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堤防工程施工砂礫料質(zhì)量控制分析工學(xué)論文
摘要:砂礫料填筑是施工控制過程中的關(guān)鍵，針對(duì)這種材料的特點(diǎn)，在施工過程中各施工環(huán)節(jié)，如采料、卸料、攤鋪、灑水、碾壓、干密度檢測(cè)等都須采取與之相適應(yīng)的質(zhì)量控制方法，使填筑質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞:砂礫料；堤身填筑；質(zhì)量控制
一、前言
砂礫料填筑是施工控制過程中的關(guān)鍵，料場(chǎng)復(fù)查、開采運(yùn)輸、填筑碾壓等工序完成的情況，將直接影響到整體工程的施工進(jìn)度、工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。
以某工程為例，該工程為Ⅲ等工程，防洪堤為2級(jí)堤防。防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇洪水設(shè)計(jì)。填筑材料就地取材，開挖人工湖的砂礫料填筑堤身，大堤迎水面邊坡上段1：5，下段1：3。堤身采用河床砂礫料填筑，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用相對(duì)密度（Dr）控制，設(shè)計(jì)要求Dr為0.73。
二、砂礫料填筑要求
砂礫料用于堤身填筑部位，設(shè)計(jì)要求具有良好級(jí)配、砂礫料的最大粒徑不得超過150mm，含砂量（粒徑<2mm）不得超過總重量的40%。壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用相對(duì)密度（Dr）控制，設(shè)計(jì)要求Dr≥0.73。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查、取樣，依據(jù)SL237-1999《土工試驗(yàn)規(guī)程》，對(duì)砂礫料試樣進(jìn)行相對(duì)密度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)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；見表1。經(jīng)計(jì)算，對(duì)應(yīng)于Dr=0.73的干密度控制值為2.037 g/cm3。
三、砂礫料場(chǎng)質(zhì)量控制
砂礫料場(chǎng)質(zhì)量控制：①料場(chǎng)表面覆蓋層及樹根、建筑垃圾等雜物必須清除；②砂礫料含泥量宜小于5%，有泥土夾層或夾雜土塊的也應(yīng)清除干凈；③砂礫料中大于60mm的礫石不得過于集中，一般應(yīng)控制在30%以內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)主要以“目測(cè)法”為主，可取具有代表性的試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。
采料方式：料場(chǎng)區(qū)域地下水位較高，料源大部分是位于水下，故開采方式均采用立面混合開采，一次到位。這樣也可以避免砂礫料中的礫石（大于60mm）含量與砂粒（小于2mm）含量過小或過大，只有砂礫料級(jí)配良好，才能達(dá)到較好的碾壓效果。
四、碾壓試驗(yàn)
碾壓是完成堤身填筑的最關(guān)鍵的一道工序，因?yàn)橹挥型ㄟ^碾壓才能使松散砂礫料的干密度或相對(duì)密度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)。
碾壓試驗(yàn)是堤壩填筑施工中一項(xiàng)重要內(nèi)容，其主要目的是：①核實(shí)砂礫料設(shè)計(jì)指標(biāo)（干密度或相對(duì)密度）的合理性；②確定相應(yīng)的碾壓參數(shù)為施工提供依據(jù)；③選擇壓實(shí)機(jī)械類型和型號(hào)；④優(yōu)化施工工藝。
通過碾壓試驗(yàn)，本工程確定采用YZ-14B振動(dòng)碾，碾壓6遍，鋪料厚度0.5m，含水量控制在8%左右，灑水量宜為填筑方量的30%。 五、填筑碾壓
堤身填筑主要包括：卸料、攤鋪、灑水、碾壓等工序。
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按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，卸料可采用進(jìn)占法和后退法，但由于砂礫料的無(wú)粘聚性，采用進(jìn)占法對(duì)一般車輛來(lái)說(shuō)受其自身性能的限制是很難做到的，所以砂礫料填筑過程中，較多采用后退法，砂礫料卸料時(shí)如果發(fā)生顆粒分離現(xiàn)象，攤鋪前應(yīng)將其拌和均勻。
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根據(jù)工作面的寬窄，用推土機(jī)械攤鋪就能滿足要求，鋪料厚度為0.5m；鋪料邊線超過設(shè)計(jì)邊線1m，這樣可以使堤身留有足夠?qū)挾鹊南髌掠嗔俊?/p>
