官莊調(diào)蓄水池基礎換填及壩體填筑碾壓試驗探究

李國偉

（山西漳河水務有限公司山西長治046021）

1 工程概況

官莊調(diào)蓄水池位于長治市屯留區(qū)，采用復合防滲膜全庫盆防滲均質(zhì)土壩結(jié)構(gòu)，調(diào)蓄水池容積約14.3 萬m3，工程級別III 等。調(diào)蓄水池設計為半挖半填式，池底為長方形，長117 m，寬88 m，高程為944.50 m。池頂高程為954.50 m，池壁邊坡為1∶3，水池外部回填邊坡為1∶2，水池最高蓄水位953.50 m。試驗段選取0+000.000～0+100.000 段長100 m 范圍做三七灰土基礎換填及壩體填筑碾壓試驗。

2 試驗準備

首先對基礎換填灰土和壩體填筑土料取樣，進行實驗室內(nèi)擊實試驗，確定各自的最優(yōu)含水量和最大干密度；其次充分掌握試驗規(guī)范標準、合同文件技術(shù)條款及設計圖紙要求，對現(xiàn)場施工人員及技術(shù)人員進行試驗技術(shù)交底；最后檢查試驗儀器設備是否準備到位，精心組織試驗施工作業(yè)人員到位，保證試驗工作順利進行，確保獲得的實驗參數(shù)真實、準確，能夠作為控制指標控制施工質(zhì)量。

3 總體要求及施工流程

3.1 總體要求

填筑前將各種填料松鋪厚度和填料面積計算出來，并估算出本層填料需用量。其中三七灰土基礎換填土料選用現(xiàn)場開挖料，篩除樹枝、樹根等雜質(zhì)，土料最大粒徑在15 mm 以下，選用的消石灰要經(jīng)過充分消解，粒徑確保在5 mm 以下。三七灰土基礎換填和壩體填筑采用的壓實度檢測方法為環(huán)刀法，每次檢測壓實度時檢測頻率均要符合相關(guān)規(guī)范技術(shù)要求。

3.2 施工流程

三七灰土基礎處理施工流程為：三七灰土拌合→采用裝載機或挖機卸料→推土機攤鋪人工配合攤平→振動碾（25T）碾壓→試驗檢測。

壩體填筑施工流程為：采用裝載機或挖機卸料→推土機攤鋪人工配合攤平→振動碾（25T）碾壓→試驗檢測。

4 試驗過程控制要點

4.1 三七灰土基礎換填

1）土料及填料拌合

拌合三七灰土的體積比是消石灰為3、土為7，也就是所說的3∶7。拌合采用挖掘機或裝載機在回填區(qū)域外對配好的消石灰與土進行2 遍拌合，拌合過程中對含水率進行檢測調(diào)整，控制含水率始終保持在最優(yōu)含水率±3%范圍內(nèi)。

2）卸料整平

用挖掘機或裝載機卸料至施工作業(yè)面上，然后用推土機或平地機攤鋪，人工配合機械進行局部整平。攤鋪完成后用旋耕耙對三七灰土進行再次拌合，人工進行二次整平。虛鋪厚度控制在35 cm 左右。

3）碾壓

三七灰土基礎換填碾壓試驗選用的碾壓機械是LT320B 振動壓路機，操作程序應遵循先兩側(cè)碾壓后中間碾壓、先靜壓再振動后靜壓。碾壓要分三次進行，分別是初步壓實、復核壓實和最終壓實。初步壓實起穩(wěn)定混合料的作用，復核壓實時要進行弱振和強振，最終壓實時再靜壓一遍。試驗人員從復核壓實第二遍開始跟蹤檢測含水量、最大干密度、壓實度，然后按毎一遍進行跟蹤檢測直到達到標準。

4）試驗完成

試驗段施工完成后，首先由現(xiàn)場監(jiān)理工程師復核確認，再按照實際情況對使用的機械大小、數(shù)量、類型及運輸機械和運輸能力進行統(tǒng)計，結(jié)合相關(guān)試驗資料進行整理，得出LT320B 振動壓路機碾壓的最佳含水率及碾壓時含水率范圍、碾壓速度、壓實度、虛鋪厚度及碾壓遍數(shù)。編寫施工方案上報監(jiān)理部，經(jīng)批準后，進行三七灰土基礎換填施工。

4.2 壩體填筑

1）卸料整平

填筑料采用調(diào)蓄水池開挖料，挖掘機或裝載機運料卸料，然后用推土機或平地機攤鋪，人工配合機械進行局部整平。虛鋪厚度控制在35 cm 左右，壩體兩側(cè)鋪攤寬度分別大于設計寬度25 cm，作為修整壩體邊坡寬度。攤鋪前對土料含水率進行檢測，在攤鋪時進行調(diào)整，控制含水率始終保持在最優(yōu)含水率±3%范圍內(nèi)。

