土方碾壓試驗(yàn)在文安縣城防洪圈工程中的應(yīng)用

鄒中田

摘 要：堤防填筑中需要回填大量的土方，土方填筑的質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵，為了檢驗(yàn)壓實(shí)機(jī)械能否滿足施工要求，確定合理的施工參數(shù)，結(jié)合文安縣城防洪圈工程第五標(biāo)段堤防填筑碾壓試驗(yàn)實(shí)例，對(duì)碾壓試驗(yàn)的場(chǎng)地布置、試驗(yàn)工藝等進(jìn)行了介紹，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的壓實(shí)度進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出符合設(shè)計(jì)要求的碾壓工藝和施工參數(shù)，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：碾壓試驗(yàn)；壓實(shí)度；填筑；含水率；干密度

Abstract: embankment filling in earthwork backfill of earth, the quality control is the key, in order to test compaction machine can meet the construction requirements, determine the reasonable construction parameters, combined the county city flood area project bid fifth of embankment filling and rolling test of roller compaction test, the venue layout, test process were introduced, the test process of compaction test, and the testing data are analyzed, that comply with the design requirements of the rolling process and construction parameters, provides the reference for the similar construction.

Key words: test; degree of compaction; filling; water content; dry density

中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：

引言

為確保施工質(zhì)量、施工進(jìn)度和施工效益，按照規(guī)范及設(shè)計(jì)文件要求，堤防填筑前需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)以確定經(jīng)濟(jì)合理鋪土厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)，施工方法和技術(shù)措施。碾壓試驗(yàn)是土方施工中一項(xiàng)重要的技術(shù)措施, 其成果將直接用于指導(dǎo)工程施工，作為指導(dǎo)施工作業(yè)和制定施工進(jìn)度的依據(jù)。因此必須做到:試驗(yàn)用料具有代表性，試驗(yàn)過(guò)程中的施工工藝與實(shí)際施工工藝保持一致。只有把以上幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)抓好,才能取得較好的試驗(yàn)成果,從而為工程施工提供科學(xué)依據(jù)。

一、工程概況

文安縣城防洪圈工程重點(diǎn)解文安縣城的防洪安全并解決周邊村鎮(zhèn)的避險(xiǎn)問(wèn)題，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展，主要任務(wù)是蓄滯洪區(qū)內(nèi)的安全區(qū)城鎮(zhèn)防洪建設(shè)。防護(hù)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，主要內(nèi)容包括圍堤工程、排水工程和交通工程。新建防洪堤長(zhǎng)29.288公里，包括北圍堤9.44公里、西圍堤8.425公里、南圍堤11.423公里，防洪總面積79.5平方公里［1］。

工程共分六個(gè)標(biāo)段，其中第五標(biāo)段施工樁號(hào)為18+027～25+356，全長(zhǎng)7329m，堤防填筑土方41萬(wàn)m3，回填土料為粉狀土，土料最大干密度為1.76g/cm3，最優(yōu)含水率14.4%，設(shè)計(jì)壓實(shí)度0.92。

二、碾壓試驗(yàn)

1、碾壓試驗(yàn)的目的

（1）校核設(shè)計(jì)確定的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，核實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的合理性。（2）檢查壓實(shí)機(jī)械性能是否滿足施工要求，選擇合適的施工機(jī)具。

（3）確定經(jīng)濟(jì)合理的施工方法和各種施工技術(shù)控制參數(shù)。

（4）確定有關(guān)質(zhì)量控制的技術(shù)要求和檢測(cè)方法。

2、碾壓機(jī)械選擇

該標(biāo)段填筑工程量大，施工強(qiáng)度高，工作面寬，根據(jù)這些特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備情況，碾壓試驗(yàn)與實(shí)際施工采用完全相同的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，以確保碾壓試驗(yàn)成果的可行性。

料場(chǎng)裝料采用1.2m3型挖掘機(jī),土料運(yùn)輸采用15t自卸汽車；填土平整采用TS-160 EⅡ型推土機(jī)，自重18.27t；碾壓采用SR20M/P型振動(dòng)平碾，自重20t，激振動(dòng)力375kN，振動(dòng)頻率28～32Hz，振動(dòng)輪尺寸為 1752×2140mm。邊角壓實(shí)采用2.8kW蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。

3、碾壓試驗(yàn)的布置

試驗(yàn)場(chǎng)地選擇在樁號(hào)25+200～25+110堤基已驗(yàn)收合格的填筑區(qū)域。長(zhǎng)邊沿堤防軸線方向布置長(zhǎng)90m，寬6 m，然后將此場(chǎng)地沿著堤軸線方向分成6×30m2三個(gè)區(qū)，并用帶有標(biāo)志的竹桿標(biāo)出，試驗(yàn)參數(shù)的確定根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合振動(dòng)碾的壓實(shí)特性，三個(gè)區(qū)的鋪土厚度分別為30cm、40 cm、50cm。試驗(yàn)場(chǎng)地的布置如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置圖

4、碾壓試驗(yàn)方法

碾壓試驗(yàn)采用與實(shí)際施工方法完全相同的方法進(jìn)行。鋪土前對(duì)堤基適當(dāng)灑水濕潤(rùn)，使基礎(chǔ)表面與土料有良好的結(jié)合面。其工序?yàn)椋貉b土 、運(yùn)土、卸土、平整、碾壓、檢測(cè)等。具體試驗(yàn)方法如下：

