浅析均质土坝填筑施工质量控制及建议

摘 要：均质土坝的大坝土料填筑质量控制，大坝作为水库三大件，同时也是均质土坝施工的重点。本文分析了均质土坝施工填筑全过程可能遇到的问题，根据实际工程经验，提出相应的质量控制措施，以期为土坝质量控制及施工提供资料交流参考。

关键词：均质土坝;土坝填筑;碾压参数;质量控制。

作者简介：张国栋（1989-），男，云南安宁人，工程师，主要从事水利工程建设管理工作。

1.前言

均质土坝，简单地说就是利用土料等材料填筑而成的坝。土坝具有悠久的历史，目前在水库除险加固当中经常能够遇到的坝型，大部分从上世纪开始兴建，是一种古老的挡水建筑物，目前土坝的应用范围仍然广泛，并且根据不同地域土料场的情况，仍然在更新和发展。均质土坝坝体填筑前需要完成坝体填筑料料场的选址及规划，复核其料场土料储备，保证坝体填筑料充足，并做相应的土工试验，确保土料质量控制参数符合设計质量控制要求，施工前完成碾压实验确定施工时的碾压参数，保证土坝填筑的“质”和“量”满足设计要求，确保坝体填筑施工正常推进，完成工程建设任务。本文根据土坝填筑施工中实际存在的问题进行分析，提出相应的建议措施，以供分享交流。

2.土坝填筑前期准备工作

2.1料场规划

土坝填筑根据坝体所需回填料用量及土质质量控制指标，由设计单位在前期勘察设计的时候，按照“科学、合理、经济”的原则对料场进行规划选址，一是通过对料场测量，根据坝体填筑用量初步选定料场开挖范围，并制定开挖规划，谋划开挖运输路线，根据填筑进度进行开采及运输;二是对料场土料进行地勘及土工试验，勘察覆盖层厚度、料层的变化及夹层的分布情况，根据开挖区的施工场面、地下水位、土质情况、施工方法及施工机械可能开采的深度等因素，复查料场的开采范围、占地面积、弃料数量以及可用土层厚度和有效储量，

确保料场土料储量和质量满足设计要求。

2.2击实试验

初步选定料场之后，设计单位进行必要的室内和现场试验，核实坝料的物理力学性质及压实特性。根据土工试验规程等相关规范，开展土料击实试验。首先，设计单位在料场取样回实验室做室内击实试验，根据土料粒径确定击实试验的类型和方法，将土料过筛，搅拌均匀，分3层或5层倒入击实桶内分层击实，测出土体湿密度及含水率，从而计算干密度，通过反复试验计算，最终确定土料最大干密度及最优含水率，为碾压试验提供技术参数。

2.3碾压试验

通过料场规划选定料场，击实试验确定土料性质参数，大坝开始填筑之前，根据碾压式土石坝施工规范、 土工试验规程等规范规程制定碾压试验报告，通过碾压试验最终确定坝体填筑质量控制参数。

首先，碾压试验场地不能选择在坝基范围内，碾压场地要进行压实、平整，确保碾压场地符合规范要求，通过碾压试验，检验坝体填筑料的开采及施工填筑工艺与措施是否合适并进行调整，碾压试验测出现场干密度，液塑限、渗透系数等参数，根据击实试验最大干密度，复核坝体压实度是否与前期设计参数吻合，最终确定施工机械、施工工艺、施工参数（铺土厚度、碾压遍数、最优含水量、最大干密度、行车速度）。碾压试验完成后，须提出碾压试验报告和建议的碾压参数，供土坝施工参建参管单位做为指导施工的依据。

均质土坝在填筑之前的碾压试验是坝体在进行大量的填筑工作之前的最后也是最为重要的一项工作。由于通过填筑之前的碾压实验，能够确定均质土坝在坝体的填筑过程之中最合理的土料填筑碾压的施工参数，此外，还可以保证利用工程当前所拥有碾压机械达到施工填筑压实设计标准要求的最优途径，并保证控制技术指标的合理性以及先进性，能够得到最佳的施工效果，可以为均质土坝填筑施工奠定坚实的基础。

3.土坝填筑施工过程质量控制

3.1 建立质量管理体系

土坝填筑施工过程中，项目参建参管单位均需加强质量管理，建立质量管理机构，明确工作职责。严格按照设计要求施工，严格执行碾压式土石坝施工规范、 土工试验规程及等规范规程，做到现场试验参数符合设计技术参数，严格过程控制管理，对每道工序施工，都要进行技术交底工作，坚持“施工单位自检、质检单位抽检、监理单位平行检测“制度，特别是在坝体碾压施工过程中，现场监理人员应肩负起自身职责，落实监督手段，坚持上道工序施工质量合格、才准许下道工序施工的原则，碾压过程中严格控制铺土层厚及碾压遍数，注意观察是否出现漏压或超压、是否出现剪力破坏及光面，发现质量问题及时处理，并对最终试验数据进行复核检查。施工现场建设单位、设计单位、监理单位、质检单位、施工单位要及时加强沟通和联系，及时解决和商讨可能出现的问题，确保土坝碾压质量。

