貴州某變電站回填土質量檢測方法的探討研究

張俊建

（中國電建集團貴州電力設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550009）

場地回填層質量控制是變電站工程施工質量的重要組成部分，根據設計要求，場地內回填層的壓實系數應達到0.94及以上，回填土的顆粒級配應為良好，且回填土顆粒最大粒徑不應超過300mm。結合本工程場地、建 （構）筑物的特點，以及回填土基本特性，采用了適宜的檢測試驗方法，確保檢測試驗結果及所作出的評價報告真實可靠。

1 工程概況

變電站地處低山構造剝蝕殘丘麓部緩坡地段，原始地形由北西側、呈人工梯坎 （稻田）狀，向北東側及南西側逐漸降低。場地西部緊靠山丘，挖方區主要分布在該地段；北東部及西南部相對較低，填方區主要分布在該地段，其中：北東部回填層一般厚度0.5m～2.0m，最厚約3m；西南部填方區回填層一般厚度0.5m～4.0m，最厚約6.0m。

據現場試坑鑒別，場地回填層中、下部填料主要來源于場地挖方土料，為粉質粘土含少量碎石 （＜5%） ～混碎石（5%～15%），上部填料主要來源于場地挖方土料與外購渣石混合體，為粘土混～混多量 （15%～25%）碎石，站內道路及進站道路則以外購渣石為主。

2 檢測方法、原理及結果

2.1 檢測方法的確定

據前期勘測資料，場平挖方以粘土為主。按設計方案需外購一定量填料且要求外購料為碎石，碎石應首先與場地挖方土料充分拌勻后再鋪墊壓實，因而填料為素填土，屬碎石土類。本次回填土質量檢測制定了詳細的檢測試驗工作大綱，綜合施工進度、現場條件及其他外部因素，本次檢測試驗工作按照場平施工的初期、中期及末期，分三次進行回填層壓實質量測定，采用的檢測方法包括現場試坑灌水法測密度、現場采取試樣、室內顆分試驗、擊實試驗及含水率試驗。

2.2 基本原理

1）灌水法，根據場地條件及回填層巖土構成特性，選擇試坑灌水法檢測壓實密度較為可靠，本試驗方法適用于現場測定粗粒土的密度。將選定試驗處的試坑地面整平，除去表面松散的土層，挖至要求深度，邊挖邊將坑內的試樣裝入盛土容器內，稱取試樣質量；試坑挖好后，將大于試坑容積的塑料薄膜袋平鋪于坑內，將水緩慢注入塑料薄膜袋中直至注滿，記錄用水體積。根據實測試坑內回填土的重量、灌水得出的試坑體積，計算出回填土的密度。

2）顆分試驗，采用規定的不同孔徑標準篩，將風干、松散土樣按相關操作依次進行篩析，分別稱量、計算出各小于某粒徑試樣質量占試樣總質量百分數，繪制顆粒大小分布曲線，通過曲線截取相關參數，計算出土樣的顆粒不均勻系數 （Cu）和曲率系數 （Cc）。

3）擊實試驗，首先測定代表性風干土的風干含水率，根據土樣塑限預估最優含水率，配置一組試樣并靜置1～2天后，分別取出并采用標準擊實儀進行擊實試驗和計算，將所獲得的參數按規定制圖，在圖中獲取土樣的最大干密度和最優含水率。若采用的是輕型擊實試樣，應按規定檢查是否需進行結果校正。

2.3 檢測結果

按相關試驗要求，結合場地回填區特征及其建構筑物布置施工條件，先后在現場選取7個檢測點進行回填層壓實密度檢測，稱取挖出的回填土濕重量和干重量，在坑底與坑壁鋪設薄膜，向坑內灌水并記錄水的體積，結合室內含水率試驗，計算出回填土的天然密度、含水率和干密度。并先后采取7組具代表性試樣進行室內篩分試驗、擊實試驗，以測定回填土粒徑的均勻程度和級配優劣、回填土的最大干密度和最優含水率。具體結果見表2.3-1、表2.3-2、表2.3-3。

