張家口壩上地區(qū)堤防工程土方碾壓試驗(yàn)及分析

【摘要】主要論述在土方碾壓試驗(yàn)過程中對(duì)土方碾壓參數(shù)的確定和質(zhì)量控制措施。

【關(guān)鍵詞】壩上；堤防；碾壓試驗(yàn)

1、工程概況

張家口市壩上地區(qū)河道治理長(zhǎng)度約8.5km，重新開挖填筑堤防，復(fù)式斷面，上、下游段主槽底寬分別為11m、22m左右，主槽邊坡1：3，堤防頂寬5m，內(nèi)外邊坡1：4，填筑高度2m左右，總寬度70 m—110 m，填筑方量24萬m3。

2、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和擊實(shí)試驗(yàn)

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)填筑土料為壤土，壓實(shí)度不小于0.9，擊實(shí)試驗(yàn)土料最大干密度為1.74g/cm3，最優(yōu)含水率為13.6%。

3、試驗(yàn)依據(jù)

《堤防工程施工規(guī)范》（SL260—98）；本工程有關(guān)的設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求。

4、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

核實(shí)開采的土料是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；壓實(shí)機(jī)具是否滿足施工技術(shù)要求；確定適宜、經(jīng)濟(jì)的壓實(shí)參數(shù)、碾壓機(jī)具重量、鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、含水量、壓實(shí)沉降量及現(xiàn)場(chǎng)施工控制的技術(shù)措施和檢測(cè)方法。

5、現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)室出具的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，碾壓試驗(yàn)的實(shí)際土方填筑干密度達(dá)到1.58g/cm3以上即可滿足要求。

6、試驗(yàn)機(jī)具

試驗(yàn)機(jī)械：推土機(jī)、振動(dòng)碾、挖掘機(jī)、自卸汽車；試驗(yàn)工具及檢測(cè)設(shè)備：核子密度儀、水準(zhǔn)儀、塔尺，鋼尺，烘干設(shè)備，環(huán)刀及鋁盒若干、酒精若干、電子天平、擊錘、削土刀、鐵鍬、水桶、塑料袋若干。

7、試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及實(shí)施

（1）試驗(yàn)土料的選取：從實(shí)際使用的料場(chǎng)選取并檢查不同部位土料的差異情況，土料不含雜草、腐殖土等，為保證土料均勻混合，采用立式開采。

（2）鋪料厚度分別為30 cm、35 cm 、40cm。測(cè)試了填筑厚度和碾壓遍數(shù)不同情況下的沉降量和干密度試驗(yàn)，用核子密度儀檢測(cè)法與環(huán)刀法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)干密度值。

（3）試驗(yàn)參數(shù)選擇

根據(jù)本工程實(shí)際情況，確定施工鋪土厚度和碾壓遍數(shù)的組合進(jìn)行試驗(yàn)。鋪土厚度和碾壓遍數(shù)組合為用YZ16B自行式振動(dòng)碾，碾壓方式用進(jìn)退錯(cuò)距法，鋪料厚度分別選取30cm、35cm、40cm，振動(dòng)碾壓遍數(shù)均為2、4、6、8遍，取樣個(gè)數(shù)均為36個(gè)。

（4）試驗(yàn)場(chǎng)地布置

試驗(yàn)場(chǎng)地布置在平坦的地方，用推土機(jī)推平。場(chǎng)地規(guī)格為：長(zhǎng)51m、寬8m。分為三個(gè)長(zhǎng)度為15mr 試驗(yàn)區(qū)長(zhǎng)度A、B、C，試驗(yàn)區(qū)間隔3m，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)劃分為4條寬為2m碾壓條帶： A1、A2、A3、A4和B1、B2、B3、B4和C1、C2、C3、C4。土料沿試驗(yàn)區(qū)堆卸，推平、碾壓，每個(gè)條帶分2m×2m范圍的3個(gè)取樣區(qū)。

（5）試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)區(qū)的4個(gè)碾壓條帶對(duì)3種鋪料厚度進(jìn)行不同碾壓遍數(shù)試驗(yàn)，測(cè)量沉降量、檢測(cè)干密度。對(duì)比三個(gè)區(qū)的碾壓曲線，確定出適宜、經(jīng)濟(jì)的施工鋪料厚度、碾壓遍數(shù)。對(duì)比試驗(yàn)用核子密度儀檢測(cè)法與環(huán)刀法。

（6）碾壓試驗(yàn)步驟

1） 在A區(qū)，自卸汽車用倒退法在碾壓條帶內(nèi)鋪料，厚度為30cm，推土機(jī)平整，用水準(zhǔn)儀準(zhǔn)確控制鋪料厚度與平整度。

2） 振動(dòng)碾靜碾（不振動(dòng)）2遍，平整土料表面，每一試驗(yàn)區(qū)按照2m×2m方格網(wǎng)點(diǎn)距布置沉降量測(cè)點(diǎn)位置，每一條帶測(cè)點(diǎn)布置10個(gè)。用水準(zhǔn)儀對(duì)每一試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，確定靜碾2遍的沉降量。