3.2 料场质量控制

土坝填筑过程中，可能出现填筑施工工艺符合规范要求，但现场试验参数仍然不合格，这就需要加强对料场原土料的质量控制。当遇到天气变化或现场数据不合格的时期，现场质检员需每天填筑材料上坝前，对料场土料做土工试验，检查土料的含水量、杂质含量、土块大小及土质情况，重点把控土料含水率。若料场土料含水率偏高，在采取翻晒方法的同时应致力于改善料场排水情况，可以采用平层开挖的方式取样，扩大料场开挖平面面积，或采用“田”字型开挖，增强料场自身排水能力，雨季还应采取有效的防雨措施;若料场土料含水率偏低，可以采用竖层开挖的方式取样，在料场中应开挖沟畦，灌水浸泡，配合机械设备轮换取土。土料含水量不均匀时，可采取堆“土牛”的措施进行控制，同时加快土料运输及上坝摊铺过程，确保料场土料质量符合设计要求。

3.3 施工现场填筑质量控制

1）在均质土坝填筑施工过程中，首先，严格执行碾压式土石坝施工规范及设计要求，严格控制施工方法及工艺。按照坝体分区、分层、分料的原则进行填筑，碾压方向平行于坝轴线，不允许碾压出现断层的情况，层与层之间应搭接碾压，还应重点控制靠近水库混凝土建筑物的接触部位宜采取小型压实设备或人工夯实，在填筑过程中避免一侧上料碾压，应两侧同起，避免产生侧向压力，影响结构物的安全，保证土坝碾压施工作业面的平整度符合规范要求，确保碾压质量的整体性。其次，加强对土坝填筑现场施工控制，核查现场试验参数。根据设计技术要求，严格控制碾压过程中的铺土厚度及碾压遍数，铺土厚度要匀，现场施工技术员对松铺厚度及边线严格测量控制，禁止出现超厚填筑施工现象，超径不合格的料块应打碎，杂物应清除，自卸汽车应采用进占法倒退铺土，使汽车始终在松土上行驶，避免在压实土层上开行，造成超压，引起剪力破坏，下层铺土之前，要对上层碾压完光面进行刨毛，气候干燥时还应适当洒水。最后，严格按规范要求逐层挖坑取样试验，按照单元工程项目划分，每填筑、碾压一层，需进行取样测定干密度、压实度、含水率、渗透系数等参数进行试验，经测定达到设计要求后才能进行上层填筑，现场采用环刀法进行试验，每层取样数量应不少于3个，取样位置在层厚的下部1/3处取样。环刀取样试验不合格的部位必须再碾压处理，至复验合格后方能继续下道工序。由于施工、气候等原因停工的坝面应加以保护，复工时必须仔细清理并经检验合格后始准上料填筑，并作记录备查，确保按质按量完成土坝碾压施工。

4.问题分析及建议

4.1前期试验参数与实际施工不符

土坝填筑对土料要求就是均质土，根据相关规范要求及经验参数，大部分土料几乎都符合规范要求，但在具体施工过程中，可能会出现部分参数会有偏差。一是前期勘测设计时，可能处于旱季，但是当土坝施工时可能在雨季，自然前期一部分土料试验参数与实际施工时有偏差;二是还可能是现场土料取样方法不够全面，未全面、整体反应整个料场土体实际情况，可能取了相对好的土体，但施工时料场开挖之后，可能各种土料混合以后，造成试验参数与前期不符。因此，建议在土坝填筑前，采用“全料法”取样，充分反映现场整个料场的实际情况，确保土坝填筑技术参数合理。

4.2土坝填筑过程数据逻辑不对

现场碾压试验结果，可能会出现有压实度大于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%。一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。二是进料不够规范，取样不够均匀，可能存在细石等杂物，提高了现场干密度，造成现场干密度大于最大干密度。因此，建议严格核查现场检测仪器，一定从源头严格控制进料，确保上坝填筑料符合要求。

4.3土坝填筑出现弹簧土现象

土坝填筑出现“弹簧土”现象。一是可能上一层填筑时未严格控制粒径及层厚，造成上一次碾压面不够平整，当这一层碾压时接着出现凹凸不平的坝面，造成剪切破坏;二是土料含水率控制不好，可能是由于雨季变化及料场未有效防护，土料拌和不均匀，造成土料含水率升高，现场碾压出现“弹簧土”现象。建议出现弹簧土后，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、风干至最优含水量允许控制范围，然后再行铺土碾压，若含水率过大的粘土，则直接挖除，重新上料填筑，确保均质土坝填筑质量合格。

参考文献

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[3]马黎明 谈平原围封水库土坝施工质量控制[J].山西建筑，2014， （28）.