翟欽

【摘要】進(jìn)行水利工程粗粒土干密度試驗(yàn)工作時(shí)，要根據(jù)試驗(yàn)原則，注意水利工程粗粒土細(xì)節(jié)性問題，解決工程中存在的地質(zhì)安全隱患，保證工程整體安全。工作人員需要在粗粒土干密度碾壓對(duì)比試驗(yàn)應(yīng)用中表現(xiàn)出較高的專業(yè)水準(zhǔn)的同時(shí)，還要更多的參考水利工程實(shí)際情況，盡最大努力將粗粒土現(xiàn)場(chǎng)干密度碾壓對(duì)比試驗(yàn)工作做到最好，最大程度的保證水利工程地質(zhì)的適應(yīng)性。

【關(guān)鍵詞】水利工程；粗粒土；干密度碾壓對(duì)比試驗(yàn)

前言

隨著城市生活對(duì)水利工程的需求逐漸增大，保障水利工程的施工質(zhì)量和施工效率已成為社會(huì)百姓關(guān)注的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。因此，對(duì)水利工程粗粒土現(xiàn)場(chǎng)干密度試驗(yàn)中存在的不足進(jìn)行完善，明確水利工程粗粒土現(xiàn)場(chǎng)干密度試驗(yàn)現(xiàn)狀和方式。在本文中，筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)，進(jìn)行對(duì)新疆吐魯番市二塘溝水庫(kù)壩體粗粒土現(xiàn)場(chǎng)干密度碾壓對(duì)比試驗(yàn)方法進(jìn)行探討。希望給予相關(guān)行業(yè)的工作人員一定的啟發(fā)。

1、干密度試驗(yàn)研究

現(xiàn)階段，對(duì)粗粒土最大干密度的處理方法，從事這方面的研究人員一般都會(huì)從技術(shù)層面進(jìn)行試驗(yàn)研究工作。在進(jìn)行試驗(yàn)工作時(shí)，操作的目的一般為核實(shí)壩料設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性和可行性、確定滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的各區(qū)壩料的施工參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)、檢驗(yàn)所選用的壓實(shí)機(jī)械的適用性及其性能的可靠性、研究確定壩料填筑的施工工藝，為制定填筑施工的實(shí)施細(xì)則確定依據(jù)等等。試驗(yàn)過程中參考《碾壓式土石壩施工規(guī)范》、《水利水電工程粗粒土試驗(yàn)規(guī)程》等等，更加合理的進(jìn)行試驗(yàn)工作。

2、粗粒土干密度試驗(yàn)研究

2.1 試驗(yàn)步驟及方法

首先要進(jìn)行平整場(chǎng)地，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的基面進(jìn)行壓實(shí)處理，以減少基層對(duì)碾壓試驗(yàn)的影響。其次在選擇壓實(shí)機(jī)械設(shè)備時(shí)，選擇20t以上自行式振動(dòng)碾，行走速度0-12km/h再確定平料，在試驗(yàn)料堆旁立好高度標(biāo)桿，主要采用裝載機(jī)平料，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，如果細(xì)粒料不宜使用裝載機(jī)平料時(shí)，則使用人工后退法進(jìn)行平料，使其滿足試驗(yàn)要求的厚度和平整度，并進(jìn)一步采用水準(zhǔn)儀檢測(cè)鋪層厚度，測(cè)點(diǎn)間距2m，測(cè)量標(biāo)尺最小刻度1mm，層厚測(cè)量在堆石料靜碾2遍后進(jìn)行，沉降量測(cè)量每碾壓2遍進(jìn)行一次。然后在進(jìn)行碾壓時(shí)，需要用白灰標(biāo)出各試驗(yàn)區(qū)域和單元，以及碾壓等機(jī)械行走路線。振動(dòng)碾在碾壓試驗(yàn)區(qū)2m以外處起振到正常工況下，在專人指揮下進(jìn)場(chǎng)，按進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，控制在2km/h范圍內(nèi)，碾跡重疊控制在10-15cm以內(nèi)。同時(shí)，還要采用灌砂法進(jìn)行密度測(cè)定，試坑直徑以填筑料直徑為主，深度為單層碾壓層厚度。采用方格網(wǎng)篩人工篩分法進(jìn)行級(jí)配分析，將從密度坑挖出的料全部篩分。最后，工作人員還要對(duì)碾壓前后均測(cè)量填筑層面的高程進(jìn)行測(cè)量，并計(jì)算每層不同碾壓遍數(shù)的沉降量。

2.2 碾壓試驗(yàn)

2.2.1 場(chǎng)地處理

由于該試驗(yàn)段為原河床段，地基為砂卵石地基，依據(jù)壩址填筑基礎(chǔ)面處理設(shè)計(jì)要求對(duì)原地面進(jìn)行碾壓平整，保證基礎(chǔ)面平整密實(shí)，相對(duì)高差小于10cm。

2.2.2 測(cè)量放線

按試驗(yàn)大綱要求，對(duì)碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地邊線進(jìn)行放線，放好護(hù)樁和水準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量基礎(chǔ)面高程。

