堤防工程施工砂砾料质量控制分析工学论文

堤防工程施工砂砾料质量控制分析工学论文

　　摘要:砂砾料填筑是施工控制过程中的关键，针对这种材料的特点，在施工过程中各施工环节，如采料、卸料、摊铺、洒水、碾压、干密度检测等都须采取与之相适应的质量控制方法，使填筑质量达到设计要求。

　　关键词:砂砾料；堤身填筑；质量控制

　　一、前言

　　砂砾料填筑是施工控制过程中的关键，料场复查、开采运输、填筑碾压等工序完成的情况，将直接影响到整体工程的施工进度、工程质量和经济效益。

　　以某工程为例，该工程为Ⅲ等工程，防洪堤为2级堤防。防洪标准按50年一遇洪水设计。填筑材料就地取材，开挖人工湖的砂砾料填筑堤身，大堤迎水面边坡上段1：5，下段1：3。堤身采用河床砂砾料填筑，压实标准采用相对密度（Dr）控制，设计要求Dr为0.73。

　　二、砂砾料填筑要求

　　砂砾料用于堤身填筑部位，设计要求具有良好级配、砂砾料的最大粒径不得超过150mm，含砂量（粒径<2mm）不得超过总重量的40%。压实标准采用相对密度（Dr）控制，设计要求Dr≥0.73。

　　经现场勘查、取样，依据SL237-1999《土工试验规程》，对砂砾料试样进行相对密度试验，试验结果最大干密度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；见表1。经计算，对应于Dr=0.73的干密度控制值为2.037 g/cm3。

　　三、砂砾料场质量控制

　　砂砾料场质量控制：①料场表面覆盖层及树根、建筑垃圾等杂物必须清除；②砂砾料含泥量宜小于5%，有泥土夹层或夹杂土块的也应清除干净；③砂砾料中大于60mm的砾石不得过于集中，一般应控制在30%以内。在现场主要以“目测法”为主，可取具有代表性的试样进行室内试验。

　　采料方式：料场区域地下水位较高，料源大部分是位于水下，故开采方式均采用立面混合开采，一次到位。这样也可以避免砂砾料中的砾石（大于60mm）含量与砂粒（小于2mm）含量过小或过大，只有砂砾料级配良好，才能达到较好的碾压效果。

　　四、碾压试验

　　碾压是完成堤身填筑的最关键的一道工序，因为只有通过碾压才能使松散砂砾料的干密度或相对密度达到设计要求，施工前应进行现场碾压试验。

　　碾压试验是堤坝填筑施工中一项重要内容，其主要目的是：①核实砂砾料设计指标（干密度或相对密度）的合理性；②确定相应的碾压参数为施工提供依据；③选择压实机械类型和型号；④优化施工工艺。

　　通过碾压试验，本工程确定采用YZ-14B振动碾，碾压6遍，铺料厚度0.5m，含水量控制在8%左右，洒水量宜为填筑方量的30%。 五、填筑碾压

　　堤身填筑主要包括：卸料、摊铺、洒水、碾压等工序。

　　（一）卸料

　　按照规范和设计要求，卸料可采用进占法和后退法，但由于砂砾料的无粘聚性，采用进占法对一般车辆来说受其自身性能的限制是很难做到的，所以砂砾料填筑过程中，较多采用后退法，砂砾料卸料时如果发生颗粒分离现象，摊铺前应将其拌和均匀。

　　（二）摊铺

　　根据工作面的宽窄，用推土机械摊铺就能满足要求，铺料厚度为0.5m；铺料边线超过设计边线1m，这样可以使堤身留有足够宽度的削坡余量。

　　（三）洒水

　　洒水应做到碾压前洒水一次，之后，边碾压边洒水。洒水设备选择的关键一是其出水量要满足工程需要，因总洒水量一般为新碾压砂砾料体积的30%，这一点与一般土料有较大差别，施工过程中应引起高度重视，否则会制约工程质量与进度；二是加水设备要能灵活控制整个碾亚工作面，以使现场操作简单易行，施工过程中，可沿填筑工作面布置主干管和活动支管。

　　（四）碾压

　　碾压过程中关键是控制好振动碾的行驶速度及加水量，同时做到边洒水边碾压，目测碾压面有明水（基本达到饱和）时，碾压效果最佳。振动碾压实作业采用进退错距法，碾迹搭压宽度大于10cm，行走方向平行于堤轴线，行走速度控制在2Km/h以内。作业面应分层统一铺料，铺料厚度0.5m，统一碾压，碾压后的压实层厚度一般为45cm左右。碾压过程中配备人员和推土机整平，严禁出现界沟；碾压过程中分段碾压，分段作业面100～150m，各段应设立标志，以防漏压、欠压和过压，上下层的分段接缝位置应错开。相邻作业面交接带碾压彼此搭接，平行堤轴线方向不小于0.5m，垂直堤轴线方向不小于3m。

　　六、砂砾料填筑质量控制

　　依据SL260-98《堤防工程施工规范》进行砂砾料填筑质量控制，压实指标按设计相对密度值对应的干密度2.037 g/cm3控制，质量检测取样部位在碾压工作面上均匀分布、随机布置；取样数量自检时控制在每100 m3～150m3取样1个，抽检量为自检量的1/3。

　　依据SL275-2001《核子水分密度仪现场测试规程》，干密度测定采用ZN-2000型核子水分-密度仪，测试前需对其进行标定，现场检测采用投射法，该种方法具有无损、快速、灵活、操作简单等优点。具体操作步骤是：①使用导板、钎杆和重锤，造一个垂直于检测表面、其深度至少大于仪器源杆实际插入深度50mm的测孔，测孔垂直度要保证在仪器源杆插入预定检测深度后，不致造成一端翘起或倾斜。②把仪器轻轻放置在测点位置上，在保证源杆不扰动测孔孔壁的前提下，将仪器源杆缓缓插入测孔，直到预定的检测深度30cm。③设置检测时间为15s。④启动仪器开始检测，检测完毕后，记录检测结果。值得注意的是，当被检测砂砾料中存在较大颗粒或空洞时，其检测结果会有较大偏差，此时可将仪器转动90°检测一次，直至转动360°完成4次检测，取4次检测结果的算术平均值作为该点的检测结果。

　　经检测，本工程共抽检5049个点，干密度最小值1.946 g/cm3，最大值2.250 g/cm3，平均值2.087 g/cm3，高于设计干密度值2.037 g/cm3的有4995个，合格率为98.9%。

　　七、结束语

　　砂砾料填筑施工质量控制应着重注意以下问题：①砂砾料洒水量应控制在目测碾压层面有明水（基本达到饱合）时，碾压效果最好，这一点与一般土料截然不同。②砂砾料填筑采用ZN-2000型核子水分-密度仪测定含水量和密度，具有无损、快速及时、操作简单等优点，它不仅为施工单位赢得了时间，而且为质量检测部门提高了工效，这种优点是灌水、灌砂等常规检测方法所不具有的。③为保证砂砾料堤坡在设计断面内的压实密度达到设计要求，铺料时上下游堤坡必须留有足够的削坡余量，本工程控制宽度1.0m，以便削坡后，堤身砂砾料填筑的密度满足设计要求。

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