滹沱河重点段河道治理工程堤防填筑碾压试验

王 玉

（运城市北赵引黄工程建设服务中心，山西 运城 044000）

1 工程概况

山西省滹沱河重点段河道治理工程，位于盂县、定襄县、忻府区和原平市境内，其中定襄县、忻府区和原平市滹沱河沿岸地势较平坦，设计为土质堤防；盂县境内地势为山区峡谷段，设计为浆砌石堤防。本工程治理河道总长度为87.28 km，堤防级别为4级。

通过碾压试验分析，确定土质堤防工程的土方填筑施工参数。定襄县、忻府区和原平市滹沱河治理段左、右岸新建堤防长48.34 km，加固堤防长86.46 km，设计为梯形断面的土堤，临河侧及背河侧边坡均为1∶2，依据地形堤防高程833.651～738.3 m，高程差为95.351 m，规划的堤距宽度为300～450 m。

2 试验布置及过程

本堤防填筑碾压试验场地，布置在滹沱河定襄县段右岸，桩号为R89+281—R89+330，试验场地长49m、宽20 m，以堤轴线为中心线，参考铺料厚度，试验场共划分为6个试验小块，每个试验小块为一个试验单元，每个试验单元长15 m宽10 m，中心线方向的试验单元铺料厚度之间设2 m的过渡段。中心线一侧为A1～A3区粘性土试验区，另一侧为B1～B3区无粘性土试验区；该试验对选用的试验单元拟定铺料厚度，A1和B1试验单元铺料厚度30 cm，A2和B2试验单元铺料厚度40 cm，A3和B3试验单元铺料厚度50cm。碾压试验场区布置图详见图1。

根据《堤防工程施工规范》（SL 260-2014）的规定，铺料厚度在30～50 cm区间的土块限制直径不超过15 cm，故本试验参考规范规定，土料限制粒径不超过15 cm。为防止运输土料车辆对试验区形成超压，铺料方式选用“后退法”卸料，装载机整平。

图1 碾压试验场区布置图

本工程压实指标，粘性土设计的压实度不低于0.91，无粘性土设计的相对密度不低于0.60。土方填筑试验前，先平整好选定的试验场地，碾压密实达到堤防主体设计压实指标，并对面层进行抛毛，以避免堤基层对碾压试验的影响。

本试验碾具，选用18 t振动碾的自有机械，试验结束后，根据试验结果判断其适用情况；参考其他工程施工经验，本试验拟定碾压行车速度为2 km/h、振动频率为28 Hz；拟定碾压遍数为静压1遍、振碾4遍。碾压试验过程中为避免碾压方式不当造成的漏压、超压，随时观测土方填筑的剪力破坏情况。

试验过程中为控制好铺土厚度及观测沉降量，在土料填筑的试验区外布置控制基桩，用水准仪测量各试验单元布置网络测点的初始厚度与相对高程，并做好记录。每碾压一遍，均分别量测各网格测点在碾压前后相对高程及沉降量的变化。每遍碾压完成后测量高程的同时，在相应试验单元填筑面上采用环刀法均匀取12个试样，测定干密度。

3 试验成果分析

3.1 粘性土碾压试验参数

本试验铺料厚度为30 cm时，静碾1遍振碾3～5遍时，压实度合格率高，铺料厚度较小，该参数组合不经济；铺料厚度为40 cm时，静碾1遍振碾4遍时，压实度在92.2%～94.4%，平均压实度为93.3%，铺料厚度与碾压遍数较经济，属于满足设计填筑要求的参数组合；铺料厚度为50 cm时，静碾1遍振碾3～4遍后，压实度存在不合格点，从而造成质量不合格，应舍弃该参数组合，A 1～A 3区试验参数见表1。

表1 粘性土碾压试验成果汇总表

综上所述，粘性土填筑最优技术参数组合为：铺土厚度40 cm，静碾1遍振碾4遍。

3.2 无粘性土碾压试验参数

本试验铺土厚度为30 cm时，静碾1遍振碾3遍、4遍、5遍后，相对密度合格率高，铺料厚度较小，该参数组合不经济；铺料厚度为40 cm时，静碾1遍振碾4遍时，相对密度在0.64～0.66，平均相对密度为0.65，铺料厚度与碾压遍数较经济，属于满足设计填筑要求的参数组合；铺土厚度为50 cm时，静碾1遍振碾3遍、4遍后，相对密度存在不合格点，工程质量难以保证，不应选择该参数组合，B1～B3区试验参数见表2。

综上所述，无粘性填筑土最优技术参数组合为：铺土厚度40 cm，静碾1遍振碾4遍。

3.3 其他参数

本试验采用自有机械18 t振动碾进行试验，拟定的行走速率2 km/h和振动频率28 Hz满足施工要求；取样测得粘性土含水量在16.0%～17.7%，无粘性土含水量在12.4%～13.6%，试验结果表面范围含水量可以满足施工要求控制的压实指标。试验过程中控制土块儿限制直径不大于15 cm，满足施工要求。

表2 无粘性土碾压试验成果汇总表

4 结语

由试验数据可知：在铺料厚度相同的情况下，选用的18 t振动碾碾压1～3遍时，沉降量随碾压遍数的增多而增加；碾压至4～5遍时，沉降量增大较少或者不再继续增大；铺料厚度相同时，碾压遍数逐步增加，压实度与相对密度随之而增大；碾压遍数相同时，铺土厚度越大，压实度或相对密度随之而减小。以上试验结果符合土料碾压的工程特性。

堤防工程土方填筑施工参数，是控制工程施工质量的关键指标。在考虑工程所在的位置、环境、水文、土料质量等综合因素基础上，通过碾压试验方式确定各施工参数，为科学制定施工方案、保证施工质量提供了科学依据。