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灑水應(yīng)做到碾壓前灑水一次，之后，邊碾壓邊灑水。灑水設(shè)備選擇的關(guān)鍵一是其出水量要滿足工程需要，因總灑水量一般為新碾壓砂礫料體積的30%，這一點(diǎn)與一般土料有較大差別，施工過程中應(yīng)引起高度重視，否則會(huì)制約工程質(zhì)量與進(jìn)度；二是加水設(shè)備要能靈活控制整個(gè)碾亞工作面，以使現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單易行，施工過程中，可沿填筑工作面布置主干管和活動(dòng)支管。
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碾壓過程中關(guān)鍵是控制好振動(dòng)碾的行駛速度及加水量，同時(shí)做到邊灑水邊碾壓，目測(cè)碾壓面有明水（基本達(dá)到飽和）時(shí)，碾壓效果最佳。振動(dòng)碾壓實(shí)作業(yè)采用進(jìn)退錯(cuò)距法，碾跡搭壓寬度大于10cm，行走方向平行于堤軸線，行走速度控制在2Km/h以內(nèi)。作業(yè)面應(yīng)分層統(tǒng)一鋪料，鋪料厚度0.5m，統(tǒng)一碾壓，碾壓后的壓實(shí)層厚度一般為45cm左右。碾壓過程中配備人員和推土機(jī)整平，嚴(yán)禁出現(xiàn)界溝；碾壓過程中分段碾壓，分段作業(yè)面100～150m，各段應(yīng)設(shè)立標(biāo)志，以防漏壓、欠壓和過壓，上下層的分段接縫位置應(yīng)錯(cuò)開。相鄰作業(yè)面交接帶碾壓彼此搭接，平行堤軸線方向不小于0.5m，垂直堤軸線方向不小于3m。
六、砂礫料填筑質(zhì)量控制
依據(jù)SL260-98《堤防工程施工規(guī)范》進(jìn)行砂礫料填筑質(zhì)量控制，壓實(shí)指標(biāo)按設(shè)計(jì)相對(duì)密度值對(duì)應(yīng)的干密度2.037 g/cm3控制，質(zhì)量檢測(cè)取樣部位在碾壓工作面上均勻分布、隨機(jī)布置；取樣數(shù)量自檢時(shí)控制在每100 m3～150m3取樣1個(gè)，抽檢量為自檢量的1/3。
依據(jù)SL275-2001《核子水分密度儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》，干密度測(cè)定采用ZN-2000型核子水分-密度儀，測(cè)試前需對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用投射法，該種方法具有無(wú)損、快速、靈活、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。具體操作步驟是：①使用導(dǎo)板、釬桿和重錘，造一個(gè)垂直于檢測(cè)表面、其深度至少大于儀器源桿實(shí)際插入深度50mm的測(cè)孔，測(cè)孔垂直度要保證在儀器源桿插入預(yù)定檢測(cè)深度后，不致造成一端翹起或傾斜。②把儀器輕輕放置在測(cè)點(diǎn)位置上，在保證源桿不擾動(dòng)測(cè)孔孔壁的前提下，將儀器源桿緩緩插入測(cè)孔，直到預(yù)定的檢測(cè)深度30cm。③設(shè)置檢測(cè)時(shí)間為15s。④啟動(dòng)儀器開始檢測(cè)，檢測(cè)完畢后，記錄檢測(cè)結(jié)果。值得注意的是，當(dāng)被檢測(cè)砂礫料中存在較大顆�；蚩斩磿r(shí)，其檢測(cè)結(jié)果會(huì)有較大偏差，此時(shí)可將儀器轉(zhuǎn)動(dòng)90°檢測(cè)一次，直至轉(zhuǎn)動(dòng)360°完成4次檢測(cè)，取4次檢測(cè)結(jié)果的算術(shù)平均值作為該點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果。
經(jīng)檢測(cè)，本工程共抽檢5049個(gè)點(diǎn)，干密度最小值1.946 g/cm3，最大值2.250 g/cm3，平均值2.087 g/cm3，高于設(shè)計(jì)干密度值2.037 g/cm3的有4995個(gè)，合格率為98.9%。
七、結(jié)束語(yǔ)
砂礫料填筑施工質(zhì)量控制應(yīng)著重注意以下問題：①砂礫料灑水量應(yīng)控制在目測(cè)碾壓層面有明水（基本達(dá)到飽合）時(shí)，碾壓效果最好，這一點(diǎn)與一般土料截然不同。②砂礫料填筑采用ZN-2000型核子水分-密度儀測(cè)定含水量和密度，具有無(wú)損、快速及時(shí)、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，它不僅為施工單位贏得了時(shí)間，而且為質(zhì)量檢測(cè)部門提高了工效，這種優(yōu)點(diǎn)是灌水、灌砂等常規(guī)檢測(cè)方法所不具有的。③為保證砂礫料堤坡在設(shè)計(jì)斷面內(nèi)的壓實(shí)密度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，鋪料時(shí)上下游堤坡必須留有足夠的削坡余量，本工程控制寬度1.0m，以便削坡后，堤身砂礫料填筑的密度滿足設(shè)計(jì)要求。
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