注入式水庫(kù)黏土心墻堆石壩碾壓試驗(yàn)研究

崔應(yīng)坤

（廣州華申建設(shè)工程管理有限公司湛江分公司，廣東 廣州510000）

1 工程概況

某水庫(kù)壩型屬于黏土心墻堆石壩，為注入式水庫(kù)，壩頂高程2 034 m，壩頂長(zhǎng)314.47 m，寬6 m，最大壩高55 m，正蓄水位2 032 m，庫(kù)容量525 m3。C25混凝土護(hù)坡及干砌塊石護(hù)坡存在過(guò)渡層、反濾層及砂礫石墊層。上游與下游存在相同的反濾層厚度及坡比，分別是2 m以及1：2，設(shè)計(jì)填筑量為3.84萬(wàn)m3。

反濾層粒徑應(yīng)在10 mm 以下。D15 與D85 的厚度范圍分別是：0.10～0.50 mm、2.40～10 mm，0.075 mm以下顆粒應(yīng)低于5%。應(yīng)重點(diǎn)滿足：第一，干密度應(yīng)超過(guò)2.20 g/cm3；第二，滲透系數(shù)需要在1×10-4cm3/s以上；第三，相對(duì)密度不可低于0.80。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

對(duì)反濾料設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)是否合理進(jìn)行判斷；選擇出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的壓實(shí)方案，并明確出相應(yīng)參數(shù)與機(jī)械類型等；以試驗(yàn)結(jié)果為主要基礎(chǔ)，制定最佳碾壓方式，從而提升碾壓效果。

3 試驗(yàn)過(guò)程

3.1 基底處理

將上游圍堰與基坑間的區(qū)域，作為最終試驗(yàn)場(chǎng)地，選擇16.80 m×30.40 m大的區(qū)域開(kāi)展試驗(yàn)，基于不同鋪層厚度與碾壓遍數(shù)下，進(jìn)行場(chǎng)地試驗(yàn)單元的實(shí)際布置。將原地面碾壓處理，保證其具備較好的平整性，相對(duì)高差不可超過(guò)10 mm。

3.2 基礎(chǔ)面測(cè)量放線

沿著場(chǎng)地邊線，開(kāi)展場(chǎng)地放線工作，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定水準(zhǔn)點(diǎn)并將護(hù)樁設(shè)置好，以對(duì)基礎(chǔ)面高程做出準(zhǔn)確測(cè)量。

3.3 填料檢測(cè)

根據(jù)質(zhì)量比摻配砂石骨料，通過(guò)篩分，得到粒徑低于10 mm的級(jí)配連續(xù)反濾料。

3.4 鋪料整平

選擇自卸汽車進(jìn)占法，開(kāi)展壩體填料攤鋪工作，并且在推土機(jī)的應(yīng)用下，做好整平工作，獲得準(zhǔn)確且平整的鋪層厚度。

3.5 厚度測(cè)量

整平后再次測(cè)量、核實(shí)鋪層厚度，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息詳細(xì)地記錄下來(lái)。選擇定點(diǎn)測(cè)量，對(duì)樁測(cè)點(diǎn)位置控制。

3.6 加水

一種是加水碾壓，需要結(jié)合反濾料體積質(zhì)量比，實(shí)施加水大約為10%；另一種是不加水碾壓，直接鋪平填筑料碾壓。

3.7 碾壓

振幅2.10 mm，振力40.50 t，機(jī)械行駛速度每小時(shí)4 km，振動(dòng)頻率28 Hz。碾壓均勻壓實(shí)，不能存在死角及漏壓。

3.8 試驗(yàn)檢測(cè)

選擇灌水法對(duì)干密度檢測(cè)，選擇現(xiàn)場(chǎng)篩分檢測(cè)顆粒級(jí)配情況，選擇雙環(huán)試坑法，進(jìn)行滲透系數(shù)檢測(cè)。干密度檢測(cè)每組設(shè)置6個(gè)取樣點(diǎn)，沉降值檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置9個(gè)取樣點(diǎn)。其余試驗(yàn)檢測(cè)工作，各檢測(cè)一次，隨機(jī)布置檢測(cè)點(diǎn)。

4 試驗(yàn)結(jié)果

4.1 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

如表1所示，當(dāng)鋪層厚度為30 cm，進(jìn)行6至8遍碾壓時(shí)，無(wú)論是加水或是不加水，獲得的干密度均不合格，獲得的滲透系數(shù)與相對(duì)密度，與設(shè)計(jì)要求相符。當(dāng)鋪層厚度為40 cm，進(jìn)行6至8遍碾壓時(shí)，加水10%，干密度不合格，滲透系數(shù)與相對(duì)密度合格；相同條件下，當(dāng)不加水時(shí)，三者均滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 試驗(yàn)結(jié)果表

不同鋪層厚度下，干密度與碾壓遍數(shù)曲線，碾壓遍數(shù)不斷增加下，干密度逐漸增加，鋪層越厚效果越好。見(jiàn)圖1。

圖1 干密度與碾壓遍數(shù)關(guān)系圖

4.2 顆粒級(jí)配對(duì)比

鋪層厚度40 cm 時(shí)，碾壓不同遍數(shù)的顆粒級(jí)配結(jié)果如表2所示。圖2看整體上沒(méi)超過(guò)設(shè)計(jì)上、下包絡(luò)線范圍。

表2 不同遍數(shù)碾壓前后顆粒級(jí)配結(jié)果表

圖2 碾壓顆分曲線圖

4.3 沉降量對(duì)比

從表3中可以看出，鋪層厚度40 cm時(shí)，沉降總量與碾壓次數(shù)存在密切的聯(lián)系，成正相關(guān)，為鋪層厚度的10%～13%，但在增幅上，卻不斷減小。

表3 碾壓沉降量結(jié)果表

5 試驗(yàn)推薦碾壓參數(shù)

試驗(yàn)分析最佳碾壓參數(shù)：鋪層厚度40 cm，無(wú)須加水碾壓8遍，機(jī)械行駛速度每小時(shí)4 km，26 t強(qiáng)振碾壓。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)碾壓試驗(yàn)，確定出最佳的碾壓參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際施工，會(huì)獲得更高的施工質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)。