水利堤防土方填筑方法探討

楊代齊

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 烏魯木齊 835000)

1 土方填筑前設計程序

在填筑土料之前根據基本的作業內容可以大體分為:測量放線，基礎清理，鋪土、平土，壓實以及質檢五道程序。

(1)測量放線，需要參照施工坐標控制點測量導線、中線以及水準點，約每隔30m打邊樁，如遇到地形起伏大或者轉彎路段可以適當加密，用白石灰撒出填方界限，以合理控制施工斷面。

(2)基礎清理，這主要包括表層植被、石頭以及混凝土塊等各種垃圾的清理，在施工過程中必須根據標準的施工要求，清除表層各種覆蓋草、草木植被以及有機質土壤等。清除面積約延伸至最大開挖邊界后建筑物外側3～5m的長度，清除后，通過質檢合格后由監理驗收，開始下一道工序施工［1］。

(3)開始鋪土、平土。挖土機要在業主指定的土料場地開挖，采用推土機器運至建筑工作面。但需注意在距離涵閘側墻、或者擋土墻背2m的范圍內不可采用大型機械作業，必須采用人工建筑，用蛙式打夯機夯實。每塊土料的直徑≤5～8cm，若超過該規格可安排專人破碎。鋪設土層的厚度約為20cm，其誤差不大于±5cm，(特殊情況依照試驗結果確定)。為了確保邊緣處的壓實質量，要求邊緣填筑寬度≥0.3m。

(4)壓實，待平整土料以后利用74kW的推土機碾壓，在距離涵頂100cm的位置或者擋墻處用手扶式打夯機之類的小型機械碾壓。

(5)質檢，當壓實每層涂料之后，需要依據標準要求取樣，進行土工試驗，滿足設計要求，通過監理工程師驗收合格之后打毛。同時還要參照試驗的結果，當時的天氣情況灑水，再由監理工程師驗收，合格以后進入下一道施工工序。具體如下圖1所示。

圖1 土方填筑前施工圖

2 填筑土料各道工序施工設計

2.1 填筑作業施工要求

在進行填筑作業時必須遵照相關規定，若遇到起伏不平的地面時，需依照水平分層從地勢較低的地方逐層填筑，不能順著坡度填鋪。如果堤防橫斷面上的地面坡度呈現1∶5的比例時，要稍稍削低坡度，實施分段作業面時最小的長度要大于等于100m，針對人工施工的時段可以依據實際情況合理減縮。

圖2 護坡加固斷面圖

在作業面上要分層統一鋪土，碾壓，配備專業人員，以防出現界溝。當需要在軟土地地基上建筑堤防時，在堤身兩旁要安置壓載平臺，依照設計斷面同步實施分層建筑，注意不能在筑堤后面壓載［2～3］。

在對相鄰工段施工時，應該平衡上升，若段和段志堅出現高度差時，需要用斜坡面進行連接。當已經鋪設土料的表面在壓實之前被曬干時，需要灑適量水濕潤，同時要用光面碾壓實粘性土進行填筑。

在施工過程中要確保埋設的各種安裝設備、測量設備可以正常工作。如果在基地為軟土地的地質上修筑堤防，或者使用了含水量較高的土料時，需要適當降低施工速度，如有必要可在地基、坡面位置設置沉降位移觀測據點，按照觀測資料分析出的結果，指導施工。

針對占壓堤身的斷面如用作坡道可作為補缺口處理，拋松已經板結的舊土，和新鋪設的土料一起根據填筑要求分層壓實，待堤身的整個斷面填筑完之后，壓實整個坡面，處理好坡度，并且還要鋪填平整堤防兩旁護堤地面出的坑洼地帶。

2.2 填筑土料施工要求

需要按照預先設計的要求將土料鋪到規定的位置，盡最大限度避免發生砂礫料或者其它透水料和粘性土料混雜的不良情形，同時還要清理掉上堤土料中含有的雜質。如果砂礫料或者礫質土在卸料時出現了顆粒分離情況，需要將其攪拌均勻，通過碾壓試驗確定好鋪料的厚度，及土塊直徑的限制尺寸，若將鋪料延伸至堤邊，可以在設計邊線外側超填數量，而人工鋪料其厚度可以保持在10cm左右，若機械鋪料可以保持在30cm左右。

在具體施工之前必須按照壓實作業的規定，進行碾壓試驗，當確定碾壓質量符合設計干密度數值時，再進行分段填筑，在各個分段位置做好標志，禁止出現漏壓、過壓的不良情形，同時需要錯開上下層的分段接縫處。

2.3 碾壓機械施工要求

碾壓機械的走向需要和堤的軸線平行，且平行堤軸線方向需要＞0.5mm，而垂直堤的軸線方向宜＞3m，當采用拖拉機帶年關碾磙實施壓實作業時，需要運用進退錯距方法，碾跡搭壓出的寬度宜＞10m。

