［摘要］山西省滹沱河重點段河道治理工程，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較平坦，設(shè)計為土質(zhì)堤防。文章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，通過碾壓試驗方式確定了各項施工條件下經(jīng)濟(jì)可行的參數(shù)，為科學(xué)制定施工方案、控制工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)、保證施工質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。
［關(guān)鍵詞］土質(zhì)堤防；碾壓試驗；粘性土；無粘性土；滹沱河重點段
1工程概況
山西省滹沱河重點段河道治理工程，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較平坦，設(shè)計為土質(zhì)堤防；盂縣境內(nèi)地勢為山區(qū)峽谷段，設(shè)計為漿砌石堤防。本工程治理河道總長度為87.28km，堤防級別為4級。通過碾壓試驗分析，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48.34km，加固堤防長86.46km，設(shè)計為梯形斷面的土堤，臨河側(cè)及背河側(cè)邊坡均為1∶2，依據(jù)地形堤防高程833.651～738.3m，高程差為95.351m，規(guī)劃的堤距寬度為300～450m。
2試驗布置及過程
本堤防填筑碾壓試驗場地，布置在滹沱河定襄縣段右岸，樁號為R89+281—R89+330，試驗場地長49m、寬20m，以堤軸線為中心線，參考鋪料厚度，試驗場共劃分為6個試驗小塊，每個試驗小塊為一個試驗單元，每個試驗單元長15m寬10m，中心線方向的試驗單元鋪料厚度之間設(shè)2m的過渡段。中心線一側(cè)為A1～A3區(qū)粘性土試驗區(qū)，另一側(cè)為B1～B3區(qū)無粘性土試驗區(qū)；該試驗對選用的試驗單元擬定鋪料厚度，A1和B1試驗單元鋪料厚度30cm，A2和B2試驗單元鋪料厚度40cm，A3和B3試驗單元鋪料厚度50cm。碾壓試驗場區(qū)布置圖詳見圖1。根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-2014）的規(guī)定，鋪料厚度在30～50cm區(qū)間的土塊限制直徑不超過15cm，故本試驗參考規(guī)范規(guī)定，土料限制粒徑不超過15cm。為防止運輸土料車輛對試驗區(qū)形成超壓，鋪料方式選用“后退法”卸料，裝載機(jī)整平。本工程壓實指標(biāo)，粘性土設(shè)計的壓實度不低于0.91，無粘性土設(shè)計的相對密度不低于0.60。土方填筑試驗前，先平整好選定的試驗場地，碾壓密實達(dá)到堤防主體設(shè)計壓實指標(biāo)，并對面層進(jìn)行拋毛，以避免堤基層對碾壓試驗的影響。本試驗?zāi)刖撸x用18t振動碾的自有機(jī)械，試驗結(jié)束后，根據(jù)試驗結(jié)果判斷其適用情況；參考其他工程施工經(jīng)驗，本試驗擬定碾壓行車速度為2km/h、振動頻率為28Hz；擬定碾壓遍數(shù)為靜壓1遍、振碾4遍。碾壓試驗過程中為避免碾壓方式不當(dāng)造成的漏壓、超壓，隨時觀測土方填筑的剪力破壞情況。試驗過程中為控制好鋪土厚度及觀測沉降量，在土料填筑的試驗區(qū)外布置控制基樁，用水準(zhǔn)儀測量各試驗單元布置網(wǎng)絡(luò)測點的初始厚度與相對高程，并做好記錄。每碾壓一遍，均分別量測各網(wǎng)格測點在碾壓前后相對高程及沉降量的變化。每遍碾壓完成后測量高程的同時，在相應(yīng)試驗單元填筑面上采用環(huán)刀法均勻取12個試樣，測定干密度。
3試驗成果分析
3.1粘性土碾壓試驗參數(shù)
本試驗鋪料厚度為30cm時，靜碾1遍振碾3～5遍時，壓實度合格率高，鋪料厚度較小，該參數(shù)組合不經(jīng)濟(jì)；鋪料厚度為40cm時，靜碾1遍振碾4遍時，壓實度在92.2％～94.4％，平均壓實度為93.3％，鋪料厚度與碾壓遍數(shù)較經(jīng)濟(jì)，屬于滿足設(shè)計填筑要求的參數(shù)組合；鋪料厚度為50cm時，靜碾1遍振碾3～4遍后，壓實度存在不合格點，從而造成質(zhì)量不合格，應(yīng)舍棄該參數(shù)組合，A1～A3區(qū)試驗參數(shù)見表1。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40cm，靜碾1遍振碾4遍。
3.2無粘性土碾壓試驗參數(shù)
本試驗鋪土厚度為30cm時，靜碾1遍振碾3遍、4遍、5遍后，相對密度合格率高，鋪料厚度較小，該參數(shù)組合不經(jīng)濟(jì)；鋪料厚度為40cm時，靜碾1遍振碾4遍時，相對密度在0.64～0.66，平均相對密度為0.65，鋪料厚度與碾壓遍數(shù)較經(jīng)濟(jì)，屬于滿足設(shè)計填筑要求的參數(shù)組合；鋪土厚度為50cm時，靜碾1遍振碾3遍、4遍后，相對密度存在不合格點，工程質(zhì)量難以保證，不應(yīng)選擇該參數(shù)組合，B1～B3區(qū)試驗參數(shù)見表2。綜上所述，無粘性填筑土最優(yōu)技術(shù)參數(shù)組合為：鋪土厚度40cm，靜碾1遍振碾4遍。
3.3其他參數(shù)
本試驗采用自有機(jī)械18t振動碾進(jìn)行試驗，擬定的行走速率2km/h和振動頻率28Hz滿足施工要求；取樣測得粘性土含水量在16.0%～17.7%，無粘性土含水量在12.4%～13.6%，試驗結(jié)果表面范圍含水量可以滿足施工要求控制的壓實指標(biāo)。試驗過程中控制土塊兒限制直徑不大于15cm，滿足施工要求。
4結(jié)語
由試驗數(shù)據(jù)可知：在鋪料厚度相同的情況下，選用的18t振動碾碾壓1～3遍時，沉降量隨碾壓遍數(shù)的增多而增加；碾壓至4～5遍時，沉降量增大較少或者不再繼續(xù)增大；鋪料厚度相同時，碾壓遍數(shù)逐步增加，壓實度與相對密度隨之而增大；碾壓遍數(shù)相同時，鋪土厚度越大，壓實度或相對密度隨之而減小。以上試驗結(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，通過碾壓試驗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)。
