河道治理工程中砂卵石回填壓實質量控制方法

田 毅

(山西省晉中市水利建筑工程總公司，山西 晉中 030600)

在河道治理的堤防施工中，土方回填屬于重點作業內容，回填質量的高低將直接對堤防整體施工效果造成影響，因此有必要在回填期間加強質量控制。在以砂卵石為填料的堤防回填施工中，壓實度的控制難度較大，必須探尋科學可行的質量控制方法，將其落實到位，并客觀評價回填壓實質量，用實測數據指導工作，保證回填壓實的有效性。

1 堤防施工

1.1 堤防

河道走向基本維持原狀，在此基礎上考慮河道現狀、堤防情況等，確定河道的寬度，即除了局部為105 m～125 m 外，絕大部分均為58 m～105 m。

堤防采用重力式漿砌石結構，而根據堤防建設現狀可知，堤身的結構完整且具有穩定性，不對該部分處理，部分區段的堤防堤身受損或是并未建設堤防，則按照如下方法新建:采用重力式M7.5 漿砌石結構，基礎埋深1.5 m～3 m，堤高2.0 m～2.5 m，墻頂寬0.5 m，背坡1∶0.4，臨水側坡1∶0.1;漿砌石擋墻施工中，按10 m 的間距依次設置伸縮縫;擋墻設兩排φ110PVC 排水管，梅花型布置，橫向間距1.5 m。

1.2 堤防與橋連接部位的處理

南峪溝橋和寨上橋與河道堤防具有連接關系，該部分用10 m 長的M7.5 漿砌石扭面予以連接。

1.3 堤腳防沖

部分堤腳易被沖毀，因此在河道治理中加強對此部分的防護[1]。工程采取格賓石籠護腳的方法。分兩層有序鋪設到位，層厚均按0.5 m 予以控制，遵循錯層布置的原則。

2 堤防回填壓實質量控制

壓實度是評價堤防回填壓實效果的重要指標，而壓實度受填料的質量、性質、鋪料厚度、壓實方法等多項因素的影響，因此在分析壓實度時需要注重對各項因素的考慮。最佳含水率和最大干密度是評價填料性質的重要指標，兩項參數可經過室內擊實試驗后予以確定，鋪料厚度以及其它的施工參數則以現場碾壓試驗的方式確定。在保證各項參數的合理性后，使填料的壓實度達到要求，進而保證堤防回填壓實效果。

2.1 回填料的質量控制

回填料的質量控制需落實到位，確保投入堤防回填施工中的材料均滿足質量要求，在此基礎上結合科學的施工方法，有效保證堤防回填壓實效果。在填料的質量控制中，強度、穩定性等均要合理;檢查填料中是否有樹根及各類雜物，將其清理干凈;還需檢測雜土塊的含量，判斷其是否超出許可范圍。堤防回填采用砂卵石料時，要求卵石和砂子均勻混合，禁止出現局部卵石含量異常偏高的情況，否則會影響壓實的有效性。

2.2 室內擊實試驗

為評價填料的性質，安排室內擊實試驗，通過此途徑確定填料的最大干密度和最佳含水率。為了保證試驗結果的準確性，需要選取具有代表性的樣品，并適配精度較高、性能穩定可靠的壓實機械。在本工程中，用重型Ⅱ法進行室內擊實試驗，錘重4.5 kg，落距45 cm，每層擊數98。經過試驗與分析后，確定砂卵石料的參數，其中最大干密度為2.23 g/cm，最佳含水率為5.5%。

2.3 現場碾壓試驗

除了室內擊實試驗外，還需組織碾壓試驗，以便確定鋪料厚度、碾壓遍數等各項關鍵的施工參數，為正式回填壓實施工提供引導[2]。在堤防回填區組織碾壓試驗，用反鏟挖掘機上料，推土機整平，再做壓實處理，用全站儀及時測量高程和鋪料厚度。擊實試驗期間，用灌水法檢測壓實度。

在本工程中，共選取12 處試驗區，設定多項參數(鋪料厚度35 cm、40 cm、45 cm，碾壓遍數3、4、5、6)，分別確定各項參數下的施工情況，以便對比分析。壓實機械采用20t振動碾，全程運行速度均不超過2 km/h，并盡可能做到勻速運行，壓實機械振動頻率為28 Hz，先安排2 遍靜壓，再做3～6遍動壓。每完成一次壓實后，測定砂卵石料的干密度，記錄數據?；谠囼灲Y果生成參數間的關系圖，見圖1。

