堤防填筑质量检测与评定探讨

2011-07-12余智囊钱财富

中国水利 2011年22期

关键词：土样堤防含水率

余智囊，钱财富

（1.水利部淮河水利委员会，233000，蚌埠；2.水利部淮河水利委员会水利科学研究院，233000，蚌埠）

河道堤防是我国防洪工程体系的重要组成部分，是防御洪水的最后屏障。因此，对加固或新建堤防工程质量检测与评定十分重要。通过对现有堤防填筑质量与评价标准进行系统分析，指出其不足和存在的问题，确定今后的研究目标和方向。

一、填筑土料的基本性质试验

1.室内物理力学试验

（1）土的物理性质试验

包括土的密度、比重、含水率、界限含水率（液限、塑限、缩限）、颗粒分析、击实特征参数等试验，用于土的工程分类及判断土的状态。

（2）土的力学性质试验

包括渗透性、压缩性和强度试验等，主要目的是提供设计参数，如渗透系数、固结系数、变形参数、抗剪强度参数等。

（3）填筑质量标准确定

设计可根据土的性质，选取合适的堤防断面进行渗流、沉降和边坡稳定计算，确定土的压实质量指标。

2.现场质量检测

（1）土的含水率试验

含水率是土的基本物理性质指标之一，反映土的自然状态，含水率的变化可引起土的一系列物理力学性质改变。土的含水率试验为土样在105℃～110℃温度下烘至恒量时所失去的水质量与恒量后干土质量的比值，以百分率表示。

式中，w为含水率，m为湿土质量，md为干土质量。试验进行两次平行测定，取其算术平均值。

（2）土的干密度试验

土的干密度是单位体积的烘干土体质量。堤防工程土的密度试验一般采用环刀法，即采用恒定体积的环刀（一般采用 100 cm3），按需要取原状土或制备的扰动土样，两端整平，将准备好的环刀刃口向下放在土样上；用切土刀（或钢丝锯）沿环刀外侧，削成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边削边压，至土样顶面伸出环刀为止。将两端余土削去修平，取剩余的代表性土样测定含水率，擦净环刀外壁并称量。

式中，ρd为干密度，m环刀+土体为环刀和土体的总质量，m环刀为环刀质量，V环刀为环刀体积。

（3）土的击实试验

击实试验的目的是采用标准的击实方法（没有特别规定的情况下为轻型击实），测定特定土的密度和含水率的关系，确定该土的最大干密度和最优含水率。了解土的压实特性，为工程设计和现场碾压提供土的压实资料。

试验前将一定量的风干土样，在橡皮板上用木碾碾散后过5 mm筛，取筛下土依次按约相差2%含水率制备不少于5个试样，拌匀后装入塑料袋或密封于盛土器内静置，使土中水分充分浸润，含水率分布均匀，一般静置时间为12～24小时。

试验操作步骤如下：

①击实仪放在坚实地面上（固定试验室在仪器放置时就应做到），在击实筒内壁和底板上涂一薄层润滑油，各部件安装好，检查仪器是否正常，并做好记录。

②取制备好的土样分层进行击实。击实过程中应在每层击完后测量击后高度，使击实完成后余土高度满足规范要求；下一层击实前应对上一层面刨毛，增强层间接合。击实完成后，用修土刀沿护筒壁削挖后，扭动并取下护筒，测量并记录余土高度。

根据试验结果，计算各试样的含水率和干密度。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，并画出饱和曲线。由所绘制的干密度与含水率的关系曲线确定土的最大干密度和最优含水率。

③当直径大于5 mm的颗粒含量占土总质量比例小于等于30%时，采用下列公式进行校正：

二、现有堤防填筑质量控制

现有堤防填筑质量与评定从施工自检、监理抽检、第三方检测与竣工验收检测四个方面进行控制。

1.施工自检

施工自检是施工单位在完成每道堤防填筑施工工序后，由施工单位质检部门对各工序的质量情况进行检测与评定。

2.监理抽检

监理抽检是施工单位在完成每道堤防填筑施工工序后，由监理单位对各工序的质量情况进行抽检与评定。

3.第三方检测

第三方检测是在对已建工程质量有重大分歧时，项目法人委托具有相应资质等级的质量检测单位进行检测的行为。第三方检测单位与施工单位和监理单位应没有隶属关系，对工程质量进行的检测所出的成果应具有一定的权威性、科学性、严谨性和公正性。

