0.86) 45 สังเกตได้เมื่อเปรียบเทียบดินที่มีความคงตัวกับดินที่ไม่ได้รับการปรับปรุง อย่างไรก็ตาม มี การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั นเมื่อปริมาณของซีเมนต์ที่ใช้ในการปรับสภาพดินให้คงที่นั นแตกต่าง กัน การเพิ่มการยึดเกาะกับปริมาณซีเมนต์ที่เพิ่มขึ นมีความส้าคัญในการพิจารณาความชันและความมั่นคง ของทางลาด การทดสอบเกี่ยวข้องกับการพิจารณาความสามารถของดินในการตรึงหรือดูดซับแคลเซียม ยิ่งมีการดูดซึมมากเท่าใด ปฏิกิริยากับซีเมนต์ก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั น ในการวัดการดูดซึมแคลเซียมของดิน จะต้องวางแคลเซียมไอออนสัมผัสกับเม็ดดิน สารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์อิ่มตัวและปราศจาก คาร์บอเนตมาตรฐานใช้เป็นตัวแทน เมื่อสารละลายมาตรฐานของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ผสมกับดินใน ปริมาณที่ก้าหนดไว้ล่วงหน้า ปริมาณแคลเซียมที่ดินดูดซึมได้จริงสามารถก้าหนดได้โดยการไทเทรต แคลเซียมที่เหลืออยู่ในสารละลาย ปริมาณแคลเซียมนี เมื่อเทียบกับที่มีอยู่ในสารละลายมาตรฐาน เป็นตัว วัดความสามารถในการดูดซึมแคลเซียมของดินโดยตรง

3.9. ท ำปฏิกิริยำกับดินทรำยได้ไม่ดี ในการก่อสร้างดินซีเมนต์ ดินทรายบางประเภท (โดยทั่วไปเป็นดินที่เป็นกรดหรือดินที่มี สารอินทรีย์สูง) พบว่าไม่สามารถบ้าบัดได้ส้าเร็จด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ในปริมาณปกติ แม้ว่าการใช้ สารเติมแต่งดิน แคลเซียมคลอไรด์ และสารเคมีอื่นๆ อย่างมีประสิทธิภาพสามารถก้าจัดปฏิกิริยาที่ไม่พึง ประสงค์นี ได้ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจหาดินทรายชนิดนี จนกว่าจะมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการ มาตรฐาน (ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์จึงจะขัดเงา) วิธีการทดสอบซึ่งใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง ได้รับการพัฒนาโดย Robbins and Mueller (1960) เพื่อตรวจหาดินทรายที่ท้าปฏิกิริยาได้ไม่ดี ปริมาณสารอินทรีย์และค่า pH ต่้าไม่ได้บ่งชี ถึงทรายที่ท้าปฏิกิริยาได้ไม่ดี อย่างไรก็ตาม ดินทรายที่มีปริมาณสารอินทรีย์มากกว่า 2% หรือมีค่า pH ต่้ากว่า 5.3 จะไม่ท้าปฏิกิริยาตามปกติกับ ซีเมนต์ โดยทั่วไปแล้วดินทรายที่ท้าปฏิกิริยาได้ไม่ดีเหล่านี จะอยู่บริเวณด้านบนไม่กี่ฟุตของพื นผิว บ่อยครั ง ดินเหล่านี สามารถถูกลอกออกและเสียไป และดินพื นฐานที่ใช้ในดินซีเมนต์ นอกจากนี การใช้ แคลเซียมคลอไรด์ (Ca Cl2) เปอร์เซ็นต์เล็กน้อยตามล้าดับของดินแห้งร้อยละ 0.6 ถึง 1.0 โดยน ้าหนัก หรือการผสมมวลรวมที่ท้าปฏิกิริยาตามปกติลงในส่วนผสมยังมีประสิทธิผลในการลดปฏิกิริยาที่ไม่พึง ประสงค์จาก ดินทรายที่ท้าปฏิกิริยาไม่ดี 4 สัดส่วนผสม 4.1. เกณฑ์กำรออกแบบส่วนผสม ข้อก้าหนดโครงสร้างหลักของส่วนผสมดินซีเมนต์ที่แข็งตัวนั นขึ นอยู่กับความแข็งแรงและ ความทนทานที่เพียงพอ ซึ่งทนทานต่อการสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆ องค์กรต่าง