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摘要：本文以某水工塌岸治理为例，介绍了堤坝土方填筑施工及质量控制体会。
关键词：土填筑 施工 质量控制 塌岸治理
概述：土堤坝施工中的原材料一般多在堤坝附近的天然土场采取，这样具有取土便利，运输简捷，成本低廉的优点。丰裕的土料场为土堤坝的正常施工提供了方便。同时土堤坝施工存在填筑土质量难以控制的特点。控制不利，易形成松散堤坝、溃陷堤坝、短期堤坝、消逝堤坝。所以土堤坝施工和质量控制尤其主要。土堤坝应该和混凝土一样，能够经受住风剥雨蚀，坚固成形。为此，下面对堤坝土填筑质量控制加以详尽的阐述，以利土堤坝的质量管理。
一、土堤坝质量控制点
作为堤坝填筑用的土料首先要满足设计和规范要求，在此基础上，做好土填筑的质量控制才有意义。
土堤坝质量控制点为：碾压试验和击实试验；料场土；上堤坝土；压实土。
1、碾压试验。堤和坝碾压试验布置的场地不一样，对一个组合试验，堤场地宽20m，长30m；坝场地宽10—12m，长13～15m，每个组合取样12个，分别测定干密度、含水率、颗粒级配。虽然堤坝碾压试验场地布置不同，但确定的结论应是相同的，即为：（1）设计标准的合理性；（2）施工参数：铺土厚度，碾压遍数；（3）干密度控制范围；（4）含水率控制范围。
其中铺土厚度日，碾压遍数Ⅳ，干密度，含水率叫为质量控制要素，现场质量控制的依据。
2、击实试验。击实试验确定土的最大干密度陆和最佳含水率，确定土最大干密度的意义是确定压实土的密实度，确定土最佳含水率的意义是确定土的含水率控制范围。含水率的控制范围为：-2％～+3％。
3、料场土。料场土的控制要素为①土的类别：主要依据项目为土界限含水率试验、土筛析试验、土有机质含量试验。②含水率：依据碾压试验的含水率控制范围确定土料的含水率是否符合要求。
4、上堤坝土。上堤坝土的控制要素为①杂物和杂质状况；②土颜色、气味、手感。采取目测、鼻嗅、手搓的方法判断土的质量状况，从而确定土的性能的好坏。
5、压实土。压实土的控制要素为①表面状况：平整、松散土、光面、弹簧土；②密实度：控制密实度的程序如下框图(A)
密实度为堤坝土填筑质量控制的主要指标。合格判定执行堤防工程施工规范和碾压式土石坝施工规范。
二、堤坝土填筑质量控制方法分析
碾压试验采用机械压实场地基础、压实土料；测量场地平整、铺土厚度；观察碾压遍数；用环刀法取样，测定和分析压实土的密实度。碾压试验是施工程序和质量控制的浓缩，作用就是确定合理的施工参数：铺土厚度、碾压遍数、含水率、干密度。如何确定施工参数是质量控制的关键。
1、铺土厚度：铺土厚度的合适性以压实土匀质、密实为标准，一般以测量尺为控制尺度的依据。
2、碾压遍数：碾压遍数以压实土密实、匀质为确定的依据。
3、含水率：含水率采用目测、手掐、酒精燃烧、烘箱烘干法进行测定。
4、干密度：干密度为评定土密实度的直接指标。可以采取针探、试坑取样的方法进行确定，一般以环刀法为评定的依据。
三、堤坝填筑土质量控制的原则与程序
堤坝填筑土质量控制的原则为：1、)符合设计要求；2、符合规范要求；3、符合碾压试验要求。4、堤坝填筑土质量控制的程序如框图(B)
五、某工程施工实践
5.1某水工塌岸治理工程概况
针对某水库蓄水后可能造成的人工填土泥石流和库岸滑坡再造,考虑沿江路跨沟建设的要求,水库塌岸以沟口堤坝式回填方案进行综合治理,堤坝回填选用粗粒料碎石土,底部设20 m2的排水盲沟,盲沟与填料之间设厚50 cm的反滤层。
堤坝迎水面坡比为1∶(3~3.5),坡面采用干砌块石防护。另外,龙潭沟南麓山坡设置断面为5 m×5 m的钢筋混凝土排水沟,开挖的高边坡采取锚杆挂网喷射混凝土支护措施。
5.2 填筑碾压试验
填筑碾压试验是正式施工前的模拟施工,是为选择实际压实施工机械而进行的比较或验证试验。
其主要目的就是对不同的压实方法所造成的压实后密度以及破碎程度等作比较分析,决定满足设计值以及设计条件的质量控制标准和施工标准。具体地说,如根据室内试验设计密度值可采用1.80 g/cm3,
