堤防工程施工砂礫料質量控制分析工學論文

堤防工程施工砂礫料質量控制分析工學論文

　　摘要:砂礫料填筑是施工控制過程中的關鍵，針對這種材料的特點，在施工過程中各施工環節，如采料、卸料、攤鋪、灑水、碾壓、干密度檢測等都須采取與之相適應的質量控制方法，使填筑質量達到設計要求。

　　關鍵詞:砂礫料；堤身填筑；質量控制

　　一、前言

　　砂礫料填筑是施工控制過程中的關鍵，料場復查、開采運輸、填筑碾壓等工序完成的情況，將直接影響到整體工程的施工進度、工程質量和經濟效益。

　　以某工程為例，該工程為Ⅲ等工程，防洪堤為2級堤防。防洪標準按50年一遇洪水設計。填筑材料就地取材，開挖人工湖的砂礫料填筑堤身，大堤迎水面邊坡上段1：5，下段1：3。堤身采用河床砂礫料填筑，壓實標準采用相對密度（Dr）控制，設計要求Dr為0.73。

　　二、砂礫料填筑要求

　　砂礫料用于堤身填筑部位，設計要求具有良好級配、砂礫料的最大粒徑不得超過150mm，含砂量（粒徑<2mm）不得超過總重量的40%。壓實標準采用相對密度（Dr）控制，設計要求Dr≥0.73。

　　經現場勘查、取樣，依據SL237-1999《土工試驗規程》，對砂礫料試樣進行相對密度試驗，試驗結果最大干密度2.11～2.18 g/cm3，平均值2.143g/cm3；最小干密度1.76～1.83 g/cm3，平均值1.795 g/cm3；見表1。經計算，對應于Dr=0.73的干密度控制值為2.037 g/cm3。

　　三、砂礫料場質量控制

　　砂礫料場質量控制：①料場表面覆蓋層及樹根、建筑垃圾等雜物必須清除；②砂礫料含泥量宜小于5%，有泥土夾層或夾雜土塊的也應清除干凈；③砂礫料中大于60mm的礫石不得過于集中，一般應控制在30%以內。在現場主要以“目測法”為主，可取具有代表性的試樣進行室內試驗。

　　采料方式：料場區域地下水位較高，料源大部分是位于水下，故開采方式均采用立面混合開采，一次到位。這樣也可以避免砂礫料中的礫石（大于60mm）含量與砂粒（小于2mm）含量過小或過大，只有砂礫料級配良好，才能達到較好的碾壓效果。

　　四、碾壓試驗

　　碾壓是完成堤身填筑的最關鍵的一道工序，因為只有通過碾壓才能使松散砂礫料的干密度或相對密度達到設計要求，施工前應進行現場碾壓試驗。

　　碾壓試驗是堤壩填筑施工中一項重要內容，其主要目的是：①核實砂礫料設計指標（干密度或相對密度）的合理性；②確定相應的碾壓參數為施工提供依據；③選擇壓實機械類型和型號；④優化施工工藝。

　　通過碾壓試驗，本工程確定采用YZ-14B振動碾，碾壓6遍，鋪料厚度0.5m，含水量控制在8%左右，灑水量宜為填筑方量的30%。 五、填筑碾壓

　　堤身填筑主要包括：卸料、攤鋪、灑水、碾壓等工序。

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　　按照規范和設計要求，卸料可采用進占法和后退法，但由于砂礫料的無粘聚性，采用進占法對一般車輛來說受其自身性能的限制是很難做到的，所以砂礫料填筑過程中，較多采用后退法，砂礫料卸料時如果發生顆粒分離現象，攤鋪前應將其拌和均勻。

