均质土坝压实的质量控制探究

　　摘要：文章主要从均质土坝压实标准选取中需要注意的相关问题，室内击实试验分析，论述工地现场压实试验三个方面对均质土坝的现场压实情况进行探究分析，得出最佳的压实厚度与遍数等施工参数，从而确保工程质量达标。
　　关键字：均质土坝；压实；质量控制；参数
　　一、均质土坝压实标准选取中需要注意的相关问题
　　对于均质土料，由于其各方面的性质相对较稳定，所以，在同一压实条件下干密度接近一常数，这样可将某一干密度作为设计和施工质控标准。但对于实际的土料，即使是同一地方开采出来得，都将会出现矿化成分、土颗粒组成等各项指标不相同现象，从而导致其性质不均匀，即便在同一压实条件下，干密度的指标也不尽相同。在此情况下，若还使用某一干密度作为施工质量的控制标准时，肯定会出现：对易于压实的土料，压实后的干密度容易达到，但压实结果是偏松的；不易压实的土料，压实干密度不易达到，但压实结果是偏紧密的现象。这样，往往会影响压实施工的质量，不利于整个施工进程。所以，在选取压实标准时必须要充分考虑到各个外界因素，保证压实的质量。
　　二、室内击实试验分析
　　1、本文的研究过程中，进行压实试验所采用的是由击实筒和击实锤组成标准击实仪。实验步骤如下：1.不同含水率变化：首先，将待测的土料按不同的预定含水率，制成各种标准试样；再次，在相同压实功的条件下，测出压实后试样的含水率和干密度，将含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制相关的关系曲线图，查图得出最大干密度和最优含水率。2.不同压实功：按照标准击实步骤，只变化击锤次数，由25击变换为30击、35击、40击、45击、50击分别作出不同压实功下的击实曲线并求出最大干密度和最优含水率。3.变化级配：取三种不同级配的土料进行击实试验。对以上3种参数变化的结果进行统计分析，为施工提供数据参考。
　　2、经过探究表明，对于均质土坝压实性的影响因素主要有以下几方面：①压实能量的大小。对于影响均质土坝干密度大小、压实性好坏的因素中，压实能量的大小不可或缺。本文通过对同一种土质进行不同的能量压实的实验结果为：作用于土的压实能量越大，压实度就越好以及干密度越大，同时，最优含水率降低。可以看出，同一种土料的最大干密度和最优含水率随压实能量的改变而改变，但压实功增大有一定限度，若压实超过此限度，就算再大的压实功，均质土坝的干密度也不会明显增加，尤其含水率过低或过高的土质更为显著；②土质的级配与颗粒组成。在压实过程中，压实效果与土料颗粒大小与级配直接相关，通常情况下，粘性较大的土质其粘结力就大，渗透系数小，不利于排水，压缩过程慢，具有较大的压缩性，不容易压实；相反，粘性差的土质其黏结力小，摩擦力大，渗透系数大，压缩过程快。此外，土质的级配情况也会影响土料的压实质量，只有具有良好级配的土质，才容易达到施工工程质量要求的压实度，所以在施工过程中要控制好土质的级配，进而提高工程质量；③土料的含水率。均质坝在土料压实过程中，含水率控制是一项关键因素，含水率控制水平直接反应施工单位的土方工程施工水平。按照击实理论曲线分析，在标准击实功的情况下，当含水率小于最优含水率时，干密度随着含水率的增大而增大；当含水率达到最优时对应的干密度达到最大；当含水率超过最优含水率时，干密度随着含水率的增大而逐渐减小。所以，在现场施工时，含水率达到最优，干密度最容易达到最大。大部分工程将含水率的控制范围定在(ωορ-3%～ωορ+2%)进行控制，通过大量的工程实践证明：在土料的含水率比最优含水率小1%到2%时，采用重型机械碾压的效果最好。
　　三、工地现场压实试验
　　压实是控制均质土坝施工质量的关键工序。工地现场碾压试验是确保均质土坝施工质量的一项重要技术措施，为土坝碾压施工提供科学、合理的压实参数组合，进而核实坝料设计填筑标准的合理性，为研究填筑工艺提出依据。
　　1、压实机械的选用。选择压实机械时，应从以下几点考虑：①坝料类别；②坝料压实标准；③坝料的填筑强度；④牵引设备；⑤气候条件；⑥机械修理及维修；⑦施工单位经验等。
　　2、压实试验准备。
　　①熟悉料场复查情况，掌握土料物理力学指标，选择代表性土样进行碾压试验。
　　②均质土坝现场碾压试验场地先选定三块面积8m*20m地势较为平坦及经过平整压实处理后的基础地面，先在上面铺一层土料充分压实后，再在其上进行碾压试验。
　　③制备不同含水率的代表性土样，一般按照含水率A（ωορ-3%～ωορ-1%）、B(ωορ-1%～ωορ)、C(ωορ～ωορ+2%)等不同含水率的土样进行碾压试验。为保证试验的代表性，制备料的含水率必须均匀、准确。
　　3、碾压参数和试验组合
　　目前碾压试验所采用的方法中淘汰法和综合法使用的最多，淘汰法是达到同等效果的试验总数最少的，综合法虽然试验量大，但数据全面有利于分析研究。在榆林市王圪堵水库均质坝的碾压试验中，我们采用综合法进行试验，取得了良好的碾压参数，积累了大量的经验数据，奠定了土料碾压的理论依据。在试验过程中，对三个场地分别铺设不同含水率的制备土样，每个场地横向分三种铺土厚度（25cm、35cm、45cm），纵向分三种碾压遍数（6遍、8遍、10遍），共计27个组合，每个组合检测干密度10个，共检测干密度270个。同时三个场地各做了三组击实试验，根据设计提出的最大干密度和击实试验的最大干密度分别计算设计标准下的压实度和实际压实度。
　　4、试验成果整理。试验完成后，应将试验资料进行系统整理分析，绘制成果图标，编写试验报告。
　　确定碾压试验合格率时，应稍高于设计标准（一般可为5%左右），因为碾压试验不能完全与施工条件一致，所以必须留有余地。
　　5、压实质量的控制。在完成均质土坝的压实工作后，必须确保其压实度达到设计规划的要求，以便于接下来的工序顺利进行。同时，对于压实度的检测工作，应该在压实土层约三分之二的深度处通过使用500cm3的环刀法来取样，计算湿密度进而对其含水率进行测试，计算干密度并及压实度。目前我国均质土坝工程设计规范中明确规定，对于粘性土料一、二级坝和高坝的压实工作，填土的压实度最佳范围应该在97%～99%，而对于三级及以下的中坝，压实度应大于95%～97%。
　　四、结语
　　综上所述，对于均质土坝压实的质量控制，必须先选定好土料并完成相关的室内击实试验，再根据在室内试验中和现场碾压试验研究得出的数据结果进行最优化的现场质量控制工作。确保均质土坝的压实过程中，虚铺厚度符合要求，土料含水率接近最优，压实机械不漏压、不欠压、不超压，同时，在铺土时保证结合面保持湿润，使上下层面结合良好，无光面及剪力破坏现象，并要正确检测土层压实度，从而保证施工工程质量，提高均质土坝压实的效率。
　　参考文献：
　　[1]祁琳浩.水利水电工程土石坝施工[J].中国新技术新产品,2010,(16).
　　[2]张本秋,王淼,张学宝.碾压式土石坝施工的质量控制要点[J].水利科技与经济,2007,(07).

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