梁 博

(陜西省水利水電工程集團(tuán)有限公司，陜西渭南 714000)

1 前言

在均質(zhì)土壩壓實(shí)施工過程中，其質(zhì)量控制一直很受重視。所謂壓實(shí)度就是通過手工或者機(jī)械力量對(duì)土料施加像打夯、碾壓、震動(dòng)及碾壓等的夯壓能量，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中該過程達(dá)到的干密度與室內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)得到的最大干密度的比值。在均質(zhì)土壩質(zhì)量控制的指標(biāo)中，壓實(shí)度是非常關(guān)鍵的一個(gè)指標(biāo)。而土壤顆粒的摩擦力以及凝聚力決定了均質(zhì)土壩土料自身的穩(wěn)定性。這其中，土的密實(shí)性和土壤顆粒的內(nèi)摩擦力，凝聚力以及抗?jié)B性都有著很大的關(guān)系。土壤顆粒越密，其壓實(shí)度就越高，同時(shí)，土壩的整體性能也會(huì)越好。為此，要想保證均質(zhì)土壩壓實(shí)施工的質(zhì)量控制，必須做好擊實(shí)試驗(yàn)和壓實(shí)工藝。本文從均質(zhì)土壩壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)選取中要注意的問題出發(fā)，分析了室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)擊實(shí)試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，說明了壓實(shí)的質(zhì)量控制。

2 均質(zhì)土壩壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)選取中需要注意的問題

均質(zhì)土料其各方面的性質(zhì)相對(duì)來說是比較穩(wěn)定，這一特點(diǎn)就決定了，在同一壓實(shí)條件下，得到的干密度幾乎可以接近一常數(shù)。在這種情況下，可以將這一近似常數(shù)的干密度作為設(shè)計(jì)和施工質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。然而，現(xiàn)實(shí)中的土料就不是這種情況了，實(shí)際中的土料不論環(huán)境再相似，即便是相同位置的土料，也會(huì)出現(xiàn)各成分指標(biāo)(比如，礦化成分以及土顆粒組成等等)不相同的現(xiàn)象。這樣將會(huì)導(dǎo)致土料的性質(zhì)不夠均勻，這樣，即便壓實(shí)條件完全一樣，干密度的指標(biāo)也未必相同。因此，在該情況下，就不能使用某一干密度作為施工質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)了。因?yàn)樵谠撉闆r下使用某一干密度，會(huì)出現(xiàn)如下現(xiàn)象:對(duì)易于壓實(shí)的土料，壓實(shí)后的干密度容易達(dá)到，但壓實(shí)結(jié)果是偏松的;不易壓實(shí)的土料，壓實(shí)干密度不易達(dá)到，但壓實(shí)結(jié)果是偏緊密。所以，在這種情況下，施工質(zhì)量就會(huì)受到大大的影響，也不利于施工進(jìn)度。因此，在選取壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須要充分考慮到各個(gè)外界因素，保證壓實(shí)的質(zhì)量。

3 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)

3.1 影響土的擊實(shí)性的主要因素

影響土的擊實(shí)行的因素很多，以下著重闡述如下3個(gè)方面的影響。即:顆粒組成與級(jí)配，壓實(shí)功能的大小，土料的含水率。

3.1.1 顆粒組成與級(jí)配

土料的壓實(shí)效果受到土料顆粒大小與組成的影響。具體的影響是，黏性土的黏結(jié)力比較大，而摩擦力又比較小，透水性也比較小，排水方面就比較困難，其壓縮的整個(gè)過程相對(duì)緩慢，且具有大的壓縮性，是非常不容易壓實(shí)的。而非黏性土料黏結(jié)力小，摩擦力大，排水容易，壓縮過程快，能很快達(dá)到密實(shí)，但透水性大。另外，土料的壓實(shí)質(zhì)量直接受到土料級(jí)配情況的影響，在良好的級(jí)配條件下，土料才可能達(dá)到工程要求的壓實(shí)度，因此應(yīng)該控制土料及土料的顆粒級(jí)配。

3.1.2 壓實(shí)功能的大小

土料干密度的大小受到壓實(shí)功能大小的影響。對(duì)同一種土進(jìn)行不同擊實(shí)功擊試驗(yàn)，得出的結(jié)果是，干密度將隨著土的壓實(shí)功的增大而增大，最優(yōu)含水率恰恰相反。這說明，同一種土料的最優(yōu)含水率和最大干密度，隨壓實(shí)功能的改變而變壓實(shí)功能增大，但增大擊實(shí)功有一定限度，超過限度，擊實(shí)增大擊實(shí)功，土的干密度增加不再明顯，該特性對(duì)于含水率過低或者過高的土料效果更加顯著。