2.2.3 攤鋪整平

壩體填料采用自卸汽車倒車卸料攤鋪，推土機(jī)整平。在碾壓試驗(yàn)條帶兩側(cè)邊線處插鋼筋拉線，保證虛鋪厚度平整均勻、準(zhǔn)確。整平過程中對(duì)局部不平及集料處用人工進(jìn)行整平，確保填料均勻、平整。

2.2.4 整平后的高程測(cè)量

整平后再次進(jìn)行高程測(cè)量，復(fù)核虛鋪厚度，并進(jìn)行調(diào)整。壓實(shí)完畢后，最后再測(cè)量高程一次，記錄好數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí)采用定點(diǎn)測(cè)量控制樁測(cè)點(diǎn)位置，以保證各測(cè)點(diǎn)是攤鋪前所測(cè)的各點(diǎn)。

2.2.5 碾壓

碾壓機(jī)械采用XS261型壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓。碾壓順序從邊側(cè)向中間進(jìn)退錯(cuò)距碾壓，先靜壓一遍壓下凸起塊石，后振碾進(jìn)行碾壓，橫向接頭輪跡重疊不小于40cm。做到無漏壓、無死角、壓實(shí)均勻。振動(dòng)壓路機(jī)運(yùn)行速度2km/h。

2.2.6 檢測(cè)

每層填筑壓實(shí)后，按規(guī)定檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)完成后進(jìn)行下一層施工。

但是，在得出試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，還需要注意的時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)所得出的試驗(yàn)結(jié)果，不一定就是完全準(zhǔn)確的，其存在誤差的可能性也是非常大的。只有在試驗(yàn)過程中，具有針對(duì)性的選擇試驗(yàn)方式，才能做到最大限度的降低試驗(yàn)誤差額度。這一準(zhǔn)則在本次試驗(yàn)工作中也不例外，應(yīng)用兩點(diǎn)確定一直線的思想進(jìn)行延伸，加強(qiáng)試驗(yàn)兩點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但是，如果該兩點(diǎn)數(shù)據(jù)本身就存在誤差的話，那么在延伸的過程中會(huì)造成誤差的再次累積，使得外推結(jié)果偏離實(shí)際結(jié)果的情況將越來越嚴(yán)重。

建議在試驗(yàn)過程中采用以下方法以消除累積誤差：

如果料含量較低（低于總料的20%），可進(jìn)行剔除料后剩余土料級(jí)配的一組最大干密度試驗(yàn)，然后進(jìn)行試驗(yàn)范圍內(nèi)能剔除最多粗料后的剩余土料級(jí)配的一組最大干密度試驗(yàn)，以該兩組試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行外推，求得原級(jí)配料的最大干密度，這樣處理能最大限度的降低積累誤差。原因是外推時(shí)，外推量不大，即使試驗(yàn)存在一定誤差，由于外推量小，累積誤差也較小，一般可滿足要求。另外，外推誤差的大小與使用外推的兩點(diǎn)在整個(gè)外推中所占百分比有關(guān)，所占百分比越大，外推越精確，故應(yīng)盡量使用兩點(diǎn)間百分含量差距最大的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行外推。

如果料的含量較大，無法滿足第一點(diǎn)的要求時(shí)，可在剔除土后的土料范圍內(nèi)，盡量多級(jí)的進(jìn)行剔除法試驗(yàn)，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)盡量多，采用盡量多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，將擬合直線進(jìn)行外推，從而提高外推精度。原因是，試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差是隨機(jī)的，數(shù)據(jù)越多，擬合直線越精確，從而達(dá)到降低累積誤差的效果。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 碾壓遍數(shù)與相對(duì)密度的關(guān)系

從試驗(yàn)結(jié)果看出，在鋪料厚度一定的條件下，相對(duì)密度隨碾壓遍數(shù)的增加而增加。在壩殼料碾壓6遍到8遍時(shí)的相對(duì)密度增加幅度較明顯，碾壓8遍到10遍時(shí)的相對(duì)密度雖有所增加但是增加幅度變化不明顯，也就是說石料在碾壓8遍時(shí)最為合理、經(jīng)濟(jì)，并且相對(duì)密度可以滿足設(shè)計(jì)要求，已基本達(dá)到了最佳密實(shí)狀態(tài)，即使增加碾壓遍數(shù)，密度值也不會(huì)過大的增加。

2.3.2 碾壓遍數(shù)與沉降率的關(guān)系

從試驗(yàn)結(jié)果來看，碾壓遍數(shù)與沉降率具有良好的正相關(guān)關(guān)系，碾壓遍數(shù)增加，開挖料沉降率亦增大，同時(shí)，隨著碾壓遍數(shù)的增加，沉降率增加幅度逐漸減緩。膜下墊層料虛鋪20cm厚度碾壓遍數(shù)超過4遍后，沉降曲線明顯變緩，說明此時(shí)填料已比較密實(shí)，繼續(xù)碾壓作用不大。壩殼料虛鋪80cm厚度碾壓遍數(shù)超過8遍后，沉降曲線明顯變緩，說明此時(shí)填料已比較密實(shí)，繼續(xù)碾壓作用不大.

