某水利堤防工程土方填筑施工

楊 濤

（安徽省交通航務(wù)工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

某水利堤防改建工程主要施工內(nèi)容為舊堤加寬加高，以及護(hù)坡加固處治。該項(xiàng)目左堤填筑長(zhǎng)度6.90km，右堤填筑長(zhǎng)度6.60km，總填筑長(zhǎng)度13.5km，填筑總土方量約68萬m3，滿足設(shè)計(jì)高程后堤頂寬度達(dá)到了10 m。回填所用土料主要來自于取土場(chǎng)及河槽兩岸河灘土，與主河槽靠近段護(hù)坡加固主要采取干砌石、鉛絲石籠以及打木樁等。為保證填筑質(zhì)量及堤防穩(wěn)定性，須嚴(yán)格依照規(guī)范要求施工，不同土料應(yīng)按要求進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以獲取土料最大干密度及最優(yōu)含水量等參數(shù)，力求在確保工程質(zhì)量的同時(shí)快速完成土方填筑與護(hù)坡加固。

2 施工前期準(zhǔn)備

2.1 測(cè)量放樣

根據(jù)水利堤防設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合坐標(biāo)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)以及中線，每隔30 m打入定位樁，按照要求做好施工測(cè)量放樣，確保定位精準(zhǔn)、放樣精確。對(duì)于堤防存在高低起伏或者彎曲度較大的工段，還需要加密精度等級(jí)。對(duì)已測(cè)量放樣的區(qū)域用白石灰沿線灑布，劃分出填方區(qū)域，以保障后續(xù)施工的有序推進(jìn)。

2.2 堤基清理

①對(duì)堤防的坡面、頂部進(jìn)行清基，清除碎磚、石塊等雜物，從上往下開挖臺(tái)階，每層臺(tái)階高25～50 cm，寬50～100 cm。清除堤壩灘地上的樹木、雜草，并挖除表面松散、腐化變質(zhì)、含有雜物的素填土及各類垃圾等，對(duì)于根部較大的植物根莖需要深挖。最小清基厚度不得低于30 cm，清基邊界比設(shè)計(jì)基面邊線大至少50 cm。②全面、精準(zhǔn)測(cè)量堤防斷面，對(duì)涉及的溝塘、涵管、道路、土堆等予以標(biāo)識(shí)，做好詳細(xì)記錄并附上相關(guān)圖片，以進(jìn)一步明確總體清基范圍，確保對(duì)專項(xiàng)清基方案做到了如指掌。③部分堤防加固段位置的表層松散土較多，需要全部清除；靠近坡腳臨水位置，植物根莖扎深交錯(cuò)，特別是蘆葦根纏繞，需要延伸清基深度0.50 m左右；沿線如果有溝塘需清除淤泥，并沿著設(shè)計(jì)邊線在距離約0.50～1.00 m位置開挖縱向排水溝，確保排水暢通，降低地下水位，保障堤防填筑質(zhì)量。④結(jié)合堤身填筑要求，對(duì)堤基范圍內(nèi)的坑、渠、溝、槽等進(jìn)行回填，并在填筑前使用振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)堤基進(jìn)行碾壓，碾壓次數(shù)應(yīng)不小于5遍。以上各個(gè)工序完成后，及時(shí)報(bào)驗(yàn)，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步施工。

2.3 填筑試驗(yàn)

合理選取典型的堤防段作為試驗(yàn)段，開展土料填筑碾壓作業(yè)，以便獲得更為可靠的施工參數(shù)，主要包括：鋪筑厚度、填料含水量、最大土塊直徑、碾壓工藝與方式、壓實(shí)次數(shù)。其中，填筑土料的最大干密度和最佳含水率作為兩項(xiàng)重要指標(biāo)，應(yīng)結(jié)合目測(cè)、手測(cè)等方式，配合試驗(yàn)予以確定。堤身填筑要分層進(jìn)行，鋪筑厚度為30～50 cm、土塊直徑不大于10 cm，大塊土料需人工搗碎。試驗(yàn)段完成后，要匯總分析各項(xiàng)試驗(yàn)資料，繪制填料干密度和壓實(shí)次數(shù)的關(guān)聯(lián)曲線，并結(jié)合施工實(shí)際形成分析報(bào)告，確定最優(yōu)碾壓參數(shù)，以指導(dǎo)后續(xù)填筑施工。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