2）碾壓

壩體填筑施工碾壓試驗選用的碾壓機械是LT320B 振動壓路機，操作程序遵循先兩側(cè)碾壓后中間碾壓、先靜壓再振動后靜壓。碾壓要分三次進行，分別是初步壓實、復核壓實和最終壓實。初步壓實起穩(wěn)定混合料的作用，復核壓實時要進行弱振和強振，最終壓實時再靜壓一遍。試驗人員從復核壓實第二遍開始跟蹤檢測含水量、最大干密度、壓實度，然后按每一遍進行跟蹤檢測直到達到標準。

3）試驗完成

試驗段施工完成后，首先由現(xiàn)場監(jiān)理工程師復核確認，再按照實際情況對使用的機械大小、數(shù)量、類型及運輸機械和運輸能力進行統(tǒng)計，結(jié)合相關(guān)試驗資料進行整理，得出LT320B 振動壓路機碾壓的最佳含水率及碾壓時含水率范圍、碾壓速度、壓實度、虛鋪厚度及碾壓遍數(shù)。編寫施工方案上報監(jiān)理部，經(jīng)批準后，進行壩體填筑施工。

5 質(zhì)量安全及環(huán)境保證措施

5.1 質(zhì)量保證措施

試驗段施工時要嚴格按合同文件技術(shù)條款、設計文件、現(xiàn)行施工規(guī)范要求進行施工。在換填和填筑時，時刻注意填料的含水率的控制和壓實質(zhì)量的控制。為確保試驗參數(shù)的真實性、可靠性、實用性，試驗當中應準確、及時地記下每項指標參數(shù)的測定數(shù)據(jù)。

5.2 安全保證措施

設立安全專職人員現(xiàn)場旁站檢查，對檢查過程中發(fā)現(xiàn)的安全施工隱患要及時指出，要求糾正并整改消除；特別注意是在高邊坡下部施工時，派專業(yè)測量人員對邊坡穩(wěn)定情況進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)邊坡不穩(wěn)定時及時撤離施工機械和人員；所有進入現(xiàn)場的施工人員，都必須配備安全帽、手套、防塵口罩、防滑鞋等個人防護用品；在工地現(xiàn)場安全隱患部位設立安全警示標識牌，進口處設立安全宣傳欄；特種機械的操作人員應經(jīng)嚴格培訓且取得考核合格證后方可上崗，其他現(xiàn)場無證人員或非本機作業(yè)人員不能夠隨便上機操作。

5.3 環(huán)境保護措施

要盡可能地減少或降低施工過程中機械施設帶來的廢氣及廢水、揚灰或噪音等污染，并制定相應的措施；施工機械設備清洗和維修后的污水、廢油等有害物質(zhì)不得直接排放于河流、湖泊以及飲用水源附近的土地等區(qū)域，以防止污染附近的水源和土壤。

6 碾壓試驗成果分析

6.1 三七灰土碾壓試驗數(shù)據(jù)分析

振動壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度曲線見圖1。

圖1 振動壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度曲線圖

三七灰土在不同碾壓遍數(shù)下的沉降量見表1。

表1 三七灰土在不同碾壓遍數(shù)下的沉降量

從碾壓效果及取樣結(jié)果來看，虛鋪厚度35 cm時，LT320B 振動壓路機碾壓六遍就可以滿足設計要求的壓實度（不小于96%）。所以在本調(diào)蓄水池壩基3∶7 灰土換填時，振動碾碾壓六遍是較為理想的施工參數(shù)。

6.2 壩體填筑碾壓試驗數(shù)據(jù)分析

振動壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度曲線見圖2。

圖2 振動壓路機碾壓遍數(shù)與壓實度曲線圖

壩體填筑工料在不同碾壓遍數(shù)下的沉降量見表2。

表2 壩體填筑土料在不同碾壓遍數(shù)下的沉降量

從碾壓效果及取樣結(jié)果來看，虛鋪厚度35 cm 時，LT320B 振動壓路機碾壓六遍就可以滿足設計要求的壓實度（不小于96%）。所以在本調(diào)蓄水池壩體填筑時，振動碾碾壓六遍是較為理想的施工參數(shù)。

7 結(jié)論

通過本次試驗段施工試驗，一方面確定了合理的施工控制參數(shù)，如每層松鋪厚度及對應的含水量、機械碾壓遍數(shù)，總結(jié)出本調(diào)蓄水池工程基礎換填和壩體填筑工程合理的施工組織安排和機械設備的配置數(shù)量，指導全面壩體土方填筑施工并達到壓實技術(shù)質(zhì)量標準，為后續(xù)施工提供依據(jù)；另一方面也達到了檢驗所選用的壓實機械的經(jīng)濟性、適用性及其性能的可靠性的目的?，F(xiàn)本調(diào)蓄水池工程已經(jīng)安全穩(wěn)定運行3年，建筑物未發(fā)生超過規(guī)范要求的變形，可見試驗階段確定的施工控制參數(shù)是合理的，施工階段施工質(zhì)量的控制是有效的。