ๆ ใช้เกณฑ์ต่าง ๆ เพื่อก้าหนดสัดส่วนส่วนผสมที่ยอมรับได้ ต่อไปนี เป็นหลักเกณฑ์การผสมดิน-ซีเมนต์ที่พัฒนาโดยสมาคม ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์, กองทหารช่างแห่งกองทัพสหรัฐฯ, ส้านักงานการบุกเบิกแห่งสหรัฐฯ, มารีโคปา เคาน์ตี , อาริโซน่า, ปิมาเคาน์ตี , อาริโซน่า และออเรนจ์เคาน์ตี , แคลิฟอร์เนีย 4.1.1. สมำคมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ พื นฐานเบื องต้นของการออกแบบส่วนผสมของดินและซีเมนต์คือปริมาณซีเมนต์ที่จ้าเป็นในการผลิต ส่วนผสมที่จะทนต่อแรงเค้นที่เกิดจากการทดสอบแบบเปียก-แบบแห้งและการละลายแบบเยือกแข็ง ดิน-ซีเมนต์ถูกใช้เป็นพื นฐานในการท้าผิวทางมากว่า 70 ปี การออกแบบส่วนผสมส้าหรับหลาย โครงการเหล่านี อิงจากการทดสอบแบบเปียก-แห้งและการละลายน ้าแข็ง หรือขั นตอนทางลัด PCA บันทึกการบริการของโครงการเหล่านี ที่ใช้งานอยู่พิสูจน์ความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์โดยอิงตามการ ทดสอบเหล่านี และเกณฑ์ในตารางที่ 4-1 เกณฑ์เหล่านี ระบุปริมาณซีเมนต์ขั นต่้าที่จ้าเป็นในการผลิตดินซีเมนต์ที่แข็งและทนทาน ซึ่งเหมาะส้าหรับการก่อสร้างพื นผิวหยาบบนทางเท้าหรือส้าหรับการใช้งานแหล่งน ้าที่อยู่ต่้ากว่าระดับ ความสูงผิวน ้าขั นต่้า 5 ฟุต (1.5 ม.) ส้าหรับการใช้ทรัพยากรน ้าเหนือระดับนี ปริมาณซีเมนต์ขั นต่้า ควรเพิ่มขึ น 2% เว้นแต่ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการจะแสดงเป็นอย่างอื่น นอกจากนี การ เปลี่ยนแปลงปริมาตรสูงสุดระหว่างการทดสอบความทนทานควรน้อยกว่า 2% ของปริมาตรเริ่มต้น

และก้าลังรับแรงอัดควรเพิ่มขึ นตามอายุของชิ นงานทดสอบ ดินส้าหรับใช้ในการก่อสร้างดินซีเมนต์ไม่ควรมีวัสดุใด ๆ หลงเหลืออยู่ใน 2-in ตะแกรง (50 มม.) ไม่เกิน 45% บนตะแกรงเบอร์ 4 (4.75 มม.) ไม่เกิน 35% หรือน้อยกว่า 5% ผ่านตะแกรง เบอร์ 200 (0.075 มม.) การกระจายตัวและการไล่ระดับของวัสดุในซีเมนต์ดินจะต้องไม่ส่งผลให้เลนส์ กระเป๋า รอยริ ว หรือชั นของวัสดุมีพื นผิวหรือการไล่สีแตกต่างกันอย่างมากจากวัสดุรอบข้าง ตารางที่ 4-1 เกณฑ์การสูญเสียน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตตามประเภทของดินจากการทดสอบแบบเปียกแห้งและแช่แข็ง-ละลาย (PCA 1992) เกณฑ์ PCA ส้าหรับดินซีเมนต์ที่ระบุโดยการทดสอบความทนทานแบบเปียก-แห้งและแช่แข็ง-ละลายน ้าแข็ง กลุ่มดิน AASHTO กลุ่มดินรวม น ้าหนักที่สูญเสียได้มากที่สุด (%) เอ-1-เอ GW, GP, GM, SW, SP, SM 14 เอ-1-บี GM, GP, SM, SP 14 เอ-2* GM, GC, SM, SC 14 เอ-3 SP 14 เอ-4 CL, ML 10 เอ-5 ML, MH, CH 10 เอ-6 CL, CH 7 * 10% คือการสูญเสียน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตส้าหรับดิน A-2-6 และ A-2-7 4.1.2. กองพลทหารช่างแห่งกองทัพสหรัฐฯ คู่มือทางเทคนิคของกองทหารช่างแห่งกองทัพสหรัฐฯ การปรับเสถียรภาพดินส้าหรับผิวทาง TM 5-822-4 และคู่มือวิศวกรรมการออกแบบและการสร้างเขื่อน EM 