堤防土方填筑的施工流程如圖1所示。

圖1 土方填筑施工流程圖

3.1 填筑要求

①水利堤防填筑施工中，需嚴(yán)格依循相關(guān)規(guī)范要求，如若遇到高低不平的地面，填筑時(shí)要從地勢(shì)較低向較高位置分層填筑。如若堤防橫斷面的坡度較大，則應(yīng)按要求削低坡度，實(shí)施分段作業(yè)時(shí)應(yīng)控制作業(yè)面長(zhǎng)度不小于100 m，人工作業(yè)的堤段可適當(dāng)減縮施工長(zhǎng)度。②在對(duì)水利堤防相鄰工段填筑時(shí)，應(yīng)保持平衡同步填筑上升。如若兩個(gè)工段之間存在高差，需設(shè)置斜坡面連接。若上層土料填筑前下層已填筑土料的表面過分干燥，要適當(dāng)灑水保持濕潤(rùn)，再利用光面碾對(duì)填筑土料予以壓實(shí)處理。③對(duì)于修筑在軟基上的堤防工程，或填料含水量偏高時(shí)，應(yīng)在施工時(shí)適當(dāng)控制填筑速度，并在地基、坡面處設(shè)置若干個(gè)沉降位移觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)觀測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步指導(dǎo)填筑作業(yè)。

3.2 填料選擇

①部分水利堤壩需取土回填，在開工前應(yīng)按照施組設(shè)計(jì)，對(duì)取土場(chǎng)位置、取土量、運(yùn)輸路線以及土料質(zhì)量等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察核查，保證土料來源充足、質(zhì)量?jī)?yōu)良、運(yùn)輸方便。②加強(qiáng)對(duì)取土場(chǎng)土料質(zhì)量的檢查，主要包括檢驗(yàn)土料的種類、粒徑是否符合規(guī)定，土料含水量、雜物含量是否達(dá)標(biāo)，土料干容重、摩擦角、滲透系數(shù)等指標(biāo)是否滿足要求。③根據(jù)土料的檢驗(yàn)結(jié)果，制定相應(yīng)的技術(shù)措施，以進(jìn)一步提高土料質(zhì)量。如果土料含水量過高，則需在填筑前進(jìn)行翻曬，或摻入一定比例的干土調(diào)勻；如果土料含水量過低，則需要灑水濕潤(rùn)并做好保濕。④在填筑土料前，還要做好碾壓試驗(yàn)，碾壓質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)干密度時(shí)，才可以進(jìn)行填筑。填筑要分段進(jìn)行，每段定好標(biāo)識(shí)，防止出現(xiàn)漏壓、欠壓、過壓的現(xiàn)象，對(duì)上下層的接縫位置，要注意錯(cuò)開一定距離。⑤如若土方填筑用土料在運(yùn)輸或卸料后，產(chǎn)生了顆粒分離的現(xiàn)象，則需要在卸料后，及時(shí)將土料拌和均勻，并根據(jù)碾壓試驗(yàn)結(jié)果，確定鋪筑厚度、土料直徑尺寸，對(duì)于水利堤防堤邊位置，可在設(shè)計(jì)邊線時(shí)適當(dāng)超填一定余量，其中，人工鋪料時(shí)約為10 cm，機(jī)械鋪料時(shí)約為30 cm。

3.3 填料鋪筑

①鋪筑土料時(shí)，要做好土料的質(zhì)量檢查，根據(jù)工程實(shí)際，優(yōu)化砂料指標(biāo)，提高透水效果。鋪料要充分?jǐn)嚢瑁_保沒有填筑空隙。在鋪筑過程中跟進(jìn)檢查，確保各項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)。②在鋪筑過程中，可以將鋪料從邊緣向前延伸擴(kuò)展，這樣既方便后續(xù)的鋪料操作，也可以防止過度碾壓引起的剪力破壞。③大面積填料鋪筑應(yīng)以機(jī)械為主、人工為輔，對(duì)于大型機(jī)械不能觸及的小面積區(qū)域，則以人工為主，完成精細(xì)料的鋪筑作業(yè)。鋪料時(shí)要安排監(jiān)理工程師、質(zhì)檢人員旁站，發(fā)現(xiàn)問題立即整改，作業(yè)完成并報(bào)驗(yàn)合格后再進(jìn)行下一步施工。④水利堤防填筑時(shí)，如若邊緣位置存在沒有壓實(shí)的情況，應(yīng)安排技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，嚴(yán)格控制好鋪筑厚度，進(jìn)而確保水利堤防填料的填筑質(zhì)量。

