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摘要：土料填筑碾压是土石方工程中主要施工内容之一，虽然技术不算很复杂，但对细节仍有较高要求，正确选择填筑土料和碾压方法决定工程质量，因此本文对水工建筑工程中土料填筑碾压要求与质量控制进行了分析。
关键词：土料；填筑；碾压；质量控制；水工建筑
土料填筑是水工建筑工程中经常遇到的施工内容，为了保证填筑强度和提高稳定性需进行压实，碾压是应用最广的一种压实方法。从技术角度来看，土料填筑与碾压不算很复杂，但施工质量与工艺参数的控制关系极为密切，质量缺陷的存在直接威胁水工建筑安全，所以土料填筑、碾压施工及质量控制非常重要。
1 土料填筑碾压前期准备
1.1 土料选择
用于填筑的土料应符合设计要求。常用土料包括黏性土、砾质土、砂土、碎石土、爆破石渣等。黏性土、砾质土可用作各层填料，需复查天然含水率、颗粒组成、最大干密度、最优含水率等指标。碎石土、砂土、爆破石渣用于填筑表层以下，应复查颗粒级配、含泥量、天然干密度、最大与最小干密度等指标，一般要求最大粒径不超过铺层厚度的2/3。淤泥或淤泥质土一般不用作填料，必要时经过处理且含水率符合压实要求时可用于填筑次要部位。
1.2料场规划
选择土料后，还要对料场、开采、加工、运输路线、弃料处置等进行规划。料源应充足且品质均一，覆盖层容易剥离，开采、加工方便，料场近填筑场，运输距离短，同时还应做好防洪排水准备。
1.3 土料试验
土料试验分室内试验和现场试验两部分。室内试验主要是依据土工试验规程，做击实试验和界限含水率试验，前者用于确定最大干密度和最优含水率，后者用于划分土类和计算塑性指数。现场试验用于确定压实参数和施工工艺。压实参数包括铺土厚度、碾压遍数、含水率范围等，施工工艺如铺填方式、碾压方法、施工机械配置、机械运行参数等[1]。
1.4 基底处理
土料填筑前必须对基底进行处理。处理内容包括：清理基底上的树墩、草皮、垃圾及软弱覆盖层；石基应开挖修整至符合设计要求，有防渗要求的部位作灌浆或岩面封闭处理；基底为耕土等松散土层的应碾压密实；基底为水田、沟渠、池塘的应作排水疏干处理；岸坡处应挖成阶梯形和顺坡处理。
2 土料填筑碾压要求与质量控制
2.1 填筑程序
土料填筑一般按照铺料、整平、碾压、质检的顺序操作，应合理设置各道工序作业单元大小，减小各道工序之间的间隔时间，以流水作业方式提高施工工效和施工质量[2]。土料填筑工序划分与填筑大小、铺料方式、施工强度等因素有关。填筑面较小且采用进占法卸料方式时，通常采用铺料（包括整平）、碾压（包括质检）2个单元；填筑面较大、采用退铺法卸料方式时，可采用铺料（包括整平）、碾压、质检3个作业单元或铺料、整平、碾压、质检4个作业单元。
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2.2 铺料作业
铺料前必须检测土料含水率，符合含水率要求的土料才能进场填筑。铺料时应确保铺料层厚度均匀，不得有局部超厚现象，同时应保证铺料路线不能使已碾压部分再被压。铺料应合理选择进料方向，例如水库大坝一般采用沿坝轴线方向铺料。自卸汽车铺料分为进占法和后退法两种方式。进占法是指自卸汽车在松土层上进料和卸车，推土机进占整平。后退法是指自卸汽车在已碾压过的填筑层上进料和卸车，由于土层已碾压，汽车行驶卸车较方便，但因会对压实土料重复碾压，所以适合砾质土、风化料、掺合料等耐压土料，并尽量采用20t以下轻型汽车运土。也可以采用铲运机铺料，它沿水工建筑轴线平行方向卸料，从填筑面边缘逐行向内铺料。
2.3 碾压施工
碾压设备分静力碾和振动碾两类。静力碾又分为平碾、羊足碾、肋形碾、气胎碾等，振动碾也分为振动平碾、凸块振动碾。平碾一般用于碾压砂性土、风化料、碎石层等，铺土层厚度不宜超过20～25cm，通常需碾压6～12遍。羊足碾适合碾压含水率略低的黏性土，不适合砂性土，因羊足拔出后会翻松已压实土层；铺土层厚度应控制在12～15cm，碾压15～24遍；碾压后不用刨毛工序。肋形碾作用类似羊足碾，适合黏性土和风化残积土。气胎碾适合碾压黏性土、砾质土及含水率偏上限的土料，铺土层厚度可控制在20～50cm，碾压6～15遍。振动平碾适合碾压砂性土、实砂卵石料、含大块的石料，铺土层厚度可达100～200cm。凸块振动碾适合碾压黏性土、砾质土及软弱风化土石混合料，铺土层厚度30～50cm，碾压4～8遍。总之，应根据填筑土的性质、施工条件、工艺特点、质量要求选择设备。
根据行走路线，碾压方法分为进退错距法和转圈套压法。进退错距法可满足各种填筑需求，容易与铺土、质检等工序协调，但在工作段两端需停车。转圈套压法单向开行，在工作段两端也不停车，但两端存在过压区，同时四角容易漏压，适合大面积填筑。碾压方向一般沿水工建筑轴线方向，只有特殊情况才允许垂直水工建筑轴线方向。分段碾压时碾迹需搭接，顺碾方向搭接1～1.5m，垂直方向应搭接0.3～0.5m。碾压行走速度控制在2～3km/h，最大不超过4km/h。
2.4 结合部处理
黏性土或砾质土基底填筑前，应控制表层含水率为施工标准的上限，并在刨毛3～5cm后再正常填筑。无黏性土基底可先压实，再铺一层薄土，将土料含水率调至施工标准上限，用轻型碾压设备压实，然后再正常填筑。饱水软弱岩基表层填土先用轻型碾压设备压实，再填筑1m以上用羊足碾或气胎碾压实。坚硬岩基或混凝土垫层，应采用轻型平碾压实头层填土，再填筑0.5m以上使用羊足碾或气胎碾压实。与岸坡结合处，应使用推土机削脚，并形成宽度1m以上的平台，调节含水率为施工标准上限，再铺土压实，可使用小型夯机夯实碾压设备碾压不到的部位。混凝土表面应使用凿毛工具进行处理，再用风枪吹净浮尘，然后润湿表面，涂刷3～5mm厚浓泥浆（土水重量比1：2.5～3），边刷、边铺土、边压实。
2.5 填筑质量控制
2.5.1 土料含水率控制
用于填筑的土料含水率必须严格控制。如果实际含水率超过施工标准上限的1%以内，一般可在碾压前翻松晾晒至合乎施工标准；如果实际含水率低于施工标准下限的1%～2%，可洒水调整至合乎施工标准。现场检测土料含水率可采用酒精燃烧法快速测定。
2.5.2 铺土层厚度控制
控制铺料层厚度可采用以下方法：（1）在现场设置控制层厚的标杆，以便为推土机司机作业提供准确参照；（2）根据铺土层厚度计算每车土料铺设面积，并在铺设面做出相应标记；（3）推土机平料时及时检测铺土层厚度，发现超厚立即处理。
2.5.3 填筑质量监测
计算机网络技术、传感器技术、自动化技术的发展，为土料填筑质量的监控奠定了基础。实现方法是在碾压设备上安装相关传感器，用来收集碾压设备的行走速度、振动频率、碾压遍数和位置信息，利用无线通信技术实时传送到监控室，工作人员可以及时掌握现场碾压作业情况，从而为科学指导土料填筑创造了条件，不仅有助于提高作业效率，也为质量控制提供了有效依据。
3 结语
土料的填筑碾压在水工建筑工程中应用广泛，但受天气和料场开采等因素影响，容易出现土料含水率不合要求以及铺料过程中漏压、过压、弹簧土等问题，故应提前做好技术预案，并且依靠科技手段加强监控，那么就能确保土料填筑质量始终处于可控状态。
参考文献：
[1] 赵晋. 汾河太原段综合治理工程三期1#蓄水池土方碾压试验成果分析[J]. 山西水利科技，2018（1）：49-51.
[2] 刘少华，岳生水. 明渠土坝段施工质量控制[J]. 云南水力发电，2018，34（1）：131-133.
论文作者:宫剑
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/26
标签：土层论文; 含水率论文; 厚度论文; 黏性论文; 水工论文; 基底论文; 压实论文; 《防护工程》2018年第29期论文;