根據(jù)碾壓機(jī)械的性能和填筑土料情況及施工技術(shù)要求，鋪土厚度選擇30cm，40cm，50cm三種鋪土厚度做試驗(yàn)。鋪土厚度用水準(zhǔn)儀布方格網(wǎng)（2×2）進(jìn)行控制，方格網(wǎng)用灰線灑出。

鋪土前測(cè)出鋪土基礎(chǔ)高程斷面（每10m測(cè)一段面），鋪土攤平后在同一斷面上檢測(cè)鋪土厚度。在相同鋪土厚度的鋪土面上平行堤軸線方向依次作1遍、2遍、3遍、4遍碾壓試驗(yàn)。

自卸汽車卸料采用后退法。振動(dòng)碾壓實(shí)采用平行于堤軸線的進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓。推土機(jī)整平后，掁動(dòng)碾首先在鋪土面上靜壓一遍，而后強(qiáng)震，掁動(dòng)碾平行于堤軸線行走，一進(jìn)一回為一遍計(jì)算。為避免漏振、過(guò)振，振動(dòng)碾壓實(shí)采用平行堤軸線的進(jìn)退錯(cuò)距法，錯(cuò)距寬度b（米）按下式計(jì)算，碾壓行車速度為一檔車速（行車速度在2km/h以內(nèi)）。

b=B/n ，B—碾滾凈寬，n—設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)

碾壓完畢碾壓結(jié)束后，用水準(zhǔn)儀測(cè)量碾壓后高程，做好記錄，并計(jì)算沉降量。測(cè)定壓實(shí)后的土層厚度，并觀察壓實(shí)土層有無(wú)異?，F(xiàn)象，如剪切破壞、彈簧土、裂縫、表層松土等發(fā)生；底部有無(wú)虛土層，并作詳細(xì)記錄。每次試驗(yàn)按預(yù)定計(jì)劃、規(guī)定的操作要求，碾壓至實(shí)驗(yàn)要求遍數(shù)后，在碾壓面上用核子密度儀檢測(cè)壓實(shí)干密度。

三、質(zhì)量檢驗(yàn)

土料壓實(shí)度采用核子密度儀檢測(cè)，取樣檢測(cè)操作方法嚴(yán)格按操作規(guī)范要求。

不同碾壓遍數(shù)結(jié)束后，首先對(duì)碾壓面進(jìn)行觀察檢查。觀察碾壓后有無(wú)異?，F(xiàn)象（剪切破壞、彈簧土、裂紋、表層松土等）出現(xiàn)。而后，對(duì)不同碾壓遍數(shù)進(jìn)行干密度檢測(cè)，并檢查層間結(jié)合情況是否良好。每一區(qū)每一遍取樣3個(gè)，共取樣36個(gè)。

四、碾壓試驗(yàn)過(guò)程觀測(cè)及成果整理

1、碾壓試驗(yàn)過(guò)程觀測(cè)

碾壓1遍：表面有裂痕、輪跡明顯；土層下部有架空現(xiàn)象。

碾壓2遍：表面平整；有輕微輪跡，土層下部未發(fā)現(xiàn)架空、層間剪切現(xiàn)象。

碾壓3遍：表面平整光滑；土層下部未發(fā)現(xiàn)架空、層間剪切現(xiàn)象。

碾壓4遍：表面出現(xiàn)嚴(yán)重剪切現(xiàn)象。

2、碾壓試驗(yàn)成果

根據(jù)試驗(yàn)資料進(jìn)行整理匯總計(jì)算出同一碾壓遍數(shù)平均干密度值、平均壓實(shí)度及平均厚度值，見(jiàn)表1成果匯總表；并繪出碾壓遍數(shù)與干密度曲線變化圖，見(jiàn)圖2干密度曲線圖。

表1成果匯總表

圖2干密度曲線圖

五、結(jié)論及建議

1、通過(guò)對(duì)碾壓試驗(yàn)過(guò)程觀測(cè)和對(duì)試驗(yàn)成果的分析，可以得出回填土料符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)合理可行。

2、鋪土厚度不大于50cm ，20tSR20M/P型振動(dòng)平碾其性能滿足工程施工需要。

3、經(jīng)過(guò)對(duì)三種厚度試驗(yàn)比較分析，認(rèn)為鋪土厚度40 cm比較經(jīng)濟(jì)合理，雖然鋪土50 cm碾壓4遍也能達(dá)到0.92，但一旦含水量等發(fā)生變化就影響其指示的達(dá)到，還需灑水或增加碾壓遍數(shù)等措施，費(fèi)用會(huì)相應(yīng)增高。

4、卸料和碾壓方式及行駛速度能滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，首先靜壓一遍，再振壓三遍，采用大頻率振動(dòng)壓實(shí)。

5、從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，土含水量的控制對(duì)壓實(shí)質(zhì)量影響很大，含水量低的部位，壓實(shí)度普遍偏低，建議填筑中要嚴(yán)格控制填料的含水量，對(duì)含水量低的土料在壓實(shí)前進(jìn)行處理，鋪土前先對(duì)基面適當(dāng)灑水。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。