王 玉

（運(yùn)城市北趙引黃工程建設(shè)服務(wù)中心，山西 運(yùn)城 044000）

1 工程概況

山西省滹沱河重點(diǎn)段河道治理工程，位于盂縣、定襄縣、忻府區(qū)和原平市境內(nèi)，其中定襄縣、忻府區(qū)和原平市滹沱河沿岸地勢(shì)較平坦，設(shè)計(jì)為土質(zhì)堤防；盂縣境內(nèi)地勢(shì)為山區(qū)峽谷段，設(shè)計(jì)為漿砌石堤防。本工程治理河道總長(zhǎng)度為87.28 km，堤防級(jí)別為4級(jí)。

通過(guò)碾壓試驗(yàn)分析，確定土質(zhì)堤防工程的土方填筑施工參數(shù)。定襄縣、忻府區(qū)和原平市滹沱河治理段左、右岸新建堤防長(zhǎng)48.34 km，加固堤防長(zhǎng)86.46 km，設(shè)計(jì)為梯形斷面的土堤，臨河側(cè)及背河側(cè)邊坡均為1∶2，依據(jù)地形堤防高程833.651～738.3 m，高程差為95.351 m，規(guī)劃的堤距寬度為300～450 m。

2 試驗(yàn)布置及過(guò)程

本堤防填筑碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地，布置在滹沱河定襄縣段右岸，樁號(hào)為R89+281—R89+330，試驗(yàn)場(chǎng)地長(zhǎng)49m、寬20 m，以堤軸線(xiàn)為中心線(xiàn)，參考鋪料厚度，試驗(yàn)場(chǎng)共劃分為6個(gè)試驗(yàn)小塊，每個(gè)試驗(yàn)小塊為一個(gè)試驗(yàn)單元，每個(gè)試驗(yàn)單元長(zhǎng)15 m寬10 m，中心線(xiàn)方向的試驗(yàn)單元鋪料厚度之間設(shè)2 m的過(guò)渡段。中心線(xiàn)一側(cè)為A1～A3區(qū)粘性土試驗(yàn)區(qū)，另一側(cè)為B1～B3區(qū)無(wú)粘性土試驗(yàn)區(qū)；該試驗(yàn)對(duì)選用的試驗(yàn)單元擬定鋪料厚度，A1和B1試驗(yàn)單元鋪料厚度30 cm，A2和B2試驗(yàn)單元鋪料厚度40 cm，A3和B3試驗(yàn)單元鋪料厚度50cm。碾壓試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)布置圖詳見(jiàn)圖1。

根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》（SL 260-2014）的規(guī)定，鋪料厚度在30～50 cm區(qū)間的土塊限制直徑不超過(guò)15 cm，故本試驗(yàn)參考規(guī)范規(guī)定，土料限制粒徑不超過(guò)15 cm。為防止運(yùn)輸土料車(chē)輛對(duì)試驗(yàn)區(qū)形成超壓，鋪料方式選用“后退法”卸料，裝載機(jī)整平。

圖1 碾壓試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)布置圖

本工程壓實(shí)指標(biāo)，粘性土設(shè)計(jì)的壓實(shí)度不低于0.91，無(wú)粘性土設(shè)計(jì)的相對(duì)密度不低于0.60。土方填筑試驗(yàn)前，先平整好選定的試驗(yàn)場(chǎng)地，碾壓密實(shí)達(dá)到堤防主體設(shè)計(jì)壓實(shí)指標(biāo)，并對(duì)面層進(jìn)行拋毛，以避免堤基層對(duì)碾壓試驗(yàn)的影響。

本試驗(yàn)?zāi)刖?，選用18 t振動(dòng)碾的自有機(jī)械，試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷其適用情況；參考其他工程施工經(jīng)驗(yàn)，本試驗(yàn)擬定碾壓行車(chē)速度為2 km/h、振動(dòng)頻率為28 Hz；擬定碾壓遍數(shù)為靜壓1遍、振碾4遍。碾壓試驗(yàn)過(guò)程中為避免碾壓方式不當(dāng)造成的漏壓、超壓，隨時(shí)觀測(cè)土方填筑的剪力破壞情況。