但现场施工能否达到这一密度要通过填筑试验验证,如果很轻易就达到了,设计密度应提高;相反,如果很难达到,则应考虑降低设计密度。
（1）试验场地形成。试验场地可选在堤坝施工区内,也可选在施工区附近,场地面积约1500 m2,以宽5~10 m,长10~30 m为一试验段,场地必须用推土机整平并适度压实。若基础较软弱,须对地基进行改良或用砂砾、碎石等优质材料进行置换处理。另外,也可先铺30~50 cm厚试验粗粒料,整平并碾压后作为基础。
（2）试验粗粒料的开采和运输。填筑试验所用的材料,应在预定的实际料场用与正式施工同样的方法用挖掘机开挖或用爆破开采,经推土机集料后,再用自卸车运至试验场地内。另外,当可能出现超粒径大块石时,必须在开采场地用挖掘机或推土机分选或用格筛将超粒径颗粒筛除。
（3）压实机械。考虑到填筑堤坝的稳定性和抗变形能力,压实机械选用具有很大压实能量的振动碾,如国产YC18T振动压路机。
（4）碾压试验时取2~3种铺厚进行试验（如30cm, 50 cm, 70 cm）,振动碾压2~6遍,碾压时要有10~20 cm的搭接宽度,振动碾行车速度控制在2~4 km/h范围内。
5.3 碾压试验的检测与碾压施工标准的确立粗粒料填筑试验中应实施的检测项目可分为现场检测和室内土工试验两大类。前者包括沉降量、密度、渗透系数等;后者包括填料的级配、比重等。
沉降量。填筑层由于压实而产生的压缩变形量,检测方法可用水准仪量测填筑层面高程。根据试验选定的铺厚、干密度,确定碾压后填料的沉降率,作为施工控制参考标准。
现场密度试验。在各振动碾压遍数下采用灌水法测定干密度,根据测定数据,绘制密度与碾压遍数的曲线（见图1）。
图1 碾压遍数与干密度的关系(50 cm/层, 18 t振动碾)
由图1可知,碾压6~8遍后,干密度增长趋于平缓,因此根据试验可以确定填筑施工标准如下:
铺厚为50cm/层,采用18t振动碾碾压6~8遍,干密度控制标准为1.87 t/m3。
现场渗透试验。利用密度试验所挖成的试坑,采用常水头单环注水法测求渗透系数。根据碾压遍数与现场渗透试验的关系,取渗透系数平均值作为填料施工的控制标准。
室内土工试验:为了解填料压实引起的破碎程度,室内土工试验主要是对压实前后的粗粒料进行颗粒级配分析试验。
5.4 现场施工
根据填料碾压试验取得的施工控制标准指导现场施工,每层回填须选取堤坝具有代表性的部位,进行以下质量检验:
（1）沉降。每碾压一层,均需进行沉降观测,沉降观测分区进行,每区面积不大于30 m×30 m,每一区测点数量不少于4个。沉降观测按不同的碾压遍数分别进行。
（2）现场密度试验。采用试坑灌水法,试验频率为:每填筑3000~5000 m3至少进行一次现场密度试验。
（3）现场渗透试验。采用试坑单环注水常水头法,试验频率为每填筑3000~5000 m3,至少进行1次现场渗透试验。
（4）级配试验。每层回填要进行碾压前和碾压后的材料级配试验。试验频率为:每填筑4000~5000 m3进行2次级配试验。
六、施工体会
1、堤坝粗粒料碾压压实施工,应重视料场材质管理,尽量选用优质填料,对不合格填料严禁装车、起运。
2、通过连续的目视管理来管理现场施工质量很重要。目视管理内容主要包括以下:检查填料的颗料级配及岩性是否达到设计要求,以及填料总体的均匀性等;检查摊铺厚度是否超过试验规定的厚度;检查是否达到了试验规定的压实遍数,有无漏压、行车速度和碾压搭接部位宽度是否达到要求,碾压机械是否正常等。
3、施工中填料变化及质量检验成果有异时,要立即反馈至设计部门,根据相关资料对施工控制标准参数做适当调整。
4、每层回填必须保证质量,并经监理工程师验收合格后方可继续填筑上一层。
论文作者:谭焕君
论文发表刊物:《科技中国》2017年2期
论文发表时间:2017/5/3
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