4.竣工验收检测

《水利工程质量管理规定》《水利工程建设项目验收管理规定》和《水利水电工程施工质量检验与评定规程》中提出，竣工验收检测是工程全部完成后，项目法人委托具有相应资质的工程质量检测机构对工程质量进行全面检测的行为。

三、堤防填筑质量检测内容及方法

《堤防工程施工规范》SL 260—98确定的堤防填筑质量自检内容有：土料质量、堤基处理质量、土方填筑质量、堤防填筑外观质量等。

1.土料质量

土料质量检测采用以现场目测、手测为主，辅以简易试验的方式，鉴别筑堤土料的土质及天然含水率。发现料场土质与设计要求有较大出入时，应取代表性土样做土工试验复验。

2.堤基处理质量

堤基处理质量检测根据堤基处理措施的相应技术标准要求确定质检的项目来确定相应的检测方法。

3.堤防填筑质量

堤防填筑质量检测主要采用环刀法检测土料干密度，根据室内击实试验测得最大干密度，计算土方填筑压实度。

4.堤防填筑外观质量

堤防填筑外观质量检测主要采用量测法。

四、堤防填筑质量检测数量

1.施工自检

堤防填筑质量检测取样数量应符合：每层取样数量可控制在填筑量每100～150 m3取样1个；特别狭长的堤防加固作业面取样时，可按每20～30 m一段取样1个；若作业面或局部返工部位按填筑量计算的取样数量不足3个时，也应取样3个；在压实质量可疑和堤防特定部位抽样检测时，取样数视具体情况而定，但检测成果仅作为质量检查参考不作为碾压质量评定的统计资料。

堤防填筑外观质量检测数量为每200 m测4个测点。

2.监理抽检

土方填筑质量、堤防填筑外观质量抽检的数量为施工单位抽检数量的1/3，且需满足规范要求的最少抽检数量。

3.第三方检测

具体检测数量一般由受委托单位针对工程质量存在的重大分歧编制检测方案，由项目法人和工程质量监督单位进行审批确定。

4.竣工验收检测

根据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》第4.1.10条，工程质量抽检项目和数量由工程质量监督机构确定。

《堤防工程施工质量评定与验收规程》中对土料填筑工程质量抽检主要内容为干密度和外观尺寸，并满足：每2 000 m至少抽检一个断面；每个断面至少抽检2层，每层不少于3个点，且不得在堤防顶层取样；每个单位工程抽检样本点总数不得少于20个。

五、堤防填筑质量评定

堤防填筑质量评定主要分为外观质量评定和填筑质量评定两个部分。

1.外观质量评定

堤防填筑外观质量合格标准应按《堤防工程施工规范》（SL 260—98）表10.4.1-2和《堤防工程施工质量评定与验收规程（试行）》表C.0.2规定执行。

2.填筑质量评定

填筑质量评定合格标准根据堤防等级确定，1级堤防压实度不应小于0.94，2级和高度超过6 m的3级堤防压实度不应小于0.92，3级以下及低于3级堤防不应小于0.90。

3.工程质量等级评定

施工自检和监理抽检阶段工程质量等级评定按合格率分为不合格、合格和优良3个等级。具体为：工程外观质量合格率小于70%为不合格，合格率大于等于70%小于90%为合格，合格率大于等于90%为优良；填筑质量满足《堤防工程施工质量评定与验收规程（试行）》中表3.2.5规定为合格，合格率超过表中数值5%以上为优良。

目前第三方检测和竣工验收检测参照已有规程规定执行。一般第三方检测和竣工验收检测的数量远少于施工自检和监理抽检数量，参照执行过程中对其合格性评定比较困难。