庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)斜坡碼頭高填方施工質(zhì)量控制

孔春杰++楊旭杰++陳昌斌

摘 要：在結(jié)合工程實(shí)際的前提下，分析了影響庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)斜坡碼頭高填方施工回填質(zhì)量的主要原因并制定了相應(yīng)的對(duì)策，采用沖擊壓實(shí)的方案，取得了良好的效果，為同類工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：碼頭 高填方 沖擊壓實(shí) 質(zhì)量

富寧港6.86萬(wàn)m2的陸域平臺(tái)中有3萬(wàn)m2需要回填形成，土石方回填方量高達(dá)94萬(wàn)m3，庫(kù)區(qū)變動(dòng)回水區(qū)斜坡碼頭最高回填高度48.20m，死水位（203.00m）以下最高回填高度11.2m。

高回填（含水下）壓實(shí)質(zhì)量的好壞將直接影響到陸域的沉降變形和穩(wěn)定性，碼頭既是高回填同時(shí)大部分又處水位周期性大幅變動(dòng)的復(fù)雜外部環(huán)境下，目前對(duì)在水位周期性變動(dòng)下的大面積高回填質(zhì)量控制還沒(méi)有成熟的理論和可靠的經(jīng)驗(yàn)。如何控制高填方壓實(shí)度以及水位變動(dòng)對(duì)回填造成的不利影響，減小累計(jì)沉降是整個(gè)工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，工程確定了沖擊壓實(shí)的方案。

沖擊壓實(shí)原理

沖擊壓實(shí)是利用工作裝置的勢(shì)能與動(dòng)能相互間瞬時(shí)的轉(zhuǎn)化而工作的，常見(jiàn)的沖擊壓實(shí)設(shè)備主要是具有多邊形滾輪的沖擊壓實(shí)機(jī)，其滾輪多為三邊形、四邊形或五邊形。

沖擊壓實(shí)同時(shí)具有靜力、揉搓、振夯、沖擊等壓實(shí)作用，具有低頻高幅的特點(diǎn)，其連續(xù)、快速的低頻大振幅沖擊能量較高，壓實(shí)深度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的振動(dòng)壓路機(jī)；雖然加固深度不及強(qiáng)夯，但其可實(shí)現(xiàn)連續(xù)沖擊且不易破壞土體結(jié)構(gòu)，施工效率較強(qiáng)夯高，成本更低。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，確定機(jī)具

碾壓試驗(yàn)以開(kāi)山石回填和塊石回填分別進(jìn)行，試驗(yàn)場(chǎng)地選擇在客運(yùn)泊位地勢(shì)相對(duì)平坦的地方，利用水準(zhǔn)儀配合機(jī)械找平，并將基層碾壓密實(shí)，確保試驗(yàn)地段基層平整密實(shí)，用SD16推土機(jī)鋪料，厚度選定設(shè)計(jì)厚度（每層≤50cm），通過(guò)選用不同的碾壓機(jī)具、行走速度、行走方式、是否激振分塊進(jìn)行試驗(yàn)，分別記錄各類實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)完畢后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，最終選定施工機(jī)具和各項(xiàng)參數(shù)，作為施工過(guò)程工藝控制參數(shù)。試驗(yàn)中分別選用了YZT180GD拖式壓路機(jī)和XS202J輪式壓路機(jī)兩類碾壓機(jī)具進(jìn)行試驗(yàn)，各測(cè)區(qū)按設(shè)定碾壓遍數(shù)碾壓完畢后，分別觀測(cè)壓實(shí)表面狀況，采測(cè)各點(diǎn)高程和各區(qū)壓實(shí)度。

結(jié)論：通過(guò)表面狀況觀測(cè)和沉降量、壓實(shí)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定施工參數(shù)為：鋪料厚度50cm，開(kāi)啟振動(dòng)碾壓遍數(shù)6遍，行車速度控制在2-2.5km/h、輪間搭接寬度為20cm。

結(jié)論：通過(guò)表面狀況觀測(cè)和沉降量、壓實(shí)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定施工參數(shù)為：鋪料厚度50cm，開(kāi)啟振動(dòng)碾壓遍數(shù)7遍，行車速度控制在2-2.5km/h、輪間搭接寬度為20cm。

結(jié)合試驗(yàn)，選擇了YZT180GD拖式?jīng)_擊壓路機(jī)作為施工機(jī)具。

結(jié)合地質(zhì)條件，嚴(yán)格控制填料的質(zhì)量

富寧港港區(qū)特殊水文、地質(zhì)和地形條件，同時(shí)擬建港區(qū)地表巖石風(fēng)化嚴(yán)重，巖石裂隙發(fā)育，部分石料遇水容易軟化。在施工過(guò)程中將開(kāi)挖區(qū)表面的覆蓋層、風(fēng)化的石料清除，將下部未風(fēng)化且遇水不軟化的石料爆破開(kāi)挖用于水下拋填。在開(kāi)挖過(guò)程中加密抽檢頻率（實(shí)際抽檢密度為5000m3/次，規(guī)范規(guī)定為10000m3/次）。同時(shí)在開(kāi)挖過(guò)程中密切注意巖石的變化，一旦發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖的石料有變化，要及時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)，在確保石料滿足設(shè)計(jì)要求的前提下方可用于回填。

