水库坝壳砂砾料碾压试验的施工工艺

来源：职称阁分类：建筑论文时间：2018-12-21 10:40热度：

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水库坝壳砂砾料碾压试验的施工工艺

　　[关键词]水利工程;坝壳砂砾料;碾压参数;处理措施

　　1工程简介

　　某水库工程位于某河上游中低山区，由粘土心墙坝、泄洪冲沙兼导流洞、溢洪洞、引水洞等建筑物组成。工程等别为Ⅲ等工程，工程规模为中型，其中大坝为2级建筑物;溢洪洞、导流兼泄洪冲沙洞和引水洞为3级建筑物;次要建筑物及临时建筑物为4级建筑物。该水库校核洪水位1397.63m，总库容为7374万m3;水库正常蓄水位1394.50m，对应库容6534万m3;死水位1353.30m，死库容591万m3。大坝设计洪水标准100年一遇，校核洪水标准2000年一遇，抗震设计烈度8度。挡水建筑物粘土心墙坝坝体断面以粘土心墙防渗体为中心，心墙防渗体上、下游两侧由内向外分别为：粘土心墙防渗体、上下游反滤料、坝壳砂砾料区、下游排水料区组成。本次试验为坝壳料填筑碾压试验。

　　2碾压前的施工准备及场地布置

　　2.1试验场地的选择

　　试验场地选在大坝后坝填筑2区，桩号0+230-0+340。事先进行该场地平整和压实等工作，以保证试验正常进行。平整场地面积为60×10m，对拟采用的筑坝砂砾石料进行现场碾压试验。

　　2.2施工场地布置

　　根据现场实际情况，在选定的试验场地上，用RTK放样选定一块60m×10m左右的平地作为砂砾料碾压试验条带。试验前用26t自行式振动碾进行碾压处理，达到地基基本不沉降，基面平整坚实，表面平整度偏差小于10cm。然后用白石灰将碾压区域撒线标识。在试验场地外振动影响范围外设高程基准点，用以控制每层铺料厚度。本次坝壳砂砾料碾压试验，自行式振动碾的碾压试验确定为一种铺土厚度、采取4种碾压遍数进行4种方式组合，共分一个碾压单元，单元尺寸为40×6m。场地布置如图1所示。

　　2.3碾压设备选型

　　根据工程的特性，依据现场砂砾料的特性、碾压遍数、碾压设备的击振力、上一层填筑料碾压合格后的的施工时间等因素，最终选择的碾压设备为采用26T自行式振动碾进行施工，即可以有效保证现场砂砾料的填筑质量，又能以最优的功效降低施工成本。

　　2.4碾压试验相关参数

　　事先准备一块40m×6m试验面积的试验场地(如下图所示)，砂砾料填筑试验采用科泰KS262D(26.0t)型自行式光面振动碾碾压，先静碾2遍，再振动碾压10―14遍。采用自卸汽车后退法铺料，采用进退错距法进行碾压，铺料厚度控制在80cm以下，行驶速度控制在2―3km/h，分段碾压时相邻两段交接带碾迹彼此搭接，顺碾压方向搭接长度不小于0.5m，垂直碾压方向的搭接宽度为1.0m。

　　3施工工艺

　　砂砾石碾压试验施工程序如下：施工准备→物料开采→物料运输→施工放线→铺料、平料及洒水→碾压→试验检测。

　　3.1碾压

　　将选定的振动碾在场外启动，达到正常工况后，由试验人员指挥进场，行驶速度2―3km/h，按规定的遍数进行碾压。以前进、后退全振动重迹碾压，相邻碾迹重叠宽度10―20cm。前进、后退均计碾压遍数。要求振动碾平行试验单元长度方向匀速、平直行驶，直至完成规定碾压的遍数。

　　3.2绘制沉降值-碾压遍数曲线

　　每完成2遍振动碾压，即对试验单元全部标记点进行一次相对高程测量，与前一次的高程对比，求出碾压后各点的沉降值，并计算试验分区内的沉降平均值，并绘制沉降值-碾压遍数关系曲线。

　　3.3绘制n―Dr关系曲线

　　达到拟定的碾压遍数后，在试验单元内挖坑取样，进行质量、体积及含水率测定，求出实测干密度。通过人工筛分算出P5含量，对应(P5-ρd-Dr)关系曲线，绘制碾压遍数(n)―相对密度(Dr)关系曲线。

　　4碾压试验成果整理分析

　　试验按土工试验规程进行,相对密度试验采用挖坑灌水法，级配分析采用筛网人工筛分法。4.1相对密度与碾压遍数的关系从表1中明显看出，铺层厚度为60、80、100cm时，随着碾压遍数的增加，相对密度逐渐增大，但增长趋势变缓。厚度为80cm，振动碾压12遍，平均相对密度为0.89，达到设计要求(Dr≥0.85);厚度为60cm时，振动碾压10遍平均相对密度为0.89;厚度为100cm，需振动碾压14遍才能达到设计要求，厚度为60cm和100cm时皆不经济。4.2碾压遍数与沉降量及沉降率的关系由图3、图4可以看出碾压遍数与沉降率(量)具有良好的正相关系，碾压遍数增加，砂砾料沉降率(量)亦增大，同时，随着碾压遍数的增加，沉降率(量)增加幅度逐渐减缓。

　　5结论及建议

　　结合现场观测及试验数据结果，综合考虑质量和经济等方面因素，最终选择铺料厚度为80cm，振动碾压遍数为12遍，可达到设计要求的相对密度，此种组合方式比较经济合理。本工法符合施工规范要求，因此此工法及数据将作为指导施工现场作业的依据。通过本次现场碾压试验大致了解了本工程砂砾料料场的特性，是理论到实践的进一步深化，确定了砂砾料的铺土厚度、碾压遍数及含水率的控制范围，对下一步的实际填筑施工有着非常重要的指导意义。但碾压试验所取砂砾料料所占整个砂砾料场的比例非常小，特别是砂砾料级配的符合与下一层填筑施工的进度控制可能会有较大的出入，导致填筑层厚、含水率等参数有较大变化。(1)由于坝体填筑工程量大，如采用灌砂法检测，则检测的强度将满足不了填筑高峰施工强度的要求，因此，建议采用灌水法检测，可以现场出结果指导施工，以保证施工进度需要。(2)通过碾压试验发现，尽管每组砂砾料的P5含量都不相同，导致相对密度相差较大，但只要保证施工工艺及施工程序到位，也能很好的满足设计压实指标。(3)由于砂砾料场的砂砾料性质的不均匀性，施工过程中必须随时根据取料位置的变化进行相关的室内试验，确保工作面控制指标的及时变化，反映砂砾料的实际性质。

　　作者：贾国东单位：新疆水利厅建设管理与质量安全中心

文章名称：水库坝壳砂砾料碾压试验的施工工艺

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