土方填筑碾壓施工技術(shù)在嫩江堤防工程中的應(yīng)用

呂維娟

摘 要：拉海堤防工程是嫩江應(yīng)急度汛工程中的一部分，在拉海堤防土方填筑施工過(guò)程中，土方碾壓施工參數(shù)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定的。主要包括：鋪土方式、鋪土厚度、碾壓機(jī)械的選擇與組合，碾壓遍數(shù)、碾壓方法、最佳含水率等。確定合理的碾壓參數(shù)是保證填筑施工質(zhì)量，加快工程進(jìn)度的有效保障。本文結(jié)合嫩江堤防工程實(shí)例闡述了土方填筑碾壓施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程，為類似工程提供了參考。

關(guān)鍵詞：堤防工程；填筑；試驗(yàn)；碾壓遍數(shù)；最佳含水率

中圖分類號(hào)：TV52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 工程概況

黑龍江省嫩江干流為松花江的北源，發(fā)源于大興安嶺伊勒呼里山，本工程的主要任務(wù)是對(duì)嫩江干流堤防洪水期間出現(xiàn)水毀及險(xiǎn)情較嚴(yán)重的嫩江縣鎮(zhèn)郊堤、訥河縣二克淺堤和團(tuán)結(jié)堤、泰來(lái)縣阿拉新堤、大山種羊場(chǎng)大山堤、杜蒙縣拉海堤和綽六堤堤防進(jìn)行水毀修復(fù)，以滿足下一年度的度汛要求。

黑龍江省嫩江干流堤防59.936km水毀段堤防修復(fù)：嫩江縣護(hù)岸、訥河縣二克淺堤0.6km和團(tuán)結(jié)堤2.481km、泰來(lái)縣阿拉新堤13.535km、大山種羊場(chǎng)大山堤11.92km、杜蒙縣拉海堤15.6km和綽六堤15.8km堤防的土方填筑和護(hù)坡。

按照工期要求，拉海堤防筑堤土方量為140萬(wàn)m3 ，在工期緊、任務(wù)重的情況下，如何通過(guò)合理安排施工計(jì)劃，選擇可靠、有效的施工方案來(lái)保質(zhì)、保量地完成施工任務(wù)，成為項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)關(guān)注的重點(diǎn)。拉海堤身為混合堤，填土土質(zhì)一般，巖性判別為粉土質(zhì)砂、低液限黏土、含細(xì)粒土質(zhì)砂，針對(duì)這樣的土質(zhì)，在筑堤施工時(shí)選擇科學(xué)合理的施工參數(shù)顯得尤為重要。

2 土方填筑碾壓試驗(yàn)段施工

2.1 土方碾壓的重要意義

堤防工程質(zhì)量直接關(guān)系到嫩江防洪工作的好壞，土料填筑壓實(shí)質(zhì)量是鞏固防洪工程的關(guān)鍵。填土材料自身的穩(wěn)定性取決于土顆粒之間的摩擦力和凝聚力，而這些特性都與土的密實(shí)性有關(guān)系，也就是土的壓實(shí)程度。土料越密實(shí)，堤防工程的穩(wěn)定性和抗?jié)B性能越好。

