河道治理工程中砂卵石回填压实质量控制方法

田 毅

(山西省晋中市水利建筑工程总公司，山西 晋中 030600)

在河道治理的堤防施工中，土方回填属于重点作业内容，回填质量的高低将直接对堤防整体施工效果造成影响，因此有必要在回填期间加强质量控制。在以砂卵石为填料的堤防回填施工中，压实度的控制难度较大，必须探寻科学可行的质量控制方法，将其落实到位，并客观评价回填压实质量，用实测数据指导工作，保证回填压实的有效性。

1 堤防施工

1.1 堤防

河道走向基本维持原状，在此基础上考虑河道现状、堤防情况等，确定河道的宽度，即除了局部为105 m～125 m 外，绝大部分均为58 m～105 m。

堤防采用重力式浆砌石结构，而根据堤防建设现状可知，堤身的结构完整且具有稳定性，不对该部分处理，部分区段的堤防堤身受损或是并未建设堤防，则按照如下方法新建:采用重力式M7.5 浆砌石结构，基础埋深1.5 m～3 m，堤高2.0 m～2.5 m，墙顶宽0.5 m，背坡1∶0.4，临水侧坡1∶0.1;浆砌石挡墙施工中，按10 m 的间距依次设置伸缩缝;挡墙设两排φ110PVC 排水管，梅花型布置，横向间距1.5 m。

1.2 堤防与桥连接部位的处理

南峪沟桥和寨上桥与河道堤防具有连接关系，该部分用10 m 长的M7.5 浆砌石扭面予以连接。

1.3 堤脚防冲

部分堤脚易被冲毁，因此在河道治理中加强对此部分的防护[1]。工程采取格宾石笼护脚的方法。分两层有序铺设到位，层厚均按0.5 m 予以控制，遵循错层布置的原则。

2 堤防回填压实质量控制

压实度是评价堤防回填压实效果的重要指标，而压实度受填料的质量、性质、铺料厚度、压实方法等多项因素的影响，因此在分析压实度时需要注重对各项因素的考虑。最佳含水率和最大干密度是评价填料性质的重要指标，两项参数可经过室内击实试验后予以确定，铺料厚度以及其它的施工参数则以现场碾压试验的方式确定。在保证各项参数的合理性后，使填料的压实度达到要求，进而保证堤防回填压实效果。

2.1 回填料的质量控制

回填料的质量控制需落实到位，确保投入堤防回填施工中的材料均满足质量要求，在此基础上结合科学的施工方法，有效保证堤防回填压实效果。在填料的质量控制中，强度、稳定性等均要合理;检查填料中是否有树根及各类杂物，将其清理干净;还需检测杂土块的含量，判断其是否超出许可范围。堤防回填采用砂卵石料时，要求卵石和砂子均匀混合，禁止出现局部卵石含量异常偏高的情况，否则会影响压实的有效性。

2.2 室内击实试验

为评价填料的性质，安排室内击实试验，通过此途径确定填料的最大干密度和最佳含水率。为了保证试验结果的准确性，需要选取具有代表性的样品，并适配精度较高、性能稳定可靠的压实机械。在本工程中，用重型Ⅱ法进行室内击实试验，锤重4.5 kg，落距45 cm，每层击数98。经过试验与分析后，确定砂卵石料的参数，其中最大干密度为2.23 g/cm，最佳含水率为5.5%。

2.3 现场碾压试验

除了室内击实试验外，还需组织碾压试验，以便确定铺料厚度、碾压遍数等各项关键的施工参数，为正式回填压实施工提供引导[2]。在堤防回填区组织碾压试验，用反铲挖掘机上料，推土机整平，再做压实处理，用全站仪及时测量高程和铺料厚度。击实试验期间，用灌水法检测压实度。

在本工程中，共选取12 处试验区，设定多项参数(铺料厚度35 cm、40 cm、45 cm，碾压遍数3、4、5、6)，分别确定各项参数下的施工情况，以便对比分析。压实机械采用20t振动碾，全程运行速度均不超过2 km/h，并尽可能做到匀速运行，压实机械振动频率为28 Hz，先安排2 遍静压，再做3～6遍动压。每完成一次压实后，测定砂卵石料的干密度，记录数据。基于试验结果生成参数间的关系图，见图1。