表2.3-1 2014年10月中下部回填土層檢測結果

表2.3-2 2014年12月道路回填土層結果

表2.3-3 2015年5月上部回填土層檢測結果

3 回填土層分析與評價

3.1 回填土顆粒級配特性

根據室內篩分試驗結果可知：

1）場地回填層中、下部填料不能同時滿足Cu＞5及Cc=1～3條件，屬不良級配材料 （表2.3-1）。由于填料的粉、粘粒含量在48.1%～74.4%之間，土層壓實特性主要受土體含水率控制。

2）場地回填層上層填料能同時滿足Cu＞5及Cc=1～3條件，屬良好級配材料 （表2.3-3）。填料的粉、粘粒含量在29%～38%之間，土層壓實特性受土體含水率及顆粒級配雙重控制。

3）站內道路及進站道路回填層填料以渣石為主，能同時滿足Cu＞5及Cc=1～3條件，屬良好級配材料 （表2.3-2）。填料的粉、粘粒含量在8% ～20%之間，土體壓實特性主要受顆粒級配控制。

3.2 回填土擊實特性

為準確判定回填土層壓實質量，先后分三次在場地回填層中不同地段、不同深度，采取了7組試樣進行室內擊實試驗，根據試驗結果可知：

第一次和第三次檢測對象均為站內回填層，所取試樣的檢測結果比較接近，填土最大干密度 （ρd）在1.75～1.82（g/cm3）之間，說明兩組測試所取試樣的擊實基本特性相近；第二次檢測對象為站區道路回填層，回填材料以外購渣石為主，所測得的最大干密度為2.24g/cm3。

3.3 回填土均勻性

通過三次現場實地調查鑒別，結合采取土樣進行的室內試驗資料分析認為，場地回填層所含碎石、砂及粘性土分布不均。其中，站內回填層中、下部填料粉、粘粒含量在48.1%～74.4%之間相對較高；上層粉、粘粒含量在29%～38%之間相對一般；站內道路及進站道路填料渣石含量在62%～71%之間，粉、粘粒含量較低。

3.4 回填土壓實性

根據現場測得的壓實密度，結合室內擊實試驗、含水率試驗，綜合檢得出回填層的壓實系數λc，具體試驗結果見表2.3-1、表2.3-2、表2.3-3。

根據設計要求，壓實系數應達到0.94及以上。根據試驗結果可知，除GZ2的壓實系數為0.93以外，其他檢測點的試驗結果中壓實系數λc在0.94～0.96之間，滿足設計要求。經與設計溝通，GZ2所處區域為變電站的綠化帶，上部沒有建、構筑物存在，且站區內回填土不做為基礎持力層，因此在該區內壓實系數達到0.93時也可以滿足設計基本要求。

4 結論和建議

4.1 結論

1）站區回填材料均勻性存在差異，同時受施工影響，使得現場采取的試樣的基本特性 （如密度、級配、擊實性等）存在差異。

2）室內篩分試驗揭示，回填層土質不夠均勻，顆粒分布及其級配有好有差，壓實的控制條件不同。

3）通過室內擊實試驗，測得了回填層各檢測點的最大干密度，變化范圍為1.75～2.24（g/cm3）；通過現場密度試驗、室內含水率試驗，測得試樣的干密度，變化范圍為1.65～2.15（g/cm3）。

4）根據前期試驗結果，計算出回填層的壓實系數（λc） =0.93～0.96。結合現場條件和設計要求，綜合評價整個回填層壓實質量及其穩定性能夠滿足設計要求。

4.2 建議

對于變電站內回填土質量檢測，重點是要解決回填土作為持力層的均勻性、整體穩定性和密實度，所實施的檢測手段雖然都能取得較好的檢測效果，在一定程度上保證了施工質量的可靠性，但是均有一定的局限性，依然可能存在多方面的問題。因此，在后期的檢測工程中，可嘗試采取新技術、新方法、多手段結合，以保證在回填土檢測中取得更好的效果。