注入式水库黏土心墙堆石坝碾压试验研究

崔应坤

（广州华申建设工程管理有限公司湛江分公司，广东 广州510000）

1 工程概况

某水库坝型属于黏土心墙堆石坝，为注入式水库，坝顶高程2 034 m，坝顶长314.47 m，宽6 m，最大坝高55 m，正蓄水位2 032 m，库容量525 m3。C25混凝土护坡及干砌块石护坡存在过渡层、反滤层及砂砾石垫层。上游与下游存在相同的反滤层厚度及坡比，分别是2 m以及1：2，设计填筑量为3.84万m3。

反滤层粒径应在10 mm 以下。D15 与D85 的厚度范围分别是：0.10～0.50 mm、2.40～10 mm，0.075 mm以下颗粒应低于5%。应重点满足：第一，干密度应超过2.20 g/cm3；第二，渗透系数需要在1×10-4cm3/s以上；第三，相对密度不可低于0.80。

2 试验目的

对反滤料设计填筑标准是否合理进行判断；选择出满足标准要求的压实方案，并明确出相应参数与机械类型等；以试验结果为主要基础，制定最佳碾压方式，从而提升碾压效果。

3 试验过程

3.1 基底处理

将上游围堰与基坑间的区域，作为最终试验场地，选择16.80 m×30.40 m大的区域开展试验，基于不同铺层厚度与碾压遍数下，进行场地试验单元的实际布置。将原地面碾压处理，保证其具备较好的平整性，相对高差不可超过10 mm。

3.2 基础面测量放线

沿着场地边线，开展场地放线工作，结合现场实际情况，确定水准点并将护桩设置好，以对基础面高程做出准确测量。

3.3 填料检测

根据质量比掺配砂石骨料，通过筛分，得到粒径低于10 mm的级配连续反滤料。

3.4 铺料整平

选择自卸汽车进占法，开展坝体填料摊铺工作，并且在推土机的应用下，做好整平工作，获得准确且平整的铺层厚度。

3.5 厚度测量

整平后再次测量、核实铺层厚度，并将相关数据信息详细地记录下来。选择定点测量，对桩测点位置控制。

3.6 加水

一种是加水碾压，需要结合反滤料体积质量比，实施加水大约为10%；另一种是不加水碾压，直接铺平填筑料碾压。

3.7 碾压

振幅2.10 mm，振力40.50 t，机械行驶速度每小时4 km，振动频率28 Hz。碾压均匀压实，不能存在死角及漏压。

3.8 试验检测

选择灌水法对干密度检测，选择现场筛分检测颗粒级配情况，选择双环试坑法，进行渗透系数检测。干密度检测每组设置6个取样点，沉降值检测点设置9个取样点。其余试验检测工作，各检测一次，随机布置检测点。

4 试验结果

4.1 试验检测结果

如表1所示，当铺层厚度为30 cm，进行6至8遍碾压时，无论是加水或是不加水，获得的干密度均不合格，获得的渗透系数与相对密度，与设计要求相符。当铺层厚度为40 cm，进行6至8遍碾压时，加水10%，干密度不合格，渗透系数与相对密度合格；相同条件下，当不加水时，三者均满足设计要求。

表1 试验结果表

不同铺层厚度下，干密度与碾压遍数曲线，碾压遍数不断增加下，干密度逐渐增加，铺层越厚效果越好。见图1。

图1 干密度与碾压遍数关系图

4.2 颗粒级配对比

铺层厚度40 cm 时，碾压不同遍数的颗粒级配结果如表2所示。图2看整体上没超过设计上、下包络线范围。

表2 不同遍数碾压前后颗粒级配结果表

图2 碾压颗分曲线图

4.3 沉降量对比

从表3中可以看出，铺层厚度40 cm时，沉降总量与碾压次数存在密切的联系，成正相关，为铺层厚度的10%～13%，但在增幅上，却不断减小。

表3 碾压沉降量结果表

5 试验推荐碾压参数

试验分析最佳碾压参数：铺层厚度40 cm，无须加水碾压8遍，机械行驶速度每小时4 km，26 t强振碾压。

6 结语

通过碾压试验，确定出最佳的碾压参数，在此基础上进行实际施工，会获得更高的施工质量，最终实现工程建设目标。