均质土坝压实施工中的质量控制

时间：2024-07-28

梁博

(陕西省水利水电工程集团有限公司，陕西渭南 714000)

1 前言

在均质土坝压实施工过程中，其质量控制一直很受重视。所谓压实度就是通过手工或者机械力量对土料施加像打夯、碾压、震动及碾压等的夯压能量，在实际现场中该过程达到的干密度与室内进行标准实验得到的最大干密度的比值。在均质土坝质量控制的指标中，压实度是非常关键的一个指标。而土壤颗粒的摩擦力以及凝聚力决定了均质土坝土料自身的稳定性。这其中，土的密实性和土壤颗粒的内摩擦力，凝聚力以及抗渗性都有着很大的关系。土壤颗粒越密，其压实度就越高，同时，土坝的整体性能也会越好。为此，要想保证均质土坝压实施工的质量控制，必须做好击实试验和压实工艺。本文从均质土坝压实标准选取中要注意的问题出发，分析了室内击实试验和现场击实试验，在此基础上，说明了压实的质量控制。

2 均质土坝压实标准选取中需要注意的问题

均质土料其各方面的性质相对来说是比较稳定，这一特点就决定了，在同一压实条件下，得到的干密度几乎可以接近一常数。在这种情况下，可以将这一近似常数的干密度作为设计和施工质控标准。然而，现实中的土料就不是这种情况了，实际中的土料不论环境再相似，即便是相同位置的土料，也会出现各成分指标(比如，矿化成分以及土颗粒组成等等)不相同的现象。这样将会导致土料的性质不够均匀，这样，即便压实条件完全一样，干密度的指标也未必相同。因此，在该情况下，就不能使用某一干密度作为施工质量的控制标准了。因为在该情况下使用某一干密度，会出现如下现象: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。所以，在这种情况下，施工质量就会受到大大的影响，也不利于施工进度。因此，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。

3 室内击实试验

3.1 影响土的击实性的主要因素

影响土的击实行的因素很多，以下着重阐述如下3个方面的影响。即:颗粒组成与级配，压实功能的大小，土料的含水率。

3.1.1 颗粒组成与级配

土料的压实效果受到土料颗粒大小与组成的影响。具体的影响是，黏性土的黏结力比较大，而摩擦力又比较小，透水性也比较小，排水方面就比较困难，其压缩的整个过程相对缓慢，且具有大的压缩性，是非常不容易压实的。而非黏性土料黏结力小，摩擦力大，排水容易，压缩过程快，能很快达到密实，但透水性大。另外，土料的压实质量直接受到土料级配情况的影响，在良好的级配条件下，土料才可能达到工程要求的压实度，因此应该控制土料及土料的颗粒级配。

3.1.2 压实功能的大小

土料干密度的大小受到压实功能大小的影响。对同一种土进行不同击实功击试验，得出的结果是，干密度将随着土的压实功的增大而增大，最优含水率恰恰相反。这说明，同一种土料的最优含水率和最大干密度，随压实功能的改变而变压实功能增大，但增大击实功有一定限度，超过限度，击实增大击实功，土的干密度增加不再明显，该特性对于含水率过低或者过高的土料效果更加显著。

3.1.3 土料的含水率

在压实功能一定的情况下，假如含水率比较小，同时土粒周围的结合水膜也比较薄，土粒间的结合水的联结力比较大，此时，土粒不容易产生相对移动而被挤密，干密度较小，土料干密度随含水率的增大而增大，干密度达到最大值，这时的含水率为最优，大于此含水率后，由于含水率过于增加，孔隙中出现自由水并将部分空气封闭，这样抵消了部分击实功，击实效果反而下降，干密度会减小。由此可见，土料的含水率严重影响着土料压实效果。

3.2 击实试验

标准击实仪是进行击实试验的重要仪器，击实仪由两部分组成:击实筒和击实锤。在进行击实试验时，应该先将待测的土料按不同的预定含水率，制备成不同的试样。在相同击实功下，测出击实后试样的湿密度和含水率，同时计算出该试样的干密度。将干密度作为纵坐标，同时将含水率定义为横坐标，绘制出干密度ρd与含水率ω的曲线，这样，通过曲线来确定土的最大干密度ρdmax与相应的最优含水率ωop，以此为土坝设计和施工提供依据。

4 现场压实试验

现场压实试验对于均质土坝施工非常关键，是一项有效的技术措施，通过现场击实试验，可以确定如下参数:铺土厚度、相应的含水率及相应的压实机具和碾压遍数。

4.1 碾压实试验场地布置及含水率

含水率过大，碾压时容易出现弹簧土，含水率过小，即使表面给人的感觉压实了，但测其干密度常达不到设计标准，压实度则低，均质土坝现场碾压试验场地可选在地势平坦及平整压实处理清基验收后的基础面上，可将试验场地以长边为轴线方向，划分为10 m×10 m的4个试验小块，中线一侧的相连两个试验小块为A1、A2，中线另一侧的两个试验小块为B1、B2，土料 A1、A2小块含水率均调整为最优含水率，B1、B2小块土料含水率分别调整为最优含水率±1% ～±2%，含水率调整，如果含水率过高，可采用翻松、晾晒、均匀掺入干土等方法，如果含水率偏低，可采用预先洒水润湿。

4.2 压实机械选用及碾压参数

机械压实影响深度的大小，若土料含水率比较适宜虚铺土料过厚，不易压实，虚铺土料过薄，则增加费用，施工时，每层最优铺土厚度和压实变数可根据填料性质、压实度的要求和选用的压实机具的性能确定，铺土厚度、压实机械、碾压遍数。

5 压实质量的控制

在做完均质土坝的压实后，保证压实度达标是非常重要的。另外，还要对压实度进行检测工作，具体做法为:采用500 mm3的环刀法对在压实土层约2/3的深度处进行取样，通过取样分析，计算，测试其含水率。同时计算出干密度和压实度。我国有明确的规定，一二级坝最佳填土压实度范围大约在97%～99%，而三级以及以下的中坝，压实度应该在95% ～97%。