1110-2-1913 ได้ก้าหนดเกณฑ์การ ออกแบบส่วนผสมส้าหรับดิน-ซีเมนต์ ข้อก้าหนดด้านความทนทานส้าหรับเสถียรภาพของปูนซีเมนต์ปอร์ต แลนด์แสดงไว้ในตารางที่ 4-2 ตารางที่ 4-2 เกณฑ์การสูญเสียน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตตามประเภทของดินจากการทดสอบแบบ เปียก-แห้งและแช่แข็ง-ละลายน ้าแข็ง (USACE) ประเภทของดินที่มีความเสถียร* การสูญเสียน ้าหนักสูงสุดที่อนุญาตหลังจาก 12 รอบเปียก-แห้ง หรือละลายน ้าแข็ง (% ของน ้าหนักตัวอย่างเริ่มต้น) เม็ด, Pl<10 11 เม็ด, Pl>10 8 ตะกอน 8 ดินเหนียว 6 * อ้างอิงเอกสาร USACE MIL-STD-619B และ MIL-STD-621A

ตารางที่ 4-3 ข้อก้าหนดการไล่ระดับสีของ USACE ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดินซีเมนต์ ขนาดตะแกรงมาตรฐาน % ที่ผ่านตะแกรงได้ (น ้าหนักแห้ง) มากสุด ต่้าสุด 1/2 นิ ว (37.5 มม.) 98 100 เบอร์ 4 (4.75 มม.) 60 90 เบอร์ 200 (75 ไมโครเมตร) 5 10 ดัชนีความเป็นพลาสติกสูงสุด (PI) ส้าหรับวัสดุมวลรวมของดิน-ซีเมนต์สามารถสูงถึง 12 (ดู EM 1110-2-1913) เมื่อก้าหนดตามมาตรฐาน ASTM D 4318 แต่โดยทั่วไปแล้ว ดินที่ไม่ใช่ พลาสติกจะมีประสิทธิภาพที่ดีกว่า ที่ Norco Bluffs ข้อก้าหนดก้าหนดให้มี Pl ไม่เกิน 3 ก้าหนดให้มี Pl ไม่เกิน 3 น ้ายาผสมหน่วง หากใช้ ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ASTM C 494 ประเภท B หรือ D น ้าต้องเป็นไปตามข้อก้าหนดของ COE CRD-C 400 และต้องสะอาด สด และปราศจากน ้ามัน กรด เกลือ ด่างในปริมาณที่เป็นอันตราย ,อินทรียวัตถุ และสารอื่นๆ ที่เป็นอันตรายต่อการแข็งตัวของดินซีเมนต์ 4.1.3. ส ำนักกำรบุกเบิกแห่งสหรัฐอเมริกำ ไม่มีข้อมูลจ้าเพาะคู่มือทั่วไปส้าหรับดินซีเมนต์จากส้านักการถมทะเล อย่างไรก็ตาม มี รายงานสรุปที่บันทึกผลการปฏิบัติงานของโครงการซีเมนต์และดินที่สร้างโดยส้านักงานระหว่างปี 2506 ถึง 2512 (DeGroot พฤษภาคม 2514) เอกสารนี เป็นพื นฐานส้าหรับข้อก้าหนดทั่วไปที่ ระบุในย่อหน้าต่อไปนี หลายรายการได้มาจากข้อมูลจ้าเพาะที่พัฒนาขึ นจากส่วนทดสอบ Bonny Reservoir ที่สร้างเสร็จในปี 1951 ดินซีเมนต์ส้าหรับใช้ป้องกันความลาดชันควรมีก้าลังอัดขั นต่้า 600 psi (4.2 MPa) เมื่อ สิ นสุด 7 วัน และ 875 psi (6 MPa) เมื่อสิ นสุด 28 วัน ส่วนที่เป็นซีเมนต์ของดินผสมซีเมนต์ควร เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ประเภท I หรือประเภท II ส้านักดินซีเมนต์มีงานน้อยมากเกี่ยวกับดินเหนียวซึ่งมีเม็ดพลาสติกสูง ส้านักแนะน้า สูงสุด Pl ของ 8 ส้าหรับดินที่ใช้ในดินซีเมนต์ นอกจากนี มวลรวมของดินไม่ควรมีก้อนดินเหนียวหรือ ตะกอนขนาดใหญ่กว่า 1 นิ ว (25 มม.) 4.1.4. เมืองมำรีโคปำ รัฐแอริโซนำ ข้อก้าหนดการออกแบบส้าหรับการป้องกันตลิ่งดินซีเมนต์ต้องการแรงอัดขั นต่้า 750 psi (5.2 MPa) เมื่อสิ นสุด 7 วัน เมื่อทดสอบตามข้อก้าหนดของ Arizona Test Method 241a วิธีนี ก้าหนดเปอร์เซ็นต์ของซีเมนต์ที่ต้องการในส่วนผสมของดิน- ซีเมนต์ โดยการหาค่าก้าลังรับแรงอัดของ ชิ นงานแบบหล่อที่ปริมาณซีเมนต์ที่แตกต่างกัน ไม่มีการทดสอบความทนทานเพื่อหาปริมาณซีเมนต์ ส่วนที่เป็นซีเมนต์ของดินผสมซีเมนต์ต้องประกอบด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ 100% ตามข้อก้าหนด ของ ASTM C 150 ส้าหรับปูนซีเมนต์ประเภท I หรือประเภท II หรือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ไม่น้อย กว่า 85% และขี เถ้าลอยไม่เกิน 15% เถ้าลอยต้องเป็นไปตามข้อก้าหนดเฉพาะส้าหรับปอซโซลาน

ประเภท F ตามที่ระบุไว้ใน ASTM C 618 อาจจ้าเป็นต้องเพิ่มวัสดุประสานเพิ่มเติม 2% ให้สูงกว่าที่ ก้าหนดในระหว่างการออกแบบส่วนผสมเริ่มต้นเพื่อชดเชยความผันแปรของสภาพการก่อสร้างสนาม ดินที่ใช้ในการผสมดิน-ซีเมนต์จะต้องไม่มีวัสดุใด ๆ หลงเหลืออยู่ใน 2-in ตะแกรง (51 มม.) ดินต้อง เป็นไปตามข้อก้าหนดการไล่ระดับสีในตารางที่ 4-4 เมื่อทดสอบตามมาตรฐาน ASTM C 136 (AASHTO T-27) และ ASTM C 117 (AASHTO T-11) ดัชนีความเป็นพลาสติก (PI) จะต้องไม่เกิน 3 เมื่อทดสอบตามข้อก้าหนดของ ASTM D 318 (AASHTO T-90) มวลรวมของดินต้องไม่มีก้อนดินเหนียวหรือตะกอนขนาดใหญ่กว่า 1 นิ ว (25 มม.) น ้าต้องใสและปราศจากน ้ามัน กรด ด่าง สารอินทรีย์ หรือสารอันตรายอื่นๆ ในปริมาณที่เป็น อันตราย น ้าต้องมีคลอไรด์เป็น Cl หรือซัลเฟตเป็น SO4 ไม่เกิน 1,000 ส่วนในล้านส่วน ต้องเก็บ ตัวอย่างและทดสอบน ้าตามข้อก้าหนดของ AASHTO T-26 ตารางที่ 4-4. ข้อก้าหนดการไล่ระดับของ Maricopa County ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดิน-ซีเมนต์ ขนาดตะแกรงมาตรฐาน % ที่ผ่านตะแกรงได้ (น ้าหนักแห้ง) มากสุด ต่้าสุด 2 นิ ว (51 มม.) - 100 เบอร์ 4 (4.75 มม.) 50 80 เบอร์ 200 (75 ไมโครเมตร) 5 20 4.1.5. ปิมา เคาน์ตี รัฐแอริโซนา ข้อก้าหนดการออกแบบส้าหรับการป้องกันตลิ่งดิน-ซีเมนต์ ก้าหนดให้มีก้าลังอัดขั นต่้า 750 psi (5.2 MPa) เมื่อสิ นสุด 7 วัน เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ส่วนที่เป็นซีเมนต์ของดินผสมซีเมนต์ ต้องประกอบด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ 100% ตามข้อก้าหนดของ ASTM C 150 ส้าหรับ ปูนซีเมนต์ประเภท I หรือประเภท II หรือปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ไม่น้อยกว่า 85% และขี เถ้าลอยไม่ เกิน 15% . การออกแบบจะต้องด้าเนินการตามขั นตอนของกรมการขนส่งและเขตควบคุมน ้าท่วม Pima County การก้าหนดปริมาณซีเมนต์ที่จ้าเป็นส้าหรับส่วนผสมของดินและซีเมนต์ วิธีทดสอบ Modified Arizona 220 (PCDOTFD, 1987) วิธีนี ก้าหนดเปอร์เซ็นต์ของซีเมนต์ที่ต้องการใน ส่วนผสมของดิน-ซีเมนต์ โดยการหาค่าก้าลังรับแรงอัดของชิ นงานแบบหล่อที่ปริมาณซีเมนต์ที่แตกต่าง กัน ไม่มีการทดสอบความทนทานเพื่อหาปริมาณซีเมนต์ นอกจากนี Pima County ไม่ต้องการ ปริมาณซีเมนต์เพิ่มขึ น 2% ส้าหรับโครงการแหล่งน ้าอีกต่อไป ตราบใดที่ก้าลังอัดเป้าหมายที่ 750 psi (5.2 MPa) ที่ 7 วันเป็นไปตามเป้าหมาย ดินที่ใช้ในการผสมดิน-ซีเมนต์จะต้องไม่มีวัสดุใด