在使用機械碾壓時需要適當控制行車速度，并注意:鏟運機設置為2擋，平碾速度2km/h，而振動碾速度2km/h，若機械碾壓觸及不到，需要用夯實工具輔助。在夯實時宜用連環套打方法，實施雙向套壓，其中行壓行，夯壓夯均為1/3;進行分段、分片夯實時，其搭壓寬度需要≥1/3;進行砂礫料壓實時，灑水量確定為填筑方量的20%～40%左右。當使用中細砂時，壓實所用的灑水量，應該按照最優含水量進行適當控制，用履帶式拖拉進行壓實平碾。具體技術要求如表1所示。

表1 碾壓試驗確定接觸土料碾壓控制參數

3 控制土方填筑質量

(1)要建立健全質量管理部門，完善質量保證體系，執行初步檢查、復檢以及終檢三種檢查制度，并且還有自覺接受監理機構的監查;根據SL260-98的堤防工程行管施工標準評價整體施工質量，在受到相關業主、監理工程師的明確批示之后控制填筑質量。

(2)堤身填筑施工的參數需要和碾壓試驗的參數相吻合，用烘干方法檢測現場土料的含水量，以此來校正干密度。在選取樣品時避免出現操作偏差，如果出現較大偏差需重新選樣。通常運用環刀方法檢測干密度，選取樣品時直至壓實層的底部，并且還要測量出壓實層的厚度。

(3)如果遇到高低起伏不平的地面，需要依照水平分層從低層開始慢慢填筑，不可以順坡鋪填，要控制好鋪土厚度以及土塊的粒徑，其中人工夯實每一層不能＞20cm，而土塊粒徑＜5cm，當被機械壓實之后每層要＜30cm，土塊粒徑＜8cm，每一層壓實之后由監理單位確定驗收合格之后才可以鋪筑上層土料。具體如下表2所示。

表2 接觸土料級配技術指標

(4)在填土過程中若有“彈簧土”，土層間中空，且松土層，層和層之間的光面有破壞情況時，需分析當時的實際情況使用針對性的方法處理。若有輕微的彈簧現象，可根據不同情況而采用不同的應對措施，但需要保證彈簧現象不會惡化發展，針對非常嚴重的現象，可以將其挖出運走，在鋪上符合施工要求的土料，此時需由監理單位檢驗，確定其合格之后，才能進入下一道工序［4］。

(5)在填筑土方的施工過程中，可能會受到氣候的嚴重影響，因此在施工期間需要和當地氣象部門保持密切聯系，適時了解天氣變化情況，參照天氣預報規劃施工進程。尤其在下雨之前進行碾壓時要確保填筑表面平整，以免發生雨水下滲、積水的不良情形。而在下雨之后不能踩踏填筑面，需要晾曬填筑表面，并且通過監理單位檢驗，確定合格之后才可以繼續施工。同時，在溫度較低的條件下施工時，壓實土料溫度要＞－1℃，并且不能出現冰雪、凍土塊，若風速 ＞10m/s必須停止施工。

4 回填水泥土

在換填區先要挖至規定的高程，清理干凈，以讓工程師驗收合格之后再實施回填，并且換填的材料、摻合比例要符合設計的相關要求，不能混入其它的垃圾、雜質等，并且嚴格控制土料含水量，通常而言含水量約為土重量的10%～15%左右，而水泥土中的水泥成分約為總重量的10%～15%。在選用土壤時，盡可能選用有機質含量少，且可以和水泥均勻摻合后凝固硬化的土壤，使用粉質的粘土，且用32.5級的水泥，確保其不受潮，不會結塊［5］。

如果選用的水適合飲用都能用作施工用水，但是不能使用未經過處理的工業廢水、污水等。

在施工之前2周內進行水泥土試驗，配合的比例要符合設計強度、經濟性這兩項指標，依照設計的要求確定好含水量、壓實度以及土料、水泥摻合量等各種指標，然后選用恰當的施工工藝。

在拌合水泥時可以使用機械拌合與人工拌合兩種方法。施工的過程中必須分層填筑，每一層的厚度要≤150mm，然后用機械或者人工進行夯實，其中上層、下層分段接縫的距離不能＜50cm。如果水泥土的干縮性較大，在伴制之后需隨之鋪筑，壓實，并且還要注重養護。

回填水泥土的允許偏差如下表3所示。

表3 回填水泥土的允許偏差

5 結語

總之，水利工程堤防的土方填筑施工很難進行質量控制，在具體管理過程中，還要注意加強對重點環節的技術管控。由于其對整個水利工程的施工質量具有十分重要的影響，必須按照規范的技術要求進行相關試驗，待試驗合格后再根據相關施工工藝要求規范施工。

［1］劉振書．水利水電工程設計與施工新技術全書［M］．北京:海潮出版社，2001．

［2］繆丹．降雨及地震對九黃機場高填方邊坡穩定性影響［D］．成都理工大學，2008．

［3］吳英姿．機場跑道軟土地基處理方案的可靠度分析與風險決策［D］．浙江大學，2008．

［4］姚凱．黃河沖淤積平原區強夯加固地基技術研究［D］．山東大學，2013．

［5］孫志強．建筑業企業工程項目管理實用手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2003．