粘性非膨胀土换填碾压试验工艺及其质量控制

2021-01-18何勇君

四川水泥 2021年1期

关键词：土料含水率碾压

何勇君

Engineering technique 工程技术

粘性非膨胀土换填碾压试验工艺及其质量控制

何勇君

（中铁二局第二工程有限公司，四川成都 610010）

引江济巢河渠边坡工程，其边坡原状土为膨胀土，按设计标准要求须进行换填粘性非膨胀土，通过现场碾压工艺试验过程及成果分析，确定施工碾压工艺，为边坡换填粘性非膨胀土提供施工依据及质量控制，对其他类似工程具有一定的指导和参考作用。

边坡换填；碾压工艺试验；质量控制

1 概述

引江济淮工程（安徽段）引江济巢段菜巢线施工C004标，引江济巢釆用双线输水，包含菜子湖段及兆河段，菜子湖段始于枞阳闸，经菜子湖调蓄后，北上利用其主源孔城河上溯，穿过与巢湖流域的分水岭后，入巢湖支流罗埠河，再接白石天河到达巢湖，全长约113km。其中菜子湖线桩号54+091～67+050，主要工程内容为河渠工程、跨河桥梁工程及连接线工程。

本标段属于膨胀土分布区，河渠工程需进行膨胀土换填。按设计本标段膨胀土主要以蒙脱石和伊利石等强亲水矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩等工程特性，从而导致河渠衬砌开裂滑坡等破坏，边坡开挖后及时采用粘性非膨胀土换填。

换填段起止桩号为62+077.4～67+050，全长4.9726km。其中左岸换填渠段为62+077.4～63+308.0、63+825.3～63+918.3、64+119.9～67+050，右岸换填渠段为62+077.4～64+904.2、65+504.8～67+050。

根据施工技术要求及图纸，填方明渠渠身回填压实度不小于0.96。经比选，最终确定试验块碾压试验采用65+400处开挖土料。经检测，该土料基本属性为：液限34.3%，塑限16.8%，塑性指数17.5，属于低液限黏土；自由膨胀率25%，属于非膨胀土。室内击实试验结果为最佳含水率18.6%，最大干密度1.72g/cm3。

在进行试验段现场控制时，除超尺寸颗粒外，以最佳含水率为主要控制指标,同时结合天然含水率情况，指导现场施工。土料含水率控制在最佳含水率的-2%～+3%之间。

按照合同、设计图纸、施工技术要求及规范要求，为了提高以后大面积施工时的施工效率，达到以下目的：

（1）核实填筑设计标准的合理性；

（2）检查压实机具的性能是否满足施工要求；

（3）选定合理的施工压实工艺参数：填料松铺土厚度、土块限制直径、含水率的适宜范围、碾压遍数和松铺系数。

（4）研究填筑工艺，为后续施工积累经验。

本工艺采用的主要试验方法有：《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019）、《膨胀土地区建筑技术规范》（GB50112-2013）、《堤防工程施工规范》（SL260-2014），以及工程设计文件、粘性非膨胀土换填试验方案等。

采用的主要机械设备有：DS16型推土机1台、20t振动碾压路机1台、日立220型挖掘机1台、洒水车1台；对压实效果采用环刀法检测。

2 碾压试验规划

2.1 试验场地的确定

碾压试验根据现场施工条件，选择在河渠柘园桥左岸临时堆土区内对应河渠桩号为65+370～65+400段，平行河渠方向宽度为30m，垂直河渠方向长度为100m。

试验前将场地平整清理，并将场地用压路机进行压实，填筑基础面压实指标应达到填筑要求的密实程度，验收合格后，再进行碾压试验；将试验场地划分为段长25m的4个试验小块。

2.2 碾压工艺的初步确定

以基面为准，建立初步碾压工艺标准，同时设置试验段。试验段总长100m、宽30m,以不同的碾压厚度分为4块段，每块段长25米，每块段碾压厚度分别为：42cm、38cm、36cm、33cm。

基面利用柘园桥左侧临时堆土区内对应河渠桩号65+370～65+400段碾压试验场地，表面采用推土机整平、20t振动压路机，结合既有施工经验，按照进退错距法碾压6遍(静压2遍，振动压碾4遍)，碾压搭接宽度为1/3轮宽约65cm，现场共检测了12点，实测干密度为1.65 g/cm3～1.69 g/cm3，平均1.67g/cm3；实测含水率为17.9%～18.4%；压实度检测结果为97.1%～99.4%，均大于96%，满足基面碾压要求，该碾压工艺是可行的。

2.3 松铺厚度及碾压遍数设计

对原基面进行清理整平，并按照2.2碾压工艺完成后，运输车从填料开采场运至填筑试验指定区域，在确定的4个试验块分别按照松铺厚度33cm、36cm、38cm、42cm进行填料摊铺，推土机平整，然后仍按照2.2碾压工艺实施碾压质量控制，但在每碾压至2、4、6遍时，采用环刀法进行压实度检测。

试验场地划分为四块，试验时选择不同的铺土厚度，采用不同的碾压遍数，通过采集的试验数据进行比较，选择最优参数作为填筑施工参数。

2.4 土方填筑碾压施工工艺流程

土方填筑碾压试验段施工流程为：

土料含水量控制

↓

测量放样→基底清理→基底碾压→土料摊铺→土料平整→碾压→取样检测→试验成果整理上报

2.5 对碾压施工工艺流程的说明

（1）测量放线及基底清理

采用旗杆和红绳标出碾压试验边线，对碾压试验区域内的杂物进行清理，测量并标出地基高程以控制松铺土厚度。进行试验区域的划分，试验区域超出边线50cm，以确保碾压到边到位。

（2）基底碾压

碾压试验范围平整清理合格后，经四方联合验收后，用压路机进行压实，填筑基础面压实指标应达到填筑要求的密实程度，再进行碾压试验。

（3）土料摊铺、平整及碾压

土料铺土厚度控制，采用旗杆标记进行高程控制。碾压机械平行于河渠方向轴线行走，并将车速控制在2 km/h～4km/h，前两遍碾压采用无振碾压，然后采用进退全振错距法碾压，每次错距四分之一碾压轮宽。四遍碾压完成后，进行检测取样；取样完成后压实机械继续进行碾压，每次错距二分之一碾压轮宽；六遍碾压完成后，进行检测取样；取样完成后压实机械继续进行碾压，每次错距二分之一碾压轮宽，碾压完成后取样；依次循环直到试验范围内土层全部压完八遍，完成取样。

通过改变碾压速度、含水率、松铺土厚度等取得参数适宜值。按照适宜值复核试验。

（4）土料含水量控制

用于碾压试验的土料填筑前要先进行含水率检测，其含水率控制在土料的最佳含水率-2％～+3%范围以内。如果含水率过大，土料在弃渣场摊铺后先进行翻晒，如果含水率偏小，土料摊铺后采用洒水车按照计算的水量进行洒水闷料，使土料的含水率保持均匀。