图1 相对密度与碾压遍数、铺料厚度的关系

根据图1 可知，不同压实参数下的相对密度不尽相同，在铺料厚度为35 cm、碾压遍数为5 遍时，能够兼顾施工质量和经济效益的双项要求。据此，进一步汇总堤防回填的技术参数，见表1。

表1 施工碾压技术参数

2.4 回填料含水率的控制

回填压实度易受到回填料含水率的影响。根据规律，回填料的含水率偏低时，土颗粒干燥，彼此间的内摩擦作用剧烈，不利于压实;而该值偏高时，尽管土颗粒间的润滑作用得到改善，但可能由于压实而导致土的结构遭到破坏，导致压实后的土料缺乏足够的强度。因此，合理控制填料的含水率是回填压实期间的重点作业内容，需要将实际含水率与最佳含水率的差值控制在许可范围内(±2%以内)，从而保证压实效果。

砂卵石料的失水速度较快，若暴露在空气中，可能在短时间内转变为干燥的状态，针对此特点，采取边压实边洒水的方法，通过水分的补充来维持填料实际含水率的稳定性。此时，加水量为重点控制指标，该值可按照如下公式计算:

式中:V为加水量，g;W0为砂卵石料的含水量，以小数计;W为砂卵石料的最佳含水量，以小数计;P为样品重，g。

2.5 铺料厚度及碾压过程控制

铺料厚度主要根据压实机械的性能而定，两者需适配[3]。若铺料厚度大但压实机械的性能有限，压实不充分，导致下层的材料未得到有效的压实处理;反之，若铺料厚度较小但工程适配的是高性能的压实机械，尽管压实效果得到保证，但存在“大材小用”的情况，工程资源浪费量较大。施工中，随着压实遍数的增加，干密度先增加至某特定的值，而后不再继续增加，此后即便压实机械持续运行，也依然难以提高压实度，有机械资源浪费的现象。由此看来，合理控制铺料厚度和压实遍数均较为关键。工程施工中，用全站仪测定本层的回填控制线及高程，填筑时适当超填30 cm，以保证边缘部分经过压实后有足够的稳定性。摊铺期间，施工人员及时用35 cm 量尺插入测量，根据实测结果灵活控制铺料厚度。

待填料铺平后，用全站仪检测高程，判断与设计值的关系，进而做灵活的调整。铺料厚度达到要求后，安排压实。压实机械的操作者需规范作业，精准控制压实机械的运行路径，保证每处均得到充分的碾压。压实机械应沿着与堤轴线相平行的方向运行，对于压实机械难以触及到的边角部位，则采用人工夯具夯实的处理方法。经过压实后，用灌水法检测压实度，若达到要求则按照计划继续施工，否则需查明原因，及时处理。

2.6 下载层的质量控制

下载层的强度也会在一定程度上影响碾压层的压实度，因此需加强对下载层施工质量的控制[4]。在压实期间，严格控制各层的压实度。堤防回填前，先对原堤基做5 遍或更多遍数的压实处理。每完成一层的压实后，随即检查施工质量，判断是否有剪切破坏、漏压或是其它的质量问题;此外，还需检查堤身与岸坡、刚性建筑物等的衔接部位，应有足够的稳定性。

3 回填压实施工效果的分析

压实度的检测采用的是灌水法，在获得实测数据后，结合如下公式进行计算，确定相对密度:

式中:Dr为相对密度;Pd为压实干密度，g/cm3;Pdmin为最小干密度，g/cm3;Pdmax为最大干密度，g/cm3。

可以发现，16 个测点的干密度值最小为1.79 g/cm3，最大为2.22 g/cm3，经过计算，相对密度的最小值、最大值分别为0.34、0.99;在16 个测点中，实际相对密度达到要求(不小于0.65)的数量为15 个，回填的合格率为94%，满足工程设计要求。

4 结语

砂卵石料作为堤防填料时，回填压实的控制难度较大，易由于材料特殊性、施工方法不合理等原因而影响到压实效果。经过本文的分析，提出对砂卵石料回填压实效果造成影响的关键因素，再探寻相应的质量控制措施。经灌水法检测、数据计算后，认为实际压实效果达到要求;而从施工后一年多的实际使用情况来看，未见异常。总体来看，该工程采用的砂卵石料回填压实质量控制方法具有可行性。