2.2 試驗(yàn)段施工前的準(zhǔn)備工作

施工前首先要對(duì)項(xiàng)目周圍土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查取樣，然后進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)得到填筑堤防土料的最大干密度和最佳含水率。最大干密度和最佳含水率的確定通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀法，將待測(cè)土樣分成5份，按照預(yù)計(jì)的含水率進(jìn)行燜料，制的不同含水率試樣，使試樣含水率呈2%遞增。在相同擊實(shí)工作用下，計(jì)算出試驗(yàn)后試樣的干密度，并測(cè)出含水率。根據(jù)測(cè)的5組不同數(shù)據(jù)繪制含水率——干密度關(guān)系曲線圖，得到一條左緩右陡的拋物線，拋物線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫縱坐標(biāo)分別就是我們所要求的最佳含水率和最大干密度。同時(shí)土料的顆粒組成情況也直接影響著堤防施工的壓實(shí)質(zhì)量，級(jí)配良好的土料更容易達(dá)到工程所要求的壓實(shí)度。含水率大小也對(duì)壓實(shí)度影響較明顯，當(dāng)壓實(shí)功一定時(shí)，如果含水率偏小，土粒間結(jié)合水膜較薄，土體壓實(shí)困難，含水率偏高，孔隙中多余的水分又會(huì)封閉部分空氣，壓實(shí)效果反而會(huì)下降。所以處于最佳含水率左右的土粒最容易壓實(shí)。本工程在拉海堤樁號(hào)為0+000-0+100處取100m長(zhǎng)度作為填筑碾壓試驗(yàn)段落。首先用推土機(jī)清除路基表層雜質(zhì)、樹(shù)根等，為試驗(yàn)段開(kāi)始做好準(zhǔn)備。

2.3 明確試驗(yàn)段施工的目的

通過(guò)碾壓試驗(yàn)過(guò)程，找到能夠滿足設(shè)計(jì)要求密實(shí)度的施工參數(shù)，主要包括鋪土方式、鋪土厚度、碾壓機(jī)械規(guī)格、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)方式等。試驗(yàn)依據(jù)主要是根據(jù)《堤防工程施工技術(shù)規(guī)范》和《土工試驗(yàn)規(guī)程》以及嫩江應(yīng)急度汛工程設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)要求。

2.4 土方填筑壓實(shí)試驗(yàn)過(guò)程

填筑體應(yīng)分層回填，分層碾壓，回填材料為砂性土，壓實(shí)度不得小于設(shè)計(jì)及圖紙要求?，F(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備有160推土機(jī)兩臺(tái)，PC300（15m3 ），挖掘機(jī)1臺(tái)，5m3 輪式裝載機(jī)1臺(tái)，灑水車1臺(tái)，自卸車兩臺(tái)；測(cè)量?jī)x器有DTM532C、DSZ2水準(zhǔn)儀等；試驗(yàn)檢測(cè)儀器有電子秤、環(huán)刀等。碾壓方式采用后退法和錯(cuò)距法碾壓，碾壓層次布置分為兩層，用履帶式推土機(jī)分別對(duì)松鋪厚度為25cm、30cm、35cm的土層進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，根據(jù)壓實(shí)后的檢測(cè)結(jié)果選擇最佳鋪筑厚度。再通過(guò)不同的碾壓遍數(shù)所碾壓的壓實(shí)度數(shù)值來(lái)確定既能滿足設(shè)計(jì)要求，又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理原則的碾壓遍數(shù)。

2.4.1 碾壓試驗(yàn)基本工序

（1）填筑前在有效碾壓場(chǎng)范圍內(nèi)整平場(chǎng)地，選好沉降觀測(cè)點(diǎn)，準(zhǔn)確標(biāo)示出控制高程來(lái)控制虛鋪厚度。

（2）自卸車卸料采用后退法，自卸車一車一點(diǎn)卸料，呈梅花形布料。

（3）采用推土機(jī)推平至計(jì)劃虛鋪厚度及大致整平，必要時(shí)可以用人工耙平。

（4）按計(jì)劃和規(guī)定的操作要求，進(jìn)行碾壓，采用前進(jìn)后退碾壓作業(yè)，錯(cuò)位前進(jìn)法，碾壓軌跡重疊量控制在50cm左右，行車速度不得大于2km/h。

（5）直至達(dá)到規(guī)定的碾壓遍數(shù)，然后進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)試驗(yàn)。

（6）環(huán)刀取樣測(cè)定試坑干密度，對(duì)挖出的土料測(cè)定含水率。

（7）測(cè)定壓實(shí)后土層厚度，目測(cè)壓實(shí)土層底部是否有虛土，上層與下層結(jié)合是否良好，例如有無(wú)光面，是否發(fā)生剪力破壞等。