3.1.3 土料的含水率

在壓實(shí)功能一定的情況下，假如含水率比較小，同時(shí)土粒周圍的結(jié)合水膜也比較薄，土粒間的結(jié)合水的聯(lián)結(jié)力比較大，此時(shí)，土粒不容易產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)而被擠密，干密度較小，土料干密度隨含水率的增大而增大，干密度達(dá)到最大值，這時(shí)的含水率為最優(yōu)，大于此含水率后，由于含水率過于增加，孔隙中出現(xiàn)自由水并將部分空氣封閉，這樣抵消了部分擊實(shí)功，擊實(shí)效果反而下降，干密度會(huì)減小。由此可見，土料的含水率嚴(yán)重影響著土料壓實(shí)效果。

3.2 擊實(shí)試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀是進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)的重要儀器，擊實(shí)儀由兩部分組成:擊實(shí)筒和擊實(shí)錘。在進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先將待測(cè)的土料按不同的預(yù)定含水率，制備成不同的試樣。在相同擊實(shí)功下，測(cè)出擊實(shí)后試樣的濕密度和含水率，同時(shí)計(jì)算出該試樣的干密度。將干密度作為縱坐標(biāo)，同時(shí)將含水率定義為橫坐標(biāo)，繪制出干密度ρd與含水率ω的曲線，這樣，通過曲線來確定土的最大干密度ρdmax與相應(yīng)的最優(yōu)含水率ωop，以此為土壩設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)。

4 現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)試驗(yàn)對(duì)于均質(zhì)土壩施工非常關(guān)鍵，是一項(xiàng)有效的技術(shù)措施，通過現(xiàn)場(chǎng)擊實(shí)試驗(yàn)，可以確定如下參數(shù):鋪土厚度、相應(yīng)的含水率及相應(yīng)的壓實(shí)機(jī)具和碾壓遍數(shù)。

4.1 碾壓實(shí)試驗(yàn)場(chǎng)地布置及含水率

含水率過大，碾壓時(shí)容易出現(xiàn)彈簧土，含水率過小，即使表面給人的感覺壓實(shí)了，但測(cè)其干密度常達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)度則低，均質(zhì)土壩現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地可選在地勢(shì)平坦及平整壓實(shí)處理清基驗(yàn)收后的基礎(chǔ)面上，可將試驗(yàn)場(chǎng)地以長(zhǎng)邊為軸線方向，劃分為10 m×10 m的4個(gè)試驗(yàn)小塊，中線一側(cè)的相連兩個(gè)試驗(yàn)小塊為A1、A2，中線另一側(cè)的兩個(gè)試驗(yàn)小塊為B1、B2，土料 A1、A2小塊含水率均調(diào)整為最優(yōu)含水率，B1、B2小塊土料含水率分別調(diào)整為最優(yōu)含水率±1% ～±2%，含水率調(diào)整，如果含水率過高，可采用翻松、晾曬、均勻摻入干土等方法，如果含水率偏低，可采用預(yù)先灑水潤(rùn)濕。

4.2 壓實(shí)機(jī)械選用及碾壓參數(shù)

機(jī)械壓實(shí)影響深度的大小，若土料含水率比較適宜虛鋪土料過厚，不易壓實(shí)，虛鋪土料過薄，則增加費(fèi)用，施工時(shí)，每層最優(yōu)鋪土厚度和壓實(shí)變數(shù)可根據(jù)填料性質(zhì)、壓實(shí)度的要求和選用的壓實(shí)機(jī)具的性能確定，鋪土厚度、壓實(shí)機(jī)械、碾壓遍數(shù)。

5 壓實(shí)質(zhì)量的控制

在做完均質(zhì)土壩的壓實(shí)后，保證壓實(shí)度達(dá)標(biāo)是非常重要的。另外，還要對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)工作，具體做法為:采用500 mm3的環(huán)刀法對(duì)在壓實(shí)土層約2/3的深度處進(jìn)行取樣，通過取樣分析，計(jì)算，測(cè)試其含水率。同時(shí)計(jì)算出干密度和壓實(shí)度。我國(guó)有明確的規(guī)定，一二級(jí)壩最佳填土壓實(shí)度范圍大約在97%～99%，而三級(jí)以及以下的中壩，壓實(shí)度應(yīng)該在95% ～97%。

6 總結(jié)

由此可見，要想做好土壩壓實(shí)質(zhì)量控制，一定要選好土料，并要做好擊實(shí)試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)得出想要到參數(shù)，在施工過程中，要選用合適的施工機(jī)械，施工工程要做到細(xì)致，不能出現(xiàn)無光面及剪力破壞的情況，同時(shí)要正確檢測(cè)土層壓實(shí)度，以保證工程質(zhì)量土，加快施工進(jìn)度，提高施工效益。

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