橫水河橫水鎮下段堤防工程砂礫料填筑標準的確定方法及應用

李紅英

（鳳翔縣水利工程建設工作隊陜西鳳翔721400）

橫水河橫水鎮下段堤防工程砂礫料填筑標準的確定方法及應用

李紅英

（鳳翔縣水利工程建設工作隊陜西鳳翔721400）

本文主要對鳳翔縣橫水河橫水鎮下段堤防工程砂礫料填筑施工從碾壓試驗的必要性、內容、要求、方法以及應用等方面進行了分析，確定了有關數據，為制定最佳施工工藝流程提供依據。

堤防工程；碾壓試驗，砂礫料填筑；數據確定

1　工程概況

橫水河是韋水河一級支流，渭河三級支流，發源于鳳翔縣城東北部與麟游縣交界處，流經麟游、鳳翔、岐山三縣，在岐山縣麥合營村附近匯入韋水，全長72.7km，流域面積534km2，鳳翔縣境內河長54.8km，比降16.5%。流經橫水鎮，橫水鎮區堤防工程按橫水河20年一遇洪水標準設計，相應洪峰流量514m3/s，主要建筑物等級為4級。本次治理工程在橫水鎮下游新建左岸護岸620m（0+000-0+620）、左岸堤防614m（0+000-0+614）、右岸堤防565m（0+000-0+565）。堤身回填料采用河道內天然砂礫石（粒徑＜5mm），砂礫石含泥量小于5%，不含植物殘體、垃圾等雜物。堤頂寬3m，迎水面坡比為1∶2.0，填筑高度均在4.5m～5.0m之間。

2　砂礫石碾壓影響因素

堤防工程是重要的抵御洪水的重要措施之一，堤防工程施工的好壞直接決定了工程的安全問題。堤身是堤防工程的主體，堤身砂礫填筑壓實是堤防工程質量控制的根本保證。因為礫料自身的穩定性主要取決于其的摩擦力和凝聚力。而礫料的內摩擦力、凝聚力和抗滲能力都與礫料密實性有關，礫料越密實，堤防穩定和抗滲性能越好。

3　施工現場碾壓試驗

3.1碾壓試驗的目的

根據施工現場具體條件，通過碾壓試驗對設計指標進行復核，確定現場合理的碾壓施工參數，其中包括：鋪土方式、鋪土厚度、碾壓機械的類型及重量、碾壓遍數、壓實方法等。

（1）檢查壓實機械的性能是否滿足施工要求；

（2）通過施工現場碾壓試驗計算后確定鋪土厚度、碾壓遍數；

（3）選擇合理的鋪土方式、鋪土厚度、壓實遍數、壓實系數和含水量的適宜范圍等。

在工期短、任務重的情況下，只有確定合理的碾壓參數，才能夠保證砂礫料填筑的施工質量，提高施工生產效率，滿足施工進度的要求。

3.2碾壓試驗的基本要求

（1）碾壓試驗在堤身填筑大面積施工前完成；

（2）試驗所采用的碾壓機械與施工時使用的機具類型、型號相同。

3.3碾壓試驗前準備

堤身填筑前，由實驗室在料場取料進行擊實試驗，測定砂礫顆料（粒徑＜5mm）含量、干密度等指標，并繪制相關曲線。

然而實際施工過程中，填筑料含水量不均勻，砂礫料級配不斷發生變化，無法按照實驗室擊實試驗的最優含水量、最大干密度指標確定工程質量，只有進行現場碾壓試驗才能分析壓實后礫料的填筑是否達到設計要求。

3.4碾壓試驗過程

3.4.1碾壓試驗方法

為了有效利用碾壓試驗的礫料，碾壓試驗選擇在地勢較平坦的堤基范圍內進行，在左岸0+250-0+425處用推土機平整出1個175m×15m的場地，鋪料厚度為35cm；左岸0+025—0+175處用推土機平整出1個150m×12m場地，鋪料厚度為40cm；右岸0+000-0+175處推土機平整出1個175m×15m場地，鋪料厚度為45cm，采用河道內天然砂礫石。