　�。ǘ�）攤鋪

　　根據工作面的寬窄，用推土機械攤鋪就能滿足要求，鋪料厚度為0.5m；鋪料邊線超過設計邊線1m，這樣可以使堤身留有足夠寬度的削坡余量。

　�。ㄈ�）灑水

　　灑水應做到碾壓前灑水一次，之后，邊碾壓邊灑水。灑水設備選擇的關鍵一是其出水量要滿足工程需要，因總灑水量一般為新碾壓砂礫料體積的30%，這一點與一般土料有較大差別，施工過程中應引起高度重視，否則會制約工程質量與進度；二是加水設備要能靈活控制整個碾亞工作面，以使現場操作簡單易行，施工過程中，可沿填筑工作面布置主干管和活動支管。

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　　碾壓過程中關鍵是控制好振動碾的行駛速度及加水量，同時做到邊灑水邊碾壓，目測碾壓面有明水（基本達到飽和）時，碾壓效果最佳。振動碾壓實作業采用進退錯距法，碾跡搭壓寬度大于10cm，行走方向平行于堤軸線，行走速度控制在2Km/h以內。作業面應分層統一鋪料，鋪料厚度0.5m，統一碾壓，碾壓后的壓實層厚度一般為45cm左右。碾壓過程中配備人員和推土機整平，嚴禁出現界溝；碾壓過程中分段碾壓，分段作業面100～150m，各段應設立標志，以防漏壓、欠壓和過壓，上下層的分段接縫位置應錯開。相鄰作業面交接帶碾壓彼此搭接，平行堤軸線方向不小于0.5m，垂直堤軸線方向不小于3m。

　　六、砂礫料填筑質量控制

　　依據SL260-98《堤防工程施工規范》進行砂礫料填筑質量控制，壓實指標按設計相對密度值對應的干密度2.037 g/cm3控制，質量檢測取樣部位在碾壓工作面上均勻分布、隨機布置；取樣數量自檢時控制在每100 m3～150m3取樣1個，抽檢量為自檢量的1/3。

　　依據SL275-2001《核子水分密度儀現場測試規程》，干密度測定采用ZN-2000型核子水分-密度儀，測試前需對其進行標定，現場檢測采用投射法，該種方法具有無損、快速、靈活、操作簡單等優點。具體操作步驟是：①使用導板、釬桿和重錘，造一個垂直于檢測表面、其深度至少大于儀器源桿實際插入深度50mm的測孔，測孔垂直度要保證在儀器源桿插入預定檢測深度后，不致造成一端翹起或傾斜。②把儀器輕輕放置在測點位置上，在保證源桿不擾動測孔孔壁的前提下，將儀器源桿緩緩插入測孔，直到預定的檢測深度30cm。③設置檢測時間為15s。④啟動儀器開始檢測，檢測完畢后，記錄檢測結果。值得注意的是，當被檢測砂礫料中存在較大顆�；蚩斩磿r，其檢測結果會有較大偏差，此時可將儀器轉動90°檢測一次，直至轉動360°完成4次檢測，取4次檢測結果的算術平均值作為該點的檢測結果。

　　經檢測，本工程共抽檢5049個點，干密度最小值1.946 g/cm3，最大值2.250 g/cm3，平均值2.087 g/cm3，高于設計干密度值2.037 g/cm3的有4995個，合格率為98.9%。

　　七、結束語

　　砂礫料填筑施工質量控制應著重注意以下問題：①砂礫料灑水量應控制在目測碾壓層面有明水（基本達到飽合）時，碾壓效果最好，這一點與一般土料截然不同。②砂礫料填筑采用ZN-2000型核子水分-密度儀測定含水量和密度，具有無損、快速及時、操作簡單等優點，它不僅為施工單位贏得了時間，而且為質量檢測部門提高了工效，這種優點是灌水、灌砂等常規檢測方法所不具有的。③為保證砂礫料堤坡在設計斷面內的壓實密度達到設計要求，鋪料時上下游堤坡必須留有足夠的削坡余量，本工程控制寬度1.0m，以便削坡后，堤身砂礫料填筑的密度滿足設計要求。

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