均質(zhì)土壩壓實施工中的質(zhì)量控制

梁 博

(陜西省水利水電工程集團(tuán)有限公司，陜西渭南 714000)

1 前言

在均質(zhì)土壩壓實施工過程中，其質(zhì)量控制一直很受重視。所謂壓實度就是通過手工或者機(jī)械力量對土料施加像打夯、碾壓、震動及碾壓等的夯壓能量，在實際現(xiàn)場中該過程達(dá)到的干密度與室內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)實驗得到的最大干密度的比值。在均質(zhì)土壩質(zhì)量控制的指標(biāo)中，壓實度是非常關(guān)鍵的一個指標(biāo)。而土壤顆粒的摩擦力以及凝聚力決定了均質(zhì)土壩土料自身的穩(wěn)定性。這其中，土的密實性和土壤顆粒的內(nèi)摩擦力，凝聚力以及抗?jié)B性都有著很大的關(guān)系。土壤顆粒越密，其壓實度就越高，同時，土壩的整體性能也會越好。為此，要想保證均質(zhì)土壩壓實施工的質(zhì)量控制，必須做好擊實試驗和壓實工藝。本文從均質(zhì)土壩壓實標(biāo)準(zhǔn)選取中要注意的問題出發(fā)，分析了室內(nèi)擊實試驗和現(xiàn)場擊實試驗，在此基礎(chǔ)上，說明了壓實的質(zhì)量控制。

2 均質(zhì)土壩壓實標(biāo)準(zhǔn)選取中需要注意的問題

均質(zhì)土料其各方面的性質(zhì)相對來說是比較穩(wěn)定，這一特點就決定了，在同一壓實條件下，得到的干密度幾乎可以接近一常數(shù)。在這種情況下，可以將這一近似常數(shù)的干密度作為設(shè)計和施工質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。然而，現(xiàn)實中的土料就不是這種情況了，實際中的土料不論環(huán)境再相似，即便是相同位置的土料，也會出現(xiàn)各成分指標(biāo)(比如，礦化成分以及土顆粒組成等等)不相同的現(xiàn)象。這樣將會導(dǎo)致土料的性質(zhì)不夠均勻，這樣，即便壓實條件完全一樣，干密度的指標(biāo)也未必相同。因此，在該情況下，就不能使用某一干密度作為施工質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)了。因為在該情況下使用某一干密度，會出現(xiàn)如下現(xiàn)象:對易于壓實的土料，壓實后的干密度容易達(dá)到，但壓實結(jié)果是偏松的;不易壓實的土料，壓實干密度不易達(dá)到，但壓實結(jié)果是偏緊密。所以，在這種情況下，施工質(zhì)量就會受到大大的影響，也不利于施工進(jìn)度。因此，在選取壓實標(biāo)準(zhǔn)時必須要充分考慮到各個外界因素，保證壓實的質(zhì)量。

3 室內(nèi)擊實試驗

3.1 影響土的擊實性的主要因素

影響土的擊實行的因素很多，以下著重闡述如下3個方面的影響。即:顆粒組成與級配，壓實功能的大小，土料的含水率。

3.1.1 顆粒組成與級配

土料的壓實效果受到土料顆粒大小與組成的影響。具體的影響是，黏性土的黏結(jié)力比較大，而摩擦力又比較小，透水性也比較小，排水方面就比較困難，其壓縮的整個過程相對緩慢，且具有大的壓縮性，是非常不容易壓實的。而非黏性土料黏結(jié)力小，摩擦力大，排水容易，壓縮過程快，能很快達(dá)到密實，但透水性大。另外，土料的壓實質(zhì)量直接受到土料級配情況的影響，在良好的級配條件下，土料才可能達(dá)到工程要求的壓實度，因此應(yīng)該控制土料及土料的顆粒級配。

3.1.2 壓實功能的大小

土料干密度的大小受到壓實功能大小的影響。對同一種土進(jìn)行不同擊實功擊試驗，得出的結(jié)果是，干密度將隨著土的壓實功的增大而增大，最優(yōu)含水率恰恰相反。這說明，同一種土料的最優(yōu)含水率和最大干密度，隨壓實功能的改變而變壓實功能增大，但增大擊實功有一定限度，超過限度，擊實增大擊實功，土的干密度增加不再明顯，該特性對于含水率過低或者過高的土料效果更加顯著。