3.4 壓實(shí)施工

①壓路機(jī)行進(jìn)方向應(yīng)與堤防軸線方向平行，與平行堤軸線方向應(yīng)大于0.50 m，與縱向堤軸線方向大于3 m，采用碾磙進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)，應(yīng)按照進(jìn)退錯(cuò)距法（如圖2），保證兩次碾壓搭接的壓痕寬度至少為10 cm。②機(jī)械作業(yè)時(shí)需控制好行進(jìn)速度，平碾與振動(dòng)碾速度控制在2 km/h。對(duì)部分堤段不適合大型機(jī)械作業(yè)，或邊角位置大型機(jī)械無法觸及的區(qū)域，應(yīng)采用小型夯機(jī)人工輔助作業(yè)，夯實(shí)時(shí)采用連環(huán)套打、雙向套壓，且行壓行、夯壓夯均保持在1/3。③夯實(shí)需按照分段、分片進(jìn)行，搭壓寬度≥1/3。根據(jù)不同填料的碾壓要求，適當(dāng)灑水，以增加碾壓效果。其中，壓實(shí)砂礫料時(shí)灑水量約占填筑量的20%～40%；壓實(shí)中細(xì)砂時(shí)灑水量參考最優(yōu)含水量，平碾壓密壓實(shí)，具體碾壓參數(shù)要求詳見表1。④水利堤防涵閘較多，在與涵閘側(cè)墻或擋土墻距離較近時(shí)（距離不大于2 m），須采用人工手持蛙式打夯機(jī)輔助夯實(shí)。在夯實(shí)前要進(jìn)一步檢查，直徑不小于5 cm的土料要進(jìn)行破碎。土層鋪設(shè)厚度應(yīng)保持在20 cm，且誤差不得超過±5 cm，考慮到邊緣處的壓實(shí)效果，土料填筑寬度需不小于0.30 m。

表1 碾壓施工參數(shù)要求表

圖2 進(jìn)退錯(cuò)距法示意圖

3.5 接茬處理

3.5.1 與舊坡面的接茬處理

涉及新舊坡面的接茬位置，需將坡面挖成臺(tái)階狀，每層臺(tái)階高為0.80 m，寬不得小于2 m，最底部一層臺(tái)階寬不小于3 m（如圖3）。然后，對(duì)坡面進(jìn)行刨毛，控制好含水量后，再鋪筑新土料并按規(guī)定壓實(shí)。對(duì)于分段之間存在的高差，需要設(shè)置斜面連接，坡度小于1∶3，同時(shí)隨著作業(yè)面填筑上升削坡至合格層，削坡后需控制結(jié)合面土料的含水量，不能過高或者過低，刨毛、鋪土、壓實(shí)等工序同步進(jìn)行。

圖3 新舊坡面接茬處臺(tái)階處理圖

3.5.2 與建筑物的接茬處理

首先，填筑前將水工建筑表層乳皮、雜物、油污等清理干凈，如有外漏的桿件（如螺栓）需要割除，并將割除后殘留外露部分用水泥砂漿覆蓋；其次，填筑時(shí)應(yīng)先對(duì)建筑物表面噴濕，涂抹泥漿、鋪土、夯實(shí)等工序同步進(jìn)行，涂抹泥漿高度與鋪土厚度一致，厚度約3～5 mm，泥漿制備需嚴(yán)格控制質(zhì)量，使用粘土塑性指數(shù)IP大于17，濃度比約1∶2.50～1∶3.00，在泥漿未干固時(shí)盡快鋪土、夯實(shí)；最后，建筑物周圍填筑時(shí)，需保持同步上升，貼邊處手持打夯機(jī)均勻夯實(shí)，鋪土厚度控制在15～20 cm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)回填到一定位置后，需施工排水盲溝或構(gòu)筑物基礎(chǔ)再繼續(xù)回填。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