ๆ หลงเหลืออยู่ใน 2-in ตะแกรง (51 มม.) หรือวัสดุที่เป็นอันตรายใดๆ ดินต้องเป็นไปตามข้อก้าหนดการไล่ระดับสีในตารางที่ 4-5 ดัชนี ความเป็นพลาสติก (PI) จะต้องไม่เกิน 3 ก้อนดินเหนียวและตะกอนที่มีขนาดใหญ่กว่า 1/2 นิ ว (12 มม.) จะไม่เป็นที่ยอมรับ และจะต้องมีการคัดกรองทุกครั งที่พบวัสดุประเภทนี น ้าที่ใช้ต้องปราศจาก น ้ามัน กรด ด่าง ดินเหนียว พืชผัก ตะกอน หรือสารอันตรายอื่น ๆ ในปริมาณที่เป็นอันตราย น ้าต้อง

มีคลอไรด์เป็น Cl หรือซัลเฟตเป็น SO4- ไม่เกิน 1,000 ส่วนในล้านส่วน ตารางที่ 4-5. ข้อก้าหนดการไล่ระดับสี Pima County ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดิน-ซีเมนต์ ขนาดตะแกรงมาตรฐาน % ที่ผ่านตะแกรงได้ (น ้าหนักแห้ง) มากสุด ต่้าสุด 2 นิ ว (51 มม.) 95 100 เบอร์ 4 (4.75 มม.) 50 90 เบอร์ 200 (75 ไมโครเมตร) 5 15 4.1.6. เมืองออเรนจ์ แคลิฟอร์เนีย ข้อก้าหนดการออกแบบส้าหรับการป้องกันดิน-ซีเมนต์ตลิ่งต้องการก้าลังรับแรงอัดขั นต่้า 750 psi (5.2 MPa) เมื่อสิ นสุด 7 วัน บวกกับซีเมนต์เพิ่มเติมอีก 2% ส้าหรับการป้องกันการกัดเซาะ ส้าหรับโครงสร้างควบคุมเกรด ข้อก้าหนดการออกแบบส้าหรับดิน-ซีเมนต์ ก้าหนดให้มีก้าลังอัดขั นต่้า 1,000 psi (6.9 MPa) เมื่อสิ นสุด 7 วัน บวกซีเมนต์เพิ่มเติม 2% เพื่อป้องกันการกัดกร่อน ส่วนที่ เป็นซีเมนต์ของดินผสมซีเมนต์ต้องประกอบด้วยปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ 100% ตามข้อก้าหนดของ ASTM C 150 ส้าหรับปูนซีเมนต์ประเภท II ไม่อนุญาตให้ใช้เถ้าลอยหรือสารอื่นที่ใช้แทนปูนซีเมนต์ ปอร์ตแลนด์ การออกแบบจะต้องปฏิบัติตาม California Test Method 312, Part IV-B ตัวอย่าง การออกแบบเบื องต้นจะต้องใช้เพื่อหาเปอร์เซ็นต์ของปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ที่จ้าเป็นในการพัฒนา ส่วนผสมของดินกับซีเมนต์ ก้าลังรับแรงอัดของชิ นงานหล่อที่มีปริมาณซีเมนต์ต่างกันจะต้องก้าหนดโดย วิธีทดสอบแคลิฟอร์เนีย 312 ส่วนที่ V การก้าหนดก้าลังรับแรงอัด ไม่มีการทดสอบความทนทานเพื่อ หาปริมาณซีเมนต์ ดินที่ใช้ในการผสมดิน-ซีเมนต์จะต้องไม่มีวัสดุใด ๆ หลงเหลืออยู่ที่ 1.5 นิ ว ตะแกรง (37.5 มม.) หรือวัสดุที่เป็นอันตรายใดๆ ดินต้องเป็นไปตามข้อก้าหนดการไล่ระดับสีในตารางที่ 4-6 ค่าเทียบเท่าทรายต้องมีอย่างน้อย 15 โดยมีค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ขั นต่้า 20 ค่าเทียบเท่าทรายจะต้อง ก้าหนดโดย California Test Method 217 การกระจายตัวและการไล่ระดับของวัสดุในชั นดิน-ซีเมนต์ จะต้องไม่ท้าให้เกิดเลนส์ กระเป๋า รอยริ ว หรือชั นของวัสดุที่มีพื นผิวหรือการไล่ระดับสีแตกต่างกันอย่าง มากจากวัสดุโดยรอบ น ้าที่ใช้ต้องปราศจากน ้ามัน กรด ด่าง สารอินทรีย์ หรือสารอันตรายอื่นๆ ใน ปริมาณที่เป็นอันตราย น ้าต้องมีคลอไรด์เป็น Cl หรือซัลเฟตเป็น SO4 ไม่เกิน 1,000 ส่วนในล้านส่วน ต้องสุ่มตัวอย่างและทดสอบน ้าตามข้อก้าหนดของ AASHTO T-26 4.2. กำรทดสอบในห้องปฏิบัติกำร