3） 振動(dòng)碾對(duì)A試驗(yàn)區(qū)慢一檔（行駛速度3km/h）強(qiáng)振2遍，用水準(zhǔn)儀測(cè)量碾壓后各個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程，計(jì)算沉降量；按照2m×2m的間距在A1條帶分別用核子密度儀和環(huán)刀法取樣3個(gè)，測(cè)定A1條帶振壓2遍的干密度。用振動(dòng)碾對(duì)A2、A3、A4條帶慢一擋強(qiáng)振2遍，用水準(zhǔn)儀測(cè)量碾壓后各個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程，計(jì)算沉降量，在A2條帶按照2m×2m的間距分別用核子密度儀和環(huán)刀法取樣3個(gè)，測(cè)定A2條帶振壓4遍的干密度。用振動(dòng)碾對(duì)A3、A4條帶再?gòu)?qiáng)振2遍，用水準(zhǔn)儀按同樣的方法測(cè)量計(jì)算沉降量，在A3條帶按照2m×2m的間距分別用核子密度儀和環(huán)刀法取樣3個(gè)，測(cè)定振壓6遍的干密度。再用振動(dòng)碾對(duì)A4條帶強(qiáng)振2遍，用水準(zhǔn)儀測(cè)量計(jì)算沉降量，在A4條帶按照2m×2m的間距分別用核子密度儀和環(huán)刀法取樣3個(gè)，測(cè)定A4條帶振壓8遍的干密度。核子密度儀測(cè)定的數(shù)值與灌水法測(cè)定的干密度相比較。

4） 用同樣的步驟測(cè)量出B、C試驗(yàn)區(qū)各個(gè)條帶的沉降量和干密度。

8、試驗(yàn)成果整理及分析

（1）整理土方回填碾壓試驗(yàn)沉降量記錄表、土方回填試驗(yàn)干密度（環(huán)刀法）檢測(cè)記錄表、土方回填碾壓試驗(yàn)成果表。繪制碾壓遍數(shù)與干密度的關(guān)系曲線圖和碾壓遍數(shù)與沉降量的關(guān)系曲線圖。

（2）成果分析

從試驗(yàn)成果表和曲線圖可以看出，鋪料厚度相同時(shí)，在碾壓2～4遍過程中，沉降量隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，在碾壓4～6遍過程中，沉降量增加很小，在碾壓4～8遍過程中，沉降量增加很小或停止增加，說明土體已壓實(shí)。

從試驗(yàn)成果表和曲線圖可以看出，壓實(shí)干密度（壓實(shí)度）隨碾壓遍數(shù)的增加而增大，隨鋪土厚度的增加而減小，符合一般填筑材料的工程特性。

從試驗(yàn)成果表可以看出：三個(gè)不同鋪土厚度，在碾壓2遍后，壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

松鋪厚度30cm碾壓4遍后，松鋪厚度35cm碾壓4遍后，松鋪40 cm碾壓6遍后，壓實(shí)干密度最小值分別為1.595g/cm3、1.582g/cm3、1.589g/cm3，最大值分別為1.599g/cm3、1.595g/cm3、1.594g/cm3，平均值分別為1.597g/cm3、1.587g/cm3、1.591g/cm3，含水率分別在11.0%～12.0%、10.8%～11.2%、10.7%～11.1%，平均壓實(shí)度分別為0.92、0.91、0.91滿足設(shè)計(jì)要求。

9、試驗(yàn)結(jié)論

綜合分析試驗(yàn)成果，最優(yōu)施工碾壓技術(shù)參數(shù)為用YZ16B振動(dòng)碾，慢1檔，鋪土厚度35cm，碾壓4遍，沉降量2.5cm，含水率10.8～11.2%，壓實(shí)度0.91，滿足要求。

碾壓方法：振動(dòng)碾行走方向平行于堤軸線；分段分片碾壓，相鄰作業(yè)面的搭接碾壓寬度，平行堤軸線方向不應(yīng)小于0.5m，垂直堤軸線方向不應(yīng)小于3m；碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，碾跡搭壓寬度應(yīng)大于10cm。

10、結(jié)語

張家口市壩上地區(qū)一年四季溫差大，四季多風(fēng)，風(fēng)力在6級(jí)以上的天數(shù)較多，強(qiáng)大的風(fēng)力對(duì)土質(zhì)產(chǎn)生極大的風(fēng)化和破壞作用，致使土質(zhì)顆粒粒徑變得很小，土質(zhì)沙化，周而復(fù)始，年復(fù)一年，惡性發(fā)展，最終導(dǎo)致堤防破壞，淤積河道，使河道治理工程不能發(fā)揮應(yīng)有的效益，故要做好水土保持工程建設(shè)是必須的，種樹、種草以達(dá)到保護(hù)河道堤防，保證河道治理工程的正常運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：王麗平（1972.11.）女（漢族）河北張家口人，助理工程師，從事水利水電工程施工管理，施工技術(shù)工作。