圖1 相對密度與碾壓遍數、鋪料厚度的關系

根據圖1 可知，不同壓實參數下的相對密度不盡相同，在鋪料厚度為35 cm、碾壓遍數為5 遍時，能夠兼顧施工質量和經濟效益的雙項要求。據此，進一步匯總堤防回填的技術參數，見表1。

表1 施工碾壓技術參數

2.4 回填料含水率的控制

回填壓實度易受到回填料含水率的影響。根據規律，回填料的含水率偏低時，土顆粒干燥，彼此間的內摩擦作用劇烈，不利于壓實;而該值偏高時，盡管土顆粒間的潤滑作用得到改善，但可能由于壓實而導致土的結構遭到破壞，導致壓實后的土料缺乏足夠的強度。因此，合理控制填料的含水率是回填壓實期間的重點作業內容，需要將實際含水率與最佳含水率的差值控制在許可范圍內(±2%以內)，從而保證壓實效果。

砂卵石料的失水速度較快，若暴露在空氣中，可能在短時間內轉變為干燥的狀態，針對此特點，采取邊壓實邊灑水的方法，通過水分的補充來維持填料實際含水率的穩定性。此時，加水量為重點控制指標，該值可按照如下公式計算:

式中:V為加水量，g;W0為砂卵石料的含水量，以小數計;W為砂卵石料的最佳含水量，以小數計;P為樣品重，g。

2.5 鋪料厚度及碾壓過程控制

鋪料厚度主要根據壓實機械的性能而定，兩者需適配[3]。若鋪料厚度大但壓實機械的性能有限，壓實不充分，導致下層的材料未得到有效的壓實處理;反之，若鋪料厚度較小但工程適配的是高性能的壓實機械，盡管壓實效果得到保證，但存在“大材小用”的情況，工程資源浪費量較大。施工中，隨著壓實遍數的增加，干密度先增加至某特定的值，而后不再繼續增加，此后即便壓實機械持續運行，也依然難以提高壓實度，有機械資源浪費的現象。由此看來，合理控制鋪料厚度和壓實遍數均較為關鍵。工程施工中，用全站儀測定本層的回填控制線及高程，填筑時適當超填30 cm，以保證邊緣部分經過壓實后有足夠的穩定性。攤鋪期間，施工人員及時用35 cm 量尺插入測量，根據實測結果靈活控制鋪料厚度。

待填料鋪平后，用全站儀檢測高程，判斷與設計值的關系，進而做靈活的調整。鋪料厚度達到要求后，安排壓實。壓實機械的操作者需規范作業，精準控制壓實機械的運行路徑，保證每處均得到充分的碾壓。壓實機械應沿著與堤軸線相平行的方向運行，對于壓實機械難以觸及到的邊角部位，則采用人工夯具夯實的處理方法。經過壓實后，用灌水法檢測壓實度，若達到要求則按照計劃繼續施工，否則需查明原因，及時處理。

2.6 下載層的質量控制

下載層的強度也會在一定程度上影響碾壓層的壓實度，因此需加強對下載層施工質量的控制[4]。在壓實期間，嚴格控制各層的壓實度。堤防回填前，先對原堤基做5 遍或更多遍數的壓實處理。每完成一層的壓實后，隨即檢查施工質量，判斷是否有剪切破壞、漏壓或是其它的質量問題;此外，還需檢查堤身與岸坡、剛性建筑物等的銜接部位，應有足夠的穩定性。

3 回填壓實施工效果的分析

壓實度的檢測采用的是灌水法，在獲得實測數據后，結合如下公式進行計算，確定相對密度:

式中:Dr為相對密度;Pd為壓實干密度，g/cm3;Pdmin為最小干密度，g/cm3;Pdmax為最大干密度，g/cm3。

可以發現，16 個測點的干密度值最小為1.79 g/cm3，最大為2.22 g/cm3，經過計算，相對密度的最小值、最大值分別為0.34、0.99;在16 個測點中，實際相對密度達到要求(不小于0.65)的數量為15 個，回填的合格率為94%，滿足工程設計要求。

4 結語

砂卵石料作為堤防填料時，回填壓實的控制難度較大，易由于材料特殊性、施工方法不合理等原因而影響到壓實效果。經過本文的分析，提出對砂卵石料回填壓實效果造成影響的關鍵因素，再探尋相應的質量控制措施。經灌水法檢測、數據計算后，認為實際壓實效果達到要求;而從施工后一年多的實際使用情況來看，未見異常?？傮w來看，該工程采用的砂卵石料回填壓實質量控制方法具有可行性。