淺析均質土壩填筑施工質量控制及建議

摘 要：均質土壩的大壩土料填筑質量控制，大壩作為水庫三大件，同時也是均質土壩施工的重點。本文分析了均質土壩施工填筑全過程可能遇到的問題，根據實際工程經驗，提出相應的質量控制措施，以期為土壩質量控制及施工提供資料交流參考。

關鍵詞：均質土壩;土壩填筑;碾壓參數;質量控制。

作者簡介：張國棟（1989-），男，云南安寧人，工程師，主要從事水利工程建設管理工作。

1.前言

均質土壩，簡單地說就是利用土料等材料填筑而成的壩。土壩具有悠久的歷史，目前在水庫除險加固當中經常能夠遇到的壩型，大部分從上世紀開始興建，是一種古老的擋水建筑物，目前土壩的應用范圍仍然廣泛，并且根據不同地域土料場的情況，仍然在更新和發展。均質土壩壩體填筑前需要完成壩體填筑料料場的選址及規劃，復核其料場土料儲備，保證壩體填筑料充足，并做相應的土工試驗，確保土料質量控制參數符合設計質量控制要求，施工前完成碾壓實驗確定施工時的碾壓參數，保證土壩填筑的“質”和“量”滿足設計要求，確保壩體填筑施工正常推進，完成工程建設任務。本文根據土壩填筑施工中實際存在的問題進行分析，提出相應的建議措施，以供分享交流。

2.土壩填筑前期準備工作

2.1料場規劃

土壩填筑根據壩體所需回填料用量及土質質量控制指標，由設計單位在前期勘察設計的時候，按照“科學、合理、經濟”的原則對料場進行規劃選址，一是通過對料場測量，根據壩體填筑用量初步選定料場開挖范圍，并制定開挖規劃，謀劃開挖運輸路線，根據填筑進度進行開采及運輸;二是對料場土料進行地勘及土工試驗，勘察覆蓋層厚度、料層的變化及夾層的分布情況，根據開挖區的施工場面、地下水位、土質情況、施工方法及施工機械可能開采的深度等因素，復查料場的開采范圍、占地面積、棄料數量以及可用土層厚度和有效儲量，

確保料場土料儲量和質量滿足設計要求。

2.2擊實試驗

初步選定料場之后，設計單位進行必要的室內和現場試驗，核實壩料的物理力學性質及壓實特性。根據土工試驗規程等相關規范，開展土料擊實試驗。首先，設計單位在料場取樣回實驗室做室內擊實試驗，根據土料粒徑確定擊實試驗的類型和方法，將土料過篩，攪拌均勻，分3層或5層倒入擊實桶內分層擊實，測出土體濕密度及含水率，從而計算干密度，通過反復試驗計算，最終確定土料最大干密度及最優含水率，為碾壓試驗提供技術參數。

2.3碾壓試驗

通過料場規劃選定料場，擊實試驗確定土料性質參數，大壩開始填筑之前，根據碾壓式土石壩施工規范、 土工試驗規程等規范規程制定碾壓試驗報告，通過碾壓試驗最終確定壩體填筑質量控制參數。

首先，碾壓試驗場地不能選擇在壩基范圍內，碾壓場地要進行壓實、平整，確保碾壓場地符合規范要求，通過碾壓試驗，檢驗壩體填筑料的開采及施工填筑工藝與措施是否合適并進行調整，碾壓試驗測出現場干密度，液塑限、滲透系數等參數，根據擊實試驗最大干密度，復核壩體壓實度是否與前期設計參數吻合，最終確定施工機械、施工工藝、施工參數（鋪土厚度、碾壓遍數、最優含水量、最大干密度、行車速度）。碾壓試驗完成后，須提出碾壓試驗報告和建議的碾壓參數，供土壩施工參建參管單位做為指導施工的依據。

均質土壩在填筑之前的碾壓試驗是壩體在進行大量的填筑工作之前的最后也是最為重要的一項工作。由于通過填筑之前的碾壓實驗，能夠確定均質土壩在壩體的填筑過程之中最合理的土料填筑碾壓的施工參數，此外，還可以保證利用工程當前所擁有碾壓機械達到施工填筑壓實設計標準要求的最優途徑，并保證控制技術指標的合理性以及先進性，能夠得到最佳的施工效果，可以為均質土壩填筑施工奠定堅實的基礎。

3.土壩填筑施工過程質量控制

3.1 建立質量管理體系

土壩填筑施工過程中，項目參建參管單位均需加強質量管理，建立質量管理機構，明確工作職責。嚴格按照設計要求施工，嚴格執行碾壓式土石壩施工規范、 土工試驗規程及等規范規程，做到現場試驗參數符合設計技術參數，嚴格過程控制管理，對每道工序施工，都要進行技術交底工作，堅持“施工單位自檢、質檢單位抽檢、監理單位平行檢測“制度，特別是在壩體碾壓施工過程中，現場監理人員應肩負起自身職責，落實監督手段，堅持上道工序施工質量合格、才準許下道工序施工的原則，碾壓過程中嚴格控制鋪土層厚及碾壓遍數，注意觀察是否出現漏壓或超壓、是否出現剪力破壞及光面，發現質量問題及時處理，并對最終試驗數據進行復核檢查。施工現場建設單位、設計單位、監理單位、質檢單位、施工單位要及時加強溝通和聯系，及時解決和商討可能出現的問題，確保土壩碾壓質量。