嚴(yán)格控制變動(dòng)水位下塊石回填料的含泥量，以確保填料不被水帶走，出現(xiàn)架空現(xiàn)象。含泥量的控制主要在開(kāi)挖區(qū)，爆破開(kāi)挖之前將覆蓋層全部清除干凈，對(duì)于節(jié)理、裂隙處部位，在開(kāi)挖之后利用機(jī)械進(jìn)行選料。

開(kāi)山石回填的填料含水率直接影響到回填質(zhì)量?；靥钍┕で?，進(jìn)行土樣分析，通過(guò)土工擊實(shí)試驗(yàn)得到開(kāi)山石填料的最佳含水率為9.5%。施工時(shí)，由工地試驗(yàn)室檢測(cè)人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)填料的含水率跟蹤檢測(cè)，晴天遇含水偏少則采取灑水等加濕措施，使含水率達(dá)到或接近最佳含水率，雨后繼續(xù)施工前對(duì)填料進(jìn)行適當(dāng)晾曬，以降低填料的含水率，保證開(kāi)山石回填的壓實(shí)質(zhì)量。

運(yùn)用多種質(zhì)量檢測(cè)方法，確保壓實(shí)度檢測(cè)準(zhǔn)確

填筑體壓實(shí)質(zhì)量的控制通常采用干密度（或壓實(shí)度）這一指標(biāo)。壓實(shí)度的測(cè)定方法對(duì)于細(xì)粒土，通常采用環(huán)刀法或灌砂法。對(duì)于土石混填、粗粒式壓實(shí)度的測(cè)定，為保證測(cè)試精度，需要大直徑筒徑的灌砂法，這樣開(kāi)挖試坑尺寸大，開(kāi)挖料多，費(fèi)工時(shí)，干密度的測(cè)定精度以由于大粒徑的存在而受到影響，且灌砂法僅僅檢測(cè)的是所在點(diǎn)位置的壓實(shí)度，存在一定的局限性。

本工程回填面積大，回填分區(qū)明確，臨水面10m為塊石回填，其余為開(kāi)山石回填。為了控制好回填施工質(zhì)量，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目部多次討論，決定采用灌水法和灌沙法分別對(duì)塊石回填和開(kāi)山石回填進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)的同時(shí)，采用碾壓遍數(shù)和沉降率兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行輔助控制。

在碾壓試驗(yàn)確定碾壓機(jī)具和施工工藝參數(shù)時(shí)，同時(shí)測(cè)定了開(kāi)山石和塊石回填與碾壓遍數(shù)對(duì)應(yīng)的干密度、沉降量變化值，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3：

通過(guò)上表可以看出，隨著碾壓遍數(shù)的增加，填筑體干密度隨之增加，但增長(zhǎng)幅度隨碾壓遍數(shù)的增加而降低。上述數(shù)據(jù)顯示：開(kāi)山石回填要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（測(cè)定最大干密度為2.07g/cm3，壓實(shí)度≥90%），需要振動(dòng)碾壓7遍，沉降率控制在15%—16%。塊石回填要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需要振動(dòng)碾壓6遍，沉降率控制在13%—14%。施工現(xiàn)場(chǎng)利用水準(zhǔn)儀控制層厚和壓實(shí)沉降量。

做好后續(xù)觀測(cè)，進(jìn)行沉降觀測(cè)分析

有高回填就必然有沉降，沉降作為填方施工不可避免的問(wèn)題，對(duì)沉降進(jìn)行有效的控制是整個(gè)回填質(zhì)量控制的重點(diǎn)，通常的回填沉降在最初幾個(gè)月是相對(duì)較大，隨著時(shí)間的推移回填沉降將會(huì)減慢直至完全固結(jié)。但是該工程處于復(fù)雜水文條件下（高水位浸泡、水位驟降等）部分處于死水位以下、部分處于水位周期變動(dòng)區(qū)域、部分處于正常蓄水位以上?；靥顣r(shí)死水位以下采用拋填施工，死水位以上采用分層回填、碾壓施工。

通過(guò)在碼頭回填區(qū)域以外的地方建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)，并按照規(guī)定埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，確保水準(zhǔn)點(diǎn)自身不產(chǎn)生沉降。分別在203.00m、213.00m、223.00m、233.00m四級(jí)馬道設(shè)點(diǎn)定期進(jìn)行沉降觀測(cè)。通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，畫出213.00m馬道的荷載、時(shí)間、沉降曲線圖（如圖1）：

通過(guò)曲線圖大致可以得出以下結(jié)論，隨著時(shí)間和回填荷載的增加，下部的沉降呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在填筑過(guò)程中增長(zhǎng)迅速。但是沉降到一定的時(shí)間后就趨于平穩(wěn)，累計(jì)沉降沒(méi)有太大的變化，在水庫(kù)水位上漲過(guò)程中，被水淹沒(méi)區(qū)域初期沉降速度又會(huì)加快，但沉降速率沒(méi)有開(kāi)始回填得那么快。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述各項(xiàng)措施的認(rèn)真落實(shí)，尤其采用沖擊壓實(shí)的方法使回填質(zhì)量得到了有效控制。不但節(jié)約了施工費(fèi)用，同時(shí)縮短了施工工期，整個(gè)回填工作較施工計(jì)劃提前了30天，取得了良好的效果，并為同類工程積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。

（作者單位：長(zhǎng)江重慶航道工程局）