均质土坝碾压施工质量控制浅析
2016-10-20闫建云中国水利水电第十二工程局有限公司
◎ 闫建云 中国水利水电第十二工程局有限公司
均质土坝碾压施工质量控制浅析
◎ 闫建云中国水利水电第十二工程局有限公司
通过对土坝施工中的主要技术指标的阐述分析,并结合实际施工土坝施工中存在的问题进行分析,提出施工中出现问题的解决方法和措施,供同类工程施工参考,共同做好坝体的质量管理工作,确保土坝的质量安全。
土坝 质量管理 浅析
1.前言
土坝作为当今应用范围较广的一种坝型,研究土坝的施工质量控制对确保大坝的安全具有重要的意义。本文结合山西省万家寨引黄入晋工程北干线墙框堡水库土建工程施工中总结的质量管理经验和出现问题的解决方法,供同类工程施工参考。
2.工程概况
墙框堡水库位于万家寨引黄入晋工程北干线末端大同南郊墙框堡村南,为平原围封水库。水库大坝为碾压均质土坝,坝顶高程1038.00m,防浪墙顶高程为1039.20m。坝顶宽6.0m,最大坝高12m,上游坝坡1︰2.5,下游坝坡1︰2.0。上游坝坡采用0.3m厚的预制混凝土块护坡,下设土工布,土工布下铺设0.3m厚中粗砂垫层,垫层下铺设防渗复合土工膜。下游坝坡采用三维植被网植草防护,坡面布设横向排水沟,浆砌石结构,间距100m。在大坝外坡脚布置贴坡排水,底部设浆砌石排水沟。纵、横向排水沟互相贯通,把雨水及坝体渗水排至坝脚附近的渠道。
图3 -1 土坝坝体填筑施工工艺
3.土坝坝体填筑施工工艺及控制要点
3.1放样
根据坝体设计断面要求,进行测量控制,放出填筑边线控制桩及铺料高程控制桩,按控制桩拉线划定铺料填筑范围。
3.2运输
上坝填筑料采用自卸车运输,挖掘机装车。主要的运输线路派专人负责养护,保持路面清洁,同时装车时不宜装得过满,重车下坡时严格控制行车速度。
3.3平仓
从填筑区的最低点开始铺料,铺料方向平行于坝轴线,采用进占法进行卸土、铺土。卸土时严格控制卸土强度,虚铺厚度按碾压试验确定的厚度进行控制,并以此计算单位面积卸土量,确定汽车卸土的强度。采用推土机平料,铺料层厚,松铺厚度按碾压试验结果确定,一边卸料,推土机随即平仓,交替作业,向前扩展,使汽车在松土上行驶,汽车每次行驶时,应避免行驶在同一条道路上,进占法铺料方式见图3-2所示。
铺土时应注意下列几方面的问题,保证铺土质量。
(1)平仓推土机应采用液压式推土机,保证其刀片固定,保证平土厚度,其功率应与自卸汽车相适应。
(2)填筑仓面应有定人指挥定点卸料,使推土机铺料均匀,推土机平料过程中,采用用仪器或钢钎及时检查铺土层厚度,发现超厚部位立即进行处理,不致于造成大面积过厚、过薄现象。
(3)推土机操作应定机定人,选择熟练的司机操作,不要轻易调动,这对铺土质量有决定性的作用。
(4)做到随卸随平仓,不能积压成堆,每次只允许一车。
3.4填筑土料含水率调整
(1)当填筑料偏干时,而与填筑最优含水率差距不大时(一般稍微增加1~2%),可采用坝面洒水处理,采用压力水与压缩空气混合进行雾状喷洒,使其洒水均匀。
(2)当填筑料的含水率超过填筑最优含水率控制要求时,采用农用旋耕犁在填筑仓面上翻松晾晒。
(3)在干燥和气温较高的天气施工,为防止铺土后表面水份损失,在碾压前仓面增加喷雾养护。
3.5填筑压实
土料的压实采用凸块碾压实,在雨天时及时将填筑仓面用平碾压光,除止仓面积水,填筑碾压方式采用进退错距法,平行于坝轴线方向碾压,错距以一个凸块宽度控制,一般为30~50cm,顺碾压方向搭接长度1~1.5m,碾压行车速度按碾压试验要求控制,一般控制在2~3km/h,进退一次算一遍,碾压遍数按试验结果定,一般为6~8次。碾压的起始和终了部位按进退不错车的方式一次碾压到规定的遍数,保证填筑的每个部位都碾压密实。
3.6质量检验
坝体填筑每填筑一层按设计要求频次取试样测定土料的填筑压实干密度含水率,质量符合要求的,继续进行上层填筑,质量不符合要求的,进行重新碾压,直至达到符合验收质量要求为止。
图3 -2 进占法铺料施工示意图
4.问题分析及建议
(1)本工程干密度检测采用环刀法,现场施工为连续不间断施工,环刀法检测需在室内进行,速度较慢对现场施工进度有一定的影响,若有条件的项目部建议采用核子密度仪进行干湿密度检测,采用核子密度仪检测操作简单速度快,且检测为无损检测,对于提高施工进度有很大作用;
(2)本工程所用填筑料含水率基本在最优含水率的-2%~+3%,因此填筑料基本可直接上坝填筑。若遇其他项目上坝料含水率偏低或偏高均需处理,含水率偏低建议土料上坝前采用三角锥型集中堆料顶部加水均化处理,含水率偏高可采用农用旋耕犁进行翻晒处理,从本项目使用情况来看效果都不错。
(3)从碾压试验结果来看,有压实度大于100%(现场干密度大于击实试验的最大干密度)的情况出现,究其原因不是真正意义上的压实度大于100%,而是因为在室内击实试验取样时存在一定的偏差,土质的变化所产生的原因。
(4)坝体填筑中还会遇到弹簧土现象。出现弹簧土后,首先应确定出现弹簧土的位置和深度,将弹簧土挖除,翻松、晾晒、风干至最优含水量控制范围,然后将土料翻松,再行铺土碾压。为了预防弹簧土的出现,铺土时,应严格控制土料的含水率,避免含水率过大的粘土、粉质粘土、淤泥质土、腐殖土等原状土上坝。