3.2 料場質量控制

土壩填筑過程中，可能出現填筑施工工藝符合規范要求，但現場試驗參數仍然不合格，這就需要加強對料場原土料的質量控制。當遇到天氣變化或現場數據不合格的時期，現場質檢員需每天填筑材料上壩前，對料場土料做土工試驗，檢查土料的含水量、雜質含量、土塊大小及土質情況，重點把控土料含水率。若料場土料含水率偏高，在采取翻曬方法的同時應致力于改善料場排水情況，可以采用平層開挖的方式取樣，擴大料場開挖平面面積，或采用“田”字型開挖，增強料場自身排水能力，雨季還應采取有效的防雨措施;若料場土料含水率偏低，可以采用豎層開挖的方式取樣，在料場中應開挖溝畦，灌水浸泡，配合機械設備輪換取土。土料含水量不均勻時，可采取堆“土牛”的措施進行控制，同時加快土料運輸及上壩攤鋪過程，確保料場土料質量符合設計要求。

3.3 施工現場填筑質量控制

1）在均質土壩填筑施工過程中，首先，嚴格執行碾壓式土石壩施工規范及設計要求，嚴格控制施工方法及工藝。按照壩體分區、分層、分料的原則進行填筑，碾壓方向平行于壩軸線，不允許碾壓出現斷層的情況，層與層之間應搭接碾壓，還應重點控制靠近水庫混凝土建筑物的接觸部位宜采取小型壓實設備或人工夯實，在填筑過程中避免一側上料碾壓，應兩側同起，避免產生側向壓力，影響結構物的安全，保證土壩碾壓施工作業面的平整度符合規范要求，確保碾壓質量的整體性。其次，加強對土壩填筑現場施工控制，核查現場試驗參數。根據設計技術要求，嚴格控制碾壓過程中的鋪土厚度及碾壓遍數，鋪土厚度要勻，現場施工技術員對松鋪厚度及邊線嚴格測量控制，禁止出現超厚填筑施工現象，超徑不合格的料塊應打碎，雜物應清除，自卸汽車應采用進占法倒退鋪土，使汽車始終在松土上行駛，避免在壓實土層上開行，造成超壓，引起剪力破壞，下層鋪土之前，要對上層碾壓完光面進行刨毛，氣候干燥時還應適當灑水。最后，嚴格按規范要求逐層挖坑取樣試驗，按照單元工程項目劃分，每填筑、碾壓一層，需進行取樣測定干密度、壓實度、含水率、滲透系數等參數進行試驗，經測定達到設計要求后才能進行上層填筑，現場采用環刀法進行試驗，每層取樣數量應不少于3個，取樣位置在層厚的下部1/3處取樣。環刀取樣試驗不合格的部位必須再碾壓處理，至復驗合格后方能繼續下道工序。由于施工、氣候等原因停工的壩面應加以保護，復工時必須仔細清理并經檢驗合格后始準上料填筑，并作記錄備查，確保按質按量完成土壩碾壓施工。

4.問題分析及建議

4.1前期試驗參數與實際施工不符

土壩填筑對土料要求就是均質土，根據相關規范要求及經驗參數，大部分土料幾乎都符合規范要求，但在具體施工過程中，可能會出現部分參數會有偏差。一是前期勘測設計時，可能處于旱季，但是當土壩施工時可能在雨季，自然前期一部分土料試驗參數與實際施工時有偏差;二是還可能是現場土料取樣方法不夠全面，未全面、整體反應整個料場土體實際情況，可能取了相對好的土體，但施工時料場開挖之后，可能各種土料混合以后，造成試驗參數與前期不符。因此，建議在土壩填筑前，采用“全料法”取樣，充分反映現場整個料場的實際情況，確保土壩填筑技術參數合理。

4.2土壩填筑過程數據邏輯不對

現場碾壓試驗結果，可能會出現有壓實度大于100%（現場干密度大于擊實試驗的最大干密度）的情況出現，究其原因不是真正意義上的壓實度大于 100%。一是因為在室內擊實試驗取樣時存在一定的偏差，土質的變化所產生的原因。二是進料不夠規范，取樣不夠均勻，可能存在細石等雜物，提高了現場干密度，造成現場干密度大于最大干密度。因此，建議嚴格核查現場檢測儀器，一定從源頭嚴格控制進料，確保上壩填筑料符合要求。

4.3土壩填筑出現彈簧土現象

土壩填筑出現“彈簧土”現象。一是可能上一層填筑時未嚴格控制粒徑及層厚，造成上一次碾壓面不夠平整，當這一層碾壓時接著出現凹凸不平的壩面，造成剪切破壞;二是土料含水率控制不好，可能是由于雨季變化及料場未有效防護，土料拌和不均勻，造成土料含水率升高，現場碾壓出現“彈簧土”現象。建議出現彈簧土后，首先應確定出現彈簧土的位置和深度，將彈簧土挖除，翻松、晾曬、風干至最優含水量允許控制范圍，然后再行鋪土碾壓，若含水率過大的粘土，則直接挖除，重新上料填筑，確保均質土壩填筑質量合格。

參考文獻

[1]閆建云. 均質土壩碾壓施工質量控制淺析[J]. 學術，2016， （18）.

[2]薛小榮. 均質土壩壩體填筑施工的前期工作[J].甘肅農業，2014， （20）.

[3]馬黎明 談平原圍封水庫土壩施工質量控制[J].山西建筑，2014， （28）.