（8）測(cè)量壓實(shí)后沉降點(diǎn)高程，與碾壓前對(duì)應(yīng)點(diǎn)高程相對(duì)比，兩者之差就是碾壓沉陷值。

（9）碾壓完成后，需對(duì)填筑層表面進(jìn)行刨毛作業(yè)，以保證上下兩層之間良好結(jié)合。刨毛采用反鏟履帶在壓好的填筑層面上反復(fù)行走，進(jìn)行刨毛。對(duì)處于運(yùn)輸線路上的填筑面，要及時(shí)清理運(yùn)輸過(guò)程散落的土塊、雜物等，車輛行駛、人為踩踏等原因形成的光面在填筑前也要徹底清除，并進(jìn)行灑水濕潤(rùn)。

（10）試驗(yàn)后用原材料將試坑進(jìn)行回填處理，分層填入后分層碾壓密實(shí)。

2.5 碾壓過(guò)程檢測(cè)

2.5.1 含水率檢測(cè)

碾壓前首先要對(duì)填土的含水率進(jìn)行檢測(cè)，含水率應(yīng)控制在最佳含水率±2%范圍以內(nèi)。如果含水率偏低需進(jìn)行灑水，含水率過(guò)高則應(yīng)進(jìn)行晾曬。

2.5.2 鋪層厚度與碾壓沉降測(cè)量

在鋪料前首先用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行基層標(biāo)高量測(cè)，鋪料后再測(cè)量土料頂面標(biāo)高，就可以計(jì)算出鋪料厚度。測(cè)點(diǎn)間距布置宜為平行碾壓方向?yàn)?m，垂直碾壓方向?yàn)?m。土料鋪層厚度誤差應(yīng)控制在5%以內(nèi)。以后每碾壓兩遍測(cè)量一次頂面標(biāo)高，求出碾壓沉降量，精度為1mm。

2.5.3 干密度和含水率檢測(cè)

最終碾壓完畢后要對(duì)土層進(jìn)行壓實(shí)度的檢測(cè)?？刹捎铆h(huán)刀法進(jìn)行，取樣數(shù)量不少于12個(gè)，來(lái)測(cè)定壓實(shí)后的土層干密度。用環(huán)刀內(nèi)的土樣測(cè)出此時(shí)的含水率。

2.5.4 上下層之間結(jié)合檢測(cè)

層間結(jié)合情況檢測(cè)可以在測(cè)定壓實(shí)層厚度時(shí)同步進(jìn)行，觀察壓實(shí)土層底部是否有浮土，有無(wú)光面，是否發(fā)生剪力破壞現(xiàn)場(chǎng)等。

2.6 對(duì)碾壓數(shù)據(jù)成果進(jìn)行總結(jié)整理

在試驗(yàn)過(guò)程中要做好各厚度土層以及各碾壓遍數(shù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)最終碾壓結(jié)果測(cè)的數(shù)據(jù)來(lái)選擇配套的機(jī)械設(shè)備組合，經(jīng)濟(jì)合理的碾壓遍數(shù)以及松鋪層厚度等，形成試驗(yàn)段總結(jié)報(bào)告，報(bào)監(jiān)理及業(yè)主方進(jìn)行審批后，方能作為后期施工的控制依據(jù)，指導(dǎo)本工程大面積土方填筑施工。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述填筑碾壓試驗(yàn)得到最后的施工參數(shù)為：鋪土厚度為25cm，碾壓機(jī)械選擇履帶式推土機(jī)，碾壓遍數(shù)不少于8遍。通過(guò)合理的參數(shù)試驗(yàn)，既加快了施工進(jìn)行，提高了施工效率，又保證了工程的質(zhì)量，使得拉海堤防工程能夠按期完成，工程順利竣工，得到了各方好評(píng)，并保證了嫩江流域汛期的安全。

參考文獻(xiàn)

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