เพื่อให้ได้ส่วนผสมมวลรวม วัสดุซีเมนต์ และน ้าที่เหมาะสม เพื่อพัฒนาดิน-ซีเมนต์ที่ทนทานต่อ การสึกกร่อนที่แข็งแรง ซึ่งสามารถน้าไปใช้กับแหล่งน ้าได้ การทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างละเอียดจะ ด้าเนินการโดยใช้วัสดุที่วางแผนไว้ส้าหรับการใช้งาน การทดสอบเหล่านี จะกล่าวถึงในหัวข้อที่ 3 และ รวมถึงการทดสอบความหนาแน่นของความชื น (ASTM D 558 หรือ D 1557) เพื่อก้าหนดความชื นที่ เหมาะสมเพื่อให้ได้ความหนาแน่นสูงสุดของส่วนผสมของดิน-ซีเมนต์อัดแน่น การทดสอบแบบเปียก-

แห้ง และการทดสอบละลายน ้าแข็ง (ASTM D 559 และ D 560) เพื่อก้าหนดปริมาณซีเมนต์ขั นต่้าที่ ให้ความทนทานที่เหมาะสม และการทดสอบก้าลังรับแรงอัด (ASTM D 1633) ยังใช้เพื่อก้าหนด ปริมาณซีเมนต์ขั นต่้าอีกด้วย ในขณะที่การทดสอบความทนทานยังคงถูกต้องที่สุดในการระบุปริมาณซีเมนต์ส้าหรับ ส่วนผสมของดิน-ซีเมนต์ การทดสอบทั งสองชุดใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือนต่อครั งและมีแนวโน้มที่จะมี ราคาแพง เพื่อลดเวลาและต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบดิน-ซีเมนต์ มีการพิจารณาว่าส้าหรับดิน เม็ดเล็ก การทดสอบการละลายน ้าแข็งโดยทั่วไปจะท้าให้สูญเสียน ้าหนักมากกว่าการทดสอบแบบเปียกแห้ง ดังนั น การใช้เฉพาะการทดสอบการละลายน ้าแข็งเท่านั นจึงให้ผลลัพธ์ที่อนุรักษ์นิยมมากที่สุด สมาคมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ด้าเนินการทดสอบความทนทานกว่า 1,700 ชุดบนดิน หลากหลายชนิด โดยพัฒนาความสัมพันธ์ระหว่างก้าลังอัด 7 วันกับความทนทาน รูปที่ 4-1 แสดง เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างที่ผ่านการทดสอบมาตรฐาน ASTM แบบเปียก-แห้งและแช่แข็ง-ละลาย ตารางที่ 4-6. ข้อก้าหนดการไล่ระดับของออเรนจ์เคาน์ตี ส้าหรับมวลรวมที่ใช้ในดิน-ซีเมนต์ ขนาดตะแกรงมาตรฐาน % ที่ผ่านตะแกรงได้ (น ้าหนักแห้ง) มากสุด ต่้าสุด 1.5 นิ ว (37.5 มม.) 98 100 เบอร์ 4 (4.75 มม.) 60 90 เบอร์ 200 (75 ไมโครเมตร) 5 20 รูปที่ 4-1 ก้าลังอัดเทียบกับเส้นโค้งความทนทาน (ACI, 1990)

4.3. คุณสมบัติทำงกำยภำพ 4.3.1. ควำมแข็งแกร่ง ความแข็งแรงของดิน-ซีเมนต์จะขึ นอยู่กับคุณสมบัติของมวลรวม (ดิน) ปริมาณซีเมนต์ การบดอัด และเงื่อนไขการบ่ม ความแข็งแรงของดินซีเมนต์วัดได้จากการทดสอบก้าลังอัด แนวทาง ส้าหรับการสร้างและทดสอบตัวอย่างทดสอบก้าลังรับแรงอัดของดิน-ซีเมนต์ระบุไว้ใน ASTM D 1632 และ D 1633 เวลาในการบ่มจะส่งผลต่อความแข็งแรงที่เพิ่มขึ นแตกต่างกันไปตามชนิดของดิน โดยทั่วไปแล้วดินเม็ดจะมีความแข็งแรงเพิ่มขึ นมากกว่าดินเนื อละเอียดในช่วงเวลาการบ่มเดียวกัน นอกจากนี แรงอัดโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ นตามปริมาณซีเมนต์ที่เพิ่มขึ น ข้อก้าหนดด้านก้าลังอัดจะแตกต่างกัน ไปตามโครงการ แต่โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 500 ถึง 750 psi (3.4 และ 5.2 MPa) เมื่อสิ นสุด 7 วัน