3.1.3 土料的含水率

在壓實功能一定的情況下，假如含水率比較小，同時土粒周圍的結(jié)合水膜也比較薄，土粒間的結(jié)合水的聯(lián)結(jié)力比較大，此時，土粒不容易產(chǎn)生相對移動而被擠密，干密度較小，土料干密度隨含水率的增大而增大，干密度達(dá)到最大值，這時的含水率為最優(yōu)，大于此含水率后，由于含水率過于增加，孔隙中出現(xiàn)自由水并將部分空氣封閉，這樣抵消了部分擊實功，擊實效果反而下降，干密度會減小。由此可見，土料的含水率嚴(yán)重影響著土料壓實效果。

3.2 擊實試驗

標(biāo)準(zhǔn)擊實儀是進(jìn)行擊實試驗的重要儀器，擊實儀由兩部分組成:擊實筒和擊實錘。在進(jìn)行擊實試驗時，應(yīng)該先將待測的土料按不同的預(yù)定含水率，制備成不同的試樣。在相同擊實功下，測出擊實后試樣的濕密度和含水率，同時計算出該試樣的干密度。將干密度作為縱坐標(biāo)，同時將含水率定義為橫坐標(biāo)，繪制出干密度ρd與含水率ω的曲線，這樣，通過曲線來確定土的最大干密度ρdmax與相應(yīng)的最優(yōu)含水率ωop，以此為土壩設(shè)計和施工提供依據(jù)。

4 現(xiàn)場壓實試驗

現(xiàn)場壓實試驗對于均質(zhì)土壩施工非常關(guān)鍵，是一項有效的技術(shù)措施，通過現(xiàn)場擊實試驗，可以確定如下參數(shù):鋪土厚度、相應(yīng)的含水率及相應(yīng)的壓實機(jī)具和碾壓遍數(shù)。

4.1 碾壓實試驗場地布置及含水率

含水率過大，碾壓時容易出現(xiàn)彈簧土，含水率過小，即使表面給人的感覺壓實了，但測其干密度常達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壓實度則低，均質(zhì)土壩現(xiàn)場碾壓試驗場地可選在地勢平坦及平整壓實處理清基驗收后的基礎(chǔ)面上，可將試驗場地以長邊為軸線方向，劃分為10 m×10 m的4個試驗小塊，中線一側(cè)的相連兩個試驗小塊為A1、A2，中線另一側(cè)的兩個試驗小塊為B1、B2，土料 A1、A2小塊含水率均調(diào)整為最優(yōu)含水率，B1、B2小塊土料含水率分別調(diào)整為最優(yōu)含水率±1% ～±2%，含水率調(diào)整，如果含水率過高，可采用翻松、晾曬、均勻摻入干土等方法，如果含水率偏低，可采用預(yù)先灑水潤濕。

4.2 壓實機(jī)械選用及碾壓參數(shù)

機(jī)械壓實影響深度的大小，若土料含水率比較適宜虛鋪土料過厚，不易壓實，虛鋪土料過薄，則增加費用，施工時，每層最優(yōu)鋪土厚度和壓實變數(shù)可根據(jù)填料性質(zhì)、壓實度的要求和選用的壓實機(jī)具的性能確定，鋪土厚度、壓實機(jī)械、碾壓遍數(shù)。

5 壓實質(zhì)量的控制

在做完均質(zhì)土壩的壓實后，保證壓實度達(dá)標(biāo)是非常重要的。另外，還要對壓實度進(jìn)行檢測工作，具體做法為:采用500 mm3的環(huán)刀法對在壓實土層約2/3的深度處進(jìn)行取樣，通過取樣分析，計算，測試其含水率。同時計算出干密度和壓實度。我國有明確的規(guī)定，一二級壩最佳填土壓實度范圍大約在97%～99%，而三級以及以下的中壩，壓實度應(yīng)該在95% ～97%。

6 總結(jié)

由此可見，要想做好土壩壓實質(zhì)量控制，一定要選好土料，并要做好擊實試驗，并根據(jù)試驗得出想要到參數(shù)，在施工過程中，要選用合適的施工機(jī)械，施工工程要做到細(xì)致，不能出現(xiàn)無光面及剪力破壞的情況，同時要正確檢測土層壓實度，以保證工程質(zhì)量土，加快施工進(jìn)度，提高施工效益。

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