粘性非膨脹土換填碾壓試驗工藝及其質量控制

2021-01-18 02:59:30何勇君

四川水泥 2021年1期

關鍵詞：工藝施工

何勇君

Engineering technique 工程技術

粘性非膨脹土換填碾壓試驗工藝及其質量控制

何勇君

（中鐵二局第二工程有限公司，四川成都 610010）

引江濟巢河渠邊坡工程，其邊坡原狀土為膨脹土，按設計標準要求須進行換填粘性非膨脹土，通過現場碾壓工藝試驗過程及成果分析，確定施工碾壓工藝，為邊坡換填粘性非膨脹土提供施工依據及質量控制，對其他類似工程具有一定的指導和參考作用。

邊坡換填；碾壓工藝試驗；質量控制

1 概述

引江濟淮工程（安徽段）引江濟巢段菜巢線施工C004標，引江濟巢釆用雙線輸水，包含菜子湖段及兆河段，菜子湖段始于樅陽閘，經菜子湖調蓄后，北上利用其主源孔城河上溯，穿過與巢湖流域的分水嶺后，入巢湖支流羅埠河，再接白石天河到達巢湖，全長約113km。其中菜子湖線樁號54+091～67+050，主要工程內容為河渠工程、跨河橋梁工程及連接線工程。

本標段屬于膨脹土分布區，河渠工程需進行膨脹土換填。按設計本標段膨脹土主要以蒙脫石和伊利石等強親水礦物組成，具有吸水膨脹和失水收縮等工程特性，從而導致河渠襯砌開裂滑坡等破壞，邊坡開挖后及時采用粘性非膨脹土換填。

換填段起止樁號為62+077.4～67+050，全長4.9726km。其中左岸換填渠段為62+077.4～63+308.0、63+825.3～63+918.3、64+119.9～67+050，右岸換填渠段為62+077.4～64+904.2、65+504.8～67+050。

根據施工技術要求及圖紙，填方明渠渠身回填壓實度不小于0.96。經比選，最終確定試驗塊碾壓試驗采用65+400處開挖土料。經檢測，該土料基本屬性為：液限34.3%，塑限16.8%，塑性指數17.5，屬于低液限黏土；自由膨脹率25%，屬于非膨脹土。室內擊實試驗結果為最佳含水率18.6%，最大干密度1.72g/cm3。

在進行試驗段現場控制時，除超尺寸顆粒外，以最佳含水率為主要控制指標,同時結合天然含水率情況，指導現場施工。土料含水率控制在最佳含水率的-2%～+3%之間。

按照合同、設計圖紙、施工技術要求及規范要求，為了提高以后大面積施工時的施工效率，達到以下目的：

（1）核實填筑設計標準的合理性；

（2）檢查壓實機具的性能是否滿足施工要求；

（3）選定合理的施工壓實工藝參數：填料松鋪土厚度、土塊限制直徑、含水率的適宜范圍、碾壓遍數和松鋪系數。

（4）研究填筑工藝，為后續施工積累經驗。

本工藝采用的主要試驗方法有：《土工試驗方法標準》（GB/T50123-2019）、《膨脹土地區建筑技術規范》（GB50112-2013）、《堤防工程施工規范》（SL260-2014），以及工程設計文件、粘性非膨脹土換填試驗方案等。

采用的主要機械設備有：DS16型推土機1臺、20t振動碾壓路機1臺、日立220型挖掘機1臺、灑水車1臺；對壓實效果采用環刀法檢測。

2 碾壓試驗規劃

2.1 試驗場地的確定

碾壓試驗根據現場施工條件，選擇在河渠柘園橋左岸臨時堆土區內對應河渠樁號為65+370～65+400段，平行河渠方向寬度為30m，垂直河渠方向長度為100m。

試驗前將場地平整清理，并將場地用壓路機進行壓實，填筑基礎面壓實指標應達到填筑要求的密實程度，驗收合格后，再進行碾壓試驗；將試驗場地劃分為段長25m的4個試驗小塊。

2.2 碾壓工藝的初步確定

以基面為準，建立初步碾壓工藝標準，同時設置試驗段。試驗段總長100m、寬30m,以不同的碾壓厚度分為4塊段，每塊段長25米，每塊段碾壓厚度分別為：42cm、38cm、36cm、33cm。

基面利用柘園橋左側臨時堆土區內對應河渠樁號65+370～65+400段碾壓試驗場地，表面采用推土機整平、20t振動壓路機，結合既有施工經驗，按照進退錯距法碾壓6遍(靜壓2遍，振動壓碾4遍)，碾壓搭接寬度為1/3輪寬約65cm，現場共檢測了12點，實測干密度為1.65 g/cm3～1.69 g/cm3，平均1.67g/cm3；實測含水率為17.9%～18.4%；壓實度檢測結果為97.1%～99.4%，均大于96%，滿足基面碾壓要求，該碾壓工藝是可行的。

2.3 松鋪厚度及碾壓遍數設計

對原基面進行清理整平，并按照2.2碾壓工藝完成后，運輸車從填料開采場運至填筑試驗指定區域，在確定的4個試驗塊分別按照松鋪厚度33cm、36cm、38cm、42cm進行填料攤鋪，推土機平整，然后仍按照2.2碾壓工藝實施碾壓質量控制，但在每碾壓至2、4、6遍時，采用環刀法進行壓實度檢測。

試驗場地劃分為四塊，試驗時選擇不同的鋪土厚度，采用不同的碾壓遍數，通過采集的試驗數據進行比較，選擇最優參數作為填筑施工參數。

2.4 土方填筑碾壓施工工藝流程

土方填筑碾壓試驗段施工流程為：

土料含水量控制

↓

測量放樣→基底清理→基底碾壓→土料攤鋪→土料平整→碾壓→取樣檢測→試驗成果整理上報

2.5 對碾壓施工工藝流程的說明

（1）測量放線及基底清理

采用旗桿和紅繩標出碾壓試驗邊線，對碾壓試驗區域內的雜物進行清理，測量并標出地基高程以控制松鋪土厚度。進行試驗區域的劃分，試驗區域超出邊線50cm，以確保碾壓到邊到位。

（2）基底碾壓

碾壓試驗范圍平整清理合格后，經四方聯合驗收后，用壓路機進行壓實，填筑基礎面壓實指標應達到填筑要求的密實程度，再進行碾壓試驗。

（3）土料攤鋪、平整及碾壓

土料鋪土厚度控制，采用旗桿標記進行高程控制。碾壓機械平行于河渠方向軸線行走，并將車速控制在2 km/h～4km/h，前兩遍碾壓采用無振碾壓，然后采用進退全振錯距法碾壓，每次錯距四分之一碾壓輪寬。四遍碾壓完成后，進行檢測取樣；取樣完成后壓實機械繼續進行碾壓，每次錯距二分之一碾壓輪寬；六遍碾壓完成后，進行檢測取樣；取樣完成后壓實機械繼續進行碾壓，每次錯距二分之一碾壓輪寬，碾壓完成后取樣；依次循環直到試驗范圍內土層全部壓完八遍，完成取樣。

通過改變碾壓速度、含水率、松鋪土厚度等取得參數適宜值。按照適宜值復核試驗。

（4）土料含水量控制

用于碾壓試驗的土料填筑前要先進行含水率檢測，其含水率控制在土料的最佳含水率-2％～+3%范圍以內。如果含水率過大，土料在棄渣場攤鋪后先進行翻曬，如果含水率偏小，土料攤鋪后采用灑水車按照計算的水量進行灑水悶料，使土料的含水率保持均勻。