①建立健全質(zhì)量管控體系，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，完善初檢、復(fù)檢、抽檢和終檢等“四檢”機(jī)制，明確質(zhì)檢部門職責(zé)，設(shè)置專檢人員，構(gòu)建網(wǎng)格化質(zhì)量保證體系。參建各方須密切配合，落實(shí)SL260-98堤防行標(biāo)，每項(xiàng)工序都質(zhì)檢合格后，方可進(jìn)行下一步施工。②為有效確保水利堤防質(zhì)量，填筑作業(yè)參數(shù)應(yīng)與前期試驗(yàn)參數(shù)相匹配，現(xiàn)場(chǎng)填筑土料的含水量可用烘干法進(jìn)行檢測(cè)，以校準(zhǔn)干密度。現(xiàn)場(chǎng)干密度檢測(cè)采用環(huán)刀法，自上而下取樣直至壓實(shí)層最底層，同時(shí)測(cè)量壓實(shí)層厚度。③水利堤防填筑施工中，對(duì)于存在高低起伏的地面，應(yīng)按照水平分層從最低層往上逐步填筑，嚴(yán)禁順坡鋪填，填筑時(shí)要控制好鋪土厚度與土塊最大粒徑。其中，人工夯實(shí)部位每層小于20 cm、土塊最大粒徑小于5 cm，機(jī)械壓實(shí)后每層小于30 cm。每層壓實(shí)后要及時(shí)報(bào)驗(yàn)，合格后方可鋪筑上層土料。土料級(jí)配應(yīng)滿足如下要求：最大土塊粒徑小于8 cm，粒徑大于5 cm的顆粒占比應(yīng)小于5%，粒徑小于0.074 mm的含量應(yīng)不小于65%。④填筑時(shí)如果發(fā)現(xiàn)“彈簧土”，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，并制定專項(xiàng)處理方案。如果是輕微“彈簧土”，應(yīng)確保在處理后“彈簧”不再趨向嚴(yán)重變化即可；如果是較重“彈簧土”，要征得監(jiān)理方同意后挖除處理，再重新鋪設(shè)符合要求的土料，并重新履行報(bào)驗(yàn)手續(xù)。⑤堤防填筑施工前，要充分收集當(dāng)?shù)貧庀笏馁Y料，并和氣象部門保持聯(lián)系，適時(shí)掌握氣候變化，編制好施工專項(xiàng)方案和應(yīng)急預(yù)案，合理修訂施工計(jì)劃。如下雨前進(jìn)行土料碾壓要保證填筑表面光滑平整，防止雨水下滲、淤積；下雨后應(yīng)充分晾曬填筑作業(yè)面，并在檢驗(yàn)合格后才能繼續(xù)下一步作業(yè)；零度以下低溫施工時(shí)，壓實(shí)土料溫度應(yīng)大于－1℃，土料中不能含有冰雪塊、凍土塊等；遇大風(fēng)天氣，風(fēng)速大于10 m/s時(shí)嚴(yán)禁施工。⑥每層土料在壓實(shí)以后，均應(yīng)按照規(guī)定進(jìn)行取樣，做好土工試驗(yàn)，符合要求并取得監(jiān)理工程師同意后，再進(jìn)行下步工序。如天氣過于干旱，還要適當(dāng)灑水，含水率達(dá)標(biāo)后再進(jìn)入下步工序。

5 結(jié)語

堤防土方填筑工藝雖已較為成熟，但其涉及環(huán)節(jié)眾多，如若現(xiàn)場(chǎng)施工欠規(guī)范、相應(yīng)管控不到位，則會(huì)導(dǎo)致一系列質(zhì)量隱患或施工問題頻頻出現(xiàn)，以致影響到水利堤防的修筑質(zhì)量，因此，應(yīng)嚴(yán)抓緊控、規(guī)范施工、抓好細(xì)節(jié)、控好關(guān)鍵，以為堤防土方填筑質(zhì)量的有效確保奠定基礎(chǔ)。