ส้าหรับการป้องกันตลิ่ง และ 1,000 psi (6.9 MPa) ส้าหรับโครงสร้างควบคุมระดับ ดินซีเมนต์จะ แข็งแรงขึ นเมื่อเวลาผ่านไป รูปที่ 4-2 แสดงผลการทดสอบที่ด้าเนินการกับแกนของดินซีเมนต์ซึ่งใช้เวลา ตั งแต่ 1 ถึง 10 ปีหลังจากขัดเงาโครงการ พวกเขาระบุว่าก้าลังอัดเกือบสองเท่าของก้าลังอัด 28 วัน 4.3.2. ควำมต้ำนทำนกำรกัดกร่อนและกำรกัดเซำะ ความต้านทานการพังทลายของดิน-ซีเมนต์ หมายถึง ความสามารถในการต้านทานการ แตกตัวจากการกระท้าของน ้า ความทนทานต่อการสึกกร่อนคือความสามารถในการต้านทานการแตกตัว จากการกระท้าของน ้าและอนุภาคของแข็งที่ลอยอยู่ในน ้าซึ่งกระท้าต่อพื นผิวที่สัมผัส ผลการประเมิน จ้านวนมาก (ดูหัวข้อ 1.3) แนะน้าว่า ความต้านทานการสึกกร่อนของดิน-ซีเมนต์ที่สัมผัสกับอนุภาคในน ้า สามารถปรับปรุงได้โดยใช้วัสดุที่หยาบกว่าเป็นส่วนผสม เพิ่มกรวดลงในดินทรายละเอียด และ/หรือโดย การเพิ่มซีเมนต์ เนื อหา. แรงอัด 7 วันของชิ นงานในห้องปฏิบัติการ ตัวเลขนี บ่งชี ว่าโดยเฉลี่ยแล้ว 87% ของ ตัวอย่างดินทรายที่ได้รับแรงอัด 600 psi (4.1 MPa) 7 วันจะผ่านการทดสอบความทนทาน ในท้านอง เดียวกัน ประมาณ 97% ของดินที่ได้รับแรงอัด 750 psi (5.2 MPa) 7 วันก็จะผ่านการทดสอบความ ทนทานเช่นกัน ผลการทดสอบระบุว่าดินที่มีก้าลังรับแรงอัดสูงและความทนทานน้อยกว่าที่เหมาะสมคือ ดินผสมหยาบที่มีทรายละเอียดในปริมาณต่้าหรือคัดเกรดไม่ดี ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งแรงและ ความทนทานน้าไปสู่การใช้เกณฑ์ก้าลังรับแรงอัด 7 วัน เพื่อก้าหนดปริมาณซีเมนต์ที่เพียงพอใน ห้องปฏิบัติการ 4.3.3. กำรหดตัว ดินที่ผ่านการบ้าบัดด้วยซีเมนต์จะเกิดการหดตัวระหว่างการให้น ้าและการท้าให้แห้ง การ หดตัวและการแตกร้าวที่ตามมาขึ นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ปริมาณซีเมนต์ ชนิดของดิน ปริมาณ น ้า ระดับการบดอัด และสภาวะการบ่ม งานวิจัยโดย Marchall (1954) บ่งชี ว่าดินซีเมนต์ที่ท้าจากดิน เหนียวท้าให้เกิดการหดตัวโดยรวมสูงขึ น แต่ความกว้างของรอยแตกจะเล็กลงและรอยแตกแต่ละอันจะมี ระยะห่างที่ใกล้เคียงกันมากขึ น ดินซีเมนต์ที่ท้าจากดินเม็ดเล็กๆ ท้าให้เกิดการหดตัวน้อยกว่า แต่รอยแตก จะใหญ่ขึ นตามระยะห่างที่มากขึ น วิธีการที่แนะน้าส้าหรับการลดหรือลดการแตกร้าวจากการหดตัว ได้แก่

การลดปริมาณวัสดุละเอียดในส่วนผสม การเพิ่มปริมาณซีเมนต์ให้เหมาะสม (ไม่ใช้ซีเมนต์มากเกินความ จ้าเป็น) การท้าให้พื นผิวดิน-ซีเมนต์ชุ่มชื นเกินระยะเวลาการบ่มปกติ และการใส่ ดินซีเมนต์ที่ความชื นที่ เหมาะสมต่้ากว่าเล็กน้อย 4.3.4. กำรซึมผ่ำน ความสามารถในการซึมผ่านของดินส่วนใหญ่ลดลงโดยการเติมซีเมนต์ การทดสอบใน ห้องปฏิบัติการ ที่ด้าเนินการโดย Portland Cement Association ท้ากับดินทรายหลายประเภท (ACI, 1990) ผลการทดสอบบ่งชี ว่าส้าหรับดินทรายหลายชนิด ความสามารถในการซึมผ่านของดิน-ซีเมนต์ สามารถลดลงได้อย่างมากด้วยการซึมผ่านที่ต่้าถึง 10-8 ซม./วินาที โดยใช้ปริมาณซีเมนต์ที่จ้าเป็นส้าหรับ การยอมรับความทนทาน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการซึมผ่านโดยรวมไม่ได้พิจารณาเฉพาะ ความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุเท่านั น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการซึมผ่านของรอยร้าวที่หดตัว และรอยต่อของโครงสร้างในดิน-ซีเมนต์ และความสามารถในการซึมผ่านตามพื นผิวลิฟต์ของโครงสร้าง แบบหลายลิฟต์ การทดสอบการซึมขนาดใหญ่ด้าเนินการโดย U.S. Bureau of Reclamation บนส่วน ของดินซีเมนต์แบบขั นบันไดเป็นชั นๆ หันหน้าเข้าหาอ่างเก็บน ้า Lubbock Regulating Reservoir ในเท็ก ซัส ผลลัพธ์โดย DeGroot (กุมภาพันธ์ 2514) บ่งชี ว่าความสามารถในการซึมผ่านลดลงตามเวลา อาจ เป็นเพราะรอยแตกหดตัวในดินซีเมนต์ที่ถมด้วยตะกอนและแนวโน้มที่รอยแตกจะสมานตัวเอง การไหลซึม ในฤดูหนาว มีมากกว่า รูปที่ 4-2. ผลการทดสอบก้าลังอัดในระยะยาว การซึมในฤดูร้อนอาจเกิดจากการขยายตัวทางความร้อนซึ่งท้าให้ความกว้างของรอยแตกแคบ ลงและโดยการปรากฏตัวของสาหร่ายในรอยแตก ในการก่อสร้างลิฟต์หลายตัว ความสามารถในการซึมผ่านที่สูงกว่าสามารถคาดหวังได้ โดยทั่วไปตามพื นผิวแนวนอนของลิฟต์มากกว่าแนวตั งฉากกับลิฟต์ การวิจัยโดย Nussbaum และ Colley (1971) ระบุว่าการซึมผ่านของการไหลขนานกับระนาบการบดอัดสูงกว่าค่าการไหลปกติถึงระนาบการบด อัด 2 ถึง 20 เท่า

5 ประเด็นกำรออกแบบ 5.1. ทั่วไป มีการใช้ดินซีเมนต์กับแหล่งน ้ามากมาย อย่างไรก็ตาม ปัญหาการออกแบบจะแตกต่างกัน ส้าหรับแต่ละแอปพลิเคชันและต้องได้รับการแก้ไขตามนั น การใช้งานและการออกแบบที่แตกต่างกันใน แต่ละส่วนจะกล่าวถึงในหัวข้อต่อไปนี 5.2. กำรป้องกันตลิ่งและเขื่อน ประเด็นการออกแบบที่ต้องแก้ไขส้าหรับการป้องกันตลิ่งดิน-ซีเมนต์ ได้แก่ การก้าหนดแนว ตลิ่งและขนาดส่วน การค้านวณระดับความสูงจากด้านบนและด้านล่าง ประเมินสภาพแม่น ้าและที่ราบ น ้าท่วมถึงต้นน ้าและปลายน ้า และสภาพเหล่านั นอาจส่งผลกระทบต่อร่องน ้าที่เสนออย่างไร ระบุถึง ผลกระทบของการท้าเหมืองทรายและกรวดที่มีอยู่และที่เสนอ และคุณสมบัติการออกแบบเพิ่มเติม เช่น จัดให้มีทางลาดเข้าสู่ช่องทาง จัดให้มีการระบายน ้าสาขาและด้านข้างเข้าสู่ช่องทาง จัดให้มีการเจาะทะลุ ส้าหรับโครงสร้างหรือสาธารณูปโภค การประเมินผลกระทบของน ้าใต้ดินที่สูงและแรงดันน ้าที่เกิดขึ น โครงสร้างการควบคุมและการยกเลิกการคุ้มครองตลิ่ง รูปที่ 5-1 แสดงการป้องกันดิน-ซีเมนต์ตลิ่งริม แม่น ้าริลลิโต เมืองทูซอน รัฐแอริโซนา 5.2.1. ที่ตั้ง/กำรจัดต ำแหน่ง การวางแนวตลิ่งจะพิจารณาจากปัจจัยหลายประการ ได้แก่: ส่วนไฮดรอลิกที่จ้าเป็น ข้อจ้ากัดทางขวาของทาง ข้อจ้ากัดด้านสิ่งแวดล้อม และต้าแหน่งของสิ่งอ้านวยความสะดวกที่ต้องได้รับ การปกป้อง 5.2.2. สภำพไฮดรอลิค สภาวะทางชลศาสตร์ในร่องน ้าจะเป็นตัวก้าหนดความลึกของน ้าและความเร็วการ ออกแบบที่จะสัมผัสการป้องกันตลิ่ง ข้อมูลนี ยังมีความส้าคัญส้าหรับ รูปที่ 5-1 การป้องกันตลิ่งที่ Rillito River ใน Tucson, Arizona