砂礫石由50T裝載機在河床內開挖裝車，15T自卸汽車運輸到碾壓現場，XG140推土機平攤，先用廈工XG6204M振動碾（20T）靜壓1遍，弱振2遍，行駛速度控制在2.4km/h；再用廈工機械驅動單鋼輪（20T）強振2遍～6遍，最后靜振1遍，碾壓速度控制在2.63km/h，碾壓機具的行走方向平行于堤軸線方向，采用進退錯距法，碾跡的搭壓寬度控制在0.5m～0.6m。

3.4.2碾壓參數的確定

采用逐步淘汰法，所謂逐步淘汰法指每次固定一種參數，變動其他參數參數，通過碾壓試驗求出該參數對應的最優方案。將以同樣的操作，變動另外一個參數，碾壓試驗求出第二個參數的最優值，以此類推，得到每個參數的最優值，，最后將這組最優參數進行一次復核試驗。若試驗結果滿足設計、施工要求，便可作為現場施工碾壓參數。

左岸0+250-0+425處，鋪料厚度35cm固定不變，第一次靜壓1遍，弱振2遍，強振2遍，靜振1遍；第二次靜壓1遍，弱振2遍，強振4遍，靜振1遍；第三次靜壓1遍，弱振2遍，強振6遍，靜振1遍。三次不同碾壓遍數根據驗收規范取各區5個點，用水準儀分別測量每次沉降厚度，灌砂法計算砂礫料的干密度，篩分法求得含砂量，做好計算平均值。

同樣的操作方法，在左岸0+025—0+175處，鋪料厚度40cm固定不變，三次碾壓遍數發生變化，得出對應的沉降厚度、干密度、含砂量；右岸0+000-0+175處，鋪料厚度45cm固定不變，三次碾壓遍數發生變化，得出對應的沉降厚度、干密度、含砂量。9次碾壓試驗數據并觀察每次碾壓表面情況，匯總如表1所示。

從表中可以看出，砂礫料的沉降量隨碾壓遍數的增加而增大并趨于穩定；干密度隨砂礫含量（粒徑＜5mm）變化不同，砂礫含量＜30%時，干密度隨碾壓遍數的增加而變大；砂礫含量＞30%時，干密度隨碾壓遍數的增加反而減小。分析原因是粗粒料隨著自身含量的不斷增加會形成骨架，若此時細粒料填充其中干密度會不斷增加，在粗粒料含量達到最佳值時，粗粒料骨架全面形成，骨架間隙由細粒料填滿，干密度此時也到達最大值。此后粗粒料含量進一步提升，骨架孔隙不能被細粒料全部填滿，填料開始呈現架空狀態，干密度也因此降低。

通過碾壓試驗，確定碾壓參數為：砂礫料（粒徑＜5mm）含砂率控制在30%左右，鋪料厚度40cmm，先用廈工XG6204M振動碾（20T）靜壓1遍，弱振2遍，行駛速度控制在2.4km/h，再用廈工機械驅動單鋼輪（20T）強振4遍，最后靜振1遍，碾壓速度控制在2.63km/h，共碾壓8遍。每碾壓一層厚，用灌砂法校核干密度是否滿足設計。

表1　碾壓情況實驗數據記錄表

4　試驗參數的應用

依據試驗成果編寫試驗報告時，提出正式施工的鋪土厚度和碾壓遍數，將平均干密度提高0.04g/cm3～0.05g/cm3等提交監理工程師審核。其原因是在實際施工過程中，現場礫石料含水量不均勻，砂礫料級配不斷變化，因而試驗室擊實曲線不能夠真實反映現場壓實特性，故對現場壓實度的質量控制造成一定的影響。為了使壓實度達到設計時的要求，首先控制砂礫料含砂量，河床內開挖的砂礫石用分篩機篩分，把大塊石分篩出來用做其他，滿足條件的砂礫石再運送到堤身填筑。每填筑碾壓一層后，取點用灌砂法校核干密度，及時檢查堤身填筑質量。

5　結語

由于粗粒料干密度的設計值是通過以往工程經驗類比所得，實驗室擊實試驗只是理論值，而施工前進行碾壓試驗對該經驗值、理論中進行驗證與最終確認。通過本次堤防填筑前碾壓試驗得出了最佳施工參數，把理論數據與施工現場操作數據有效結合起來，為堤防填筑施工的提供有力依據，也是作為質量控制的有力手段之一，對滿足工程安全需要起到至關重要的作用。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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