試驗(yàn)過(guò)程中為控制好鋪土厚度及觀測(cè)沉降量，在土料填筑的試驗(yàn)區(qū)外布置控制基樁，用水準(zhǔn)儀測(cè)量各試驗(yàn)單元布置網(wǎng)絡(luò)測(cè)點(diǎn)的初始厚度與相對(duì)高程，并做好記錄。每碾壓一遍，均分別量測(cè)各網(wǎng)格測(cè)點(diǎn)在碾壓前后相對(duì)高程及沉降量的變化。每遍碾壓完成后測(cè)量高程的同時(shí)，在相應(yīng)試驗(yàn)單元填筑面上采用環(huán)刀法均勻取12個(gè)試樣，測(cè)定干密度。

3 試驗(yàn)成果分析

3.1 粘性土碾壓試驗(yàn)參數(shù)

本試驗(yàn)鋪料厚度為30 cm時(shí)，靜碾1遍振碾3～5遍時(shí)，壓實(shí)度合格率高，鋪料厚度較小，該參數(shù)組合不經(jīng)濟(jì)；鋪料厚度為40 cm時(shí)，靜碾1遍振碾4遍時(shí)，壓實(shí)度在92.2%～94.4%，平均壓實(shí)度為93.3%，鋪料厚度與碾壓遍數(shù)較經(jīng)濟(jì)，屬于滿(mǎn)足設(shè)計(jì)填筑要求的參數(shù)組合；鋪料厚度為50 cm時(shí)，靜碾1遍振碾3～4遍后，壓實(shí)度存在不合格點(diǎn)，從而造成質(zhì)量不合格，應(yīng)舍棄該參數(shù)組合，A 1～A 3區(qū)試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 粘性土碾壓試驗(yàn)成果匯總表

綜上所述，粘性土填筑最優(yōu)技術(shù)參數(shù)組合為：鋪土厚度40 cm，靜碾1遍振碾4遍。

3.2 無(wú)粘性土碾壓試驗(yàn)參數(shù)

本試驗(yàn)鋪土厚度為30 cm時(shí)，靜碾1遍振碾3遍、4遍、5遍后，相對(duì)密度合格率高，鋪料厚度較小，該參數(shù)組合不經(jīng)濟(jì)；鋪料厚度為40 cm時(shí)，靜碾1遍振碾4遍時(shí)，相對(duì)密度在0.64～0.66，平均相對(duì)密度為0.65，鋪料厚度與碾壓遍數(shù)較經(jīng)濟(jì)，屬于滿(mǎn)足設(shè)計(jì)填筑要求的參數(shù)組合；鋪土厚度為50 cm時(shí)，靜碾1遍振碾3遍、4遍后，相對(duì)密度存在不合格點(diǎn)，工程質(zhì)量難以保證，不應(yīng)選擇該參數(shù)組合，B1～B3區(qū)試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表2。

綜上所述，無(wú)粘性填筑土最優(yōu)技術(shù)參數(shù)組合為：鋪土厚度40 cm，靜碾1遍振碾4遍。

3.3 其他參數(shù)

本試驗(yàn)采用自有機(jī)械18 t振動(dòng)碾進(jìn)行試驗(yàn)，擬定的行走速率2 km/h和振動(dòng)頻率28 Hz滿(mǎn)足施工要求；取樣測(cè)得粘性土含水量在16.0%～17.7%，無(wú)粘性土含水量在12.4%～13.6%，試驗(yàn)結(jié)果表面范圍含水量可以滿(mǎn)足施工要求控制的壓實(shí)指標(biāo)。試驗(yàn)過(guò)程中控制土塊兒限制直徑不大于15 cm，滿(mǎn)足施工要求。

表2 無(wú)粘性土碾壓試驗(yàn)成果匯總表

4 結(jié)語(yǔ)

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在鋪料厚度相同的情況下，選用的18 t振動(dòng)碾碾壓1～3遍時(shí)，沉降量隨碾壓遍數(shù)的增多而增加；碾壓至4～5遍時(shí)，沉降量增大較少或者不再繼續(xù)增大；鋪料厚度相同時(shí)，碾壓遍數(shù)逐步增加，壓實(shí)度與相對(duì)密度隨之而增大；碾壓遍數(shù)相同時(shí)，鋪土厚度越大，壓實(shí)度或相對(duì)密度隨之而減小。以上試驗(yàn)結(jié)果符合土料碾壓的工程特性。

堤防工程土方填筑施工參數(shù)，是控制工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。在考慮工程所在的位置、環(huán)境、水文、土料質(zhì)量等綜合因素基礎(chǔ)上，通過(guò)碾壓試驗(yàn)方式確定各施工參數(shù)，為科學(xué)制定施工方案、保證施工質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。