2.3.3 鋪料厚度與相對(duì)密度的關(guān)系

從試驗(yàn)過程結(jié)果可以看出相同碾壓遍數(shù)情況下，隨著鋪料厚度的減小，相對(duì)密度在逐漸增加，鋪料厚度從100cm到80cm時(shí)的相對(duì)密度增加規(guī)律較明顯，鋪料厚度從80cm到60cm時(shí)的相對(duì)密度增加幅度不太明顯。同時(shí)，壩殼料在鋪料厚度為100cm，碾壓遍數(shù)盡管達(dá)到10遍時(shí)，壩殼料干密度平均值可達(dá)到2.28 g/cm3，但是相對(duì)密度值平均值為0.82，不能滿足設(shè)計(jì)要求；在鋪料厚度為80cm，碾壓6遍時(shí)，盡管干密度平均值達(dá)到2.28 g/cm3，但相對(duì)密度為0.79，未能滿足設(shè)計(jì)要求，碾壓8遍時(shí)，壩殼料干密度平均值2.30 g/cm3，相對(duì)密度0.88，碾壓10遍時(shí)，干密度平均值2.30g/cm3，相對(duì)密度0.89，干密度未發(fā)生改變，相對(duì)密度值稍有增加且能滿足設(shè)計(jì)要求；在鋪料厚度為60cm，碾壓6遍時(shí)，盡管干密度平均值達(dá)到2.30 g/cm3，但因礫石含量基本在最優(yōu)區(qū)域而相對(duì)密度只有0.81，未能滿足設(shè)計(jì)要求，碾壓8遍時(shí)，壩殼料干密度平均值2.28 g/cm3，相對(duì)密度0.89，碾壓10遍時(shí)，干密度平均值2.29g/cm3，相對(duì)密度0.90，相對(duì)密度值均能滿足設(shè)計(jì)要求。證明了振動(dòng)碾的振動(dòng)力以壓實(shí)波的方式向填筑層內(nèi)傳播，振動(dòng)壓力隨深度的增加逐漸減弱，壓實(shí)功能降低。因此，鋪料厚度對(duì)壓實(shí)效果影響很大，從碾壓試驗(yàn)成果表中可以看出，在現(xiàn)有機(jī)械情況下，壩殼料鋪料厚度增大后即使增加碾壓遍數(shù)，碾壓后干密度和相對(duì)密度也難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3、增強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度

3.1 增加粗粒土干密度試驗(yàn)操作管理人員水平

要知道，粗粒土干密度試驗(yàn)工作是一項(xiàng)具有系統(tǒng)性的工作，所需要的工作人員，也是必須具有完善的地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)和試驗(yàn)設(shè)備實(shí)際操作水平的高素質(zhì)人才。參與粗粒土干密度試驗(yàn)的工作人員還要遵守最基本的職業(yè)操守，對(duì)于干密度試驗(yàn)工作的每一個(gè)細(xì)節(jié)都能認(rèn)真對(duì)待。反復(fù)思考、反復(fù)平衡，認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行試驗(yàn)工作。對(duì)好的試驗(yàn)方式要及時(shí)的進(jìn)行記錄和完善，對(duì)有瑕疵的試驗(yàn)方式要進(jìn)行改進(jìn)，并在以后的工作中避免。另外，進(jìn)行粗粒土干密度試驗(yàn)的工作人員還需要有先進(jìn)的思想，因?yàn)楝F(xiàn)階段粗粒土干密度試驗(yàn)方法的更新?lián)Q代速度較快，試驗(yàn)人員必須有快速適應(yīng)的能力。最大程度的保證水利工程粗粒土干密度試驗(yàn)的有效和可靠。

3.2 逐漸提高干密度試驗(yàn)技術(shù)

當(dāng)今時(shí)代是高科技的時(shí)代，是技術(shù)的時(shí)代，要想干密度試驗(yàn)工作越來越先進(jìn)，還需要對(duì)于粗粒土干密度試驗(yàn)技術(shù)水平逐漸提高，加強(qiáng)相關(guān)研究工作。提高社會(huì)各階層對(duì)于粗粒土干密度試驗(yàn)技術(shù)的認(rèn)識(shí)和要求，其試驗(yàn)檢測(cè)單位也加強(qiáng)對(duì)其的重視性，保證相關(guān)粗粒土干密度試驗(yàn)技術(shù)水平逐漸提高，以及促進(jìn)粗粒土干密度試驗(yàn)技術(shù)的科學(xué)含量和先進(jìn)性也同樣不斷提高。才能促進(jìn)粗粒土干密度試驗(yàn)整體的科學(xué)含量和先進(jìn)性、可靠性、有效性不斷提高。

3.3 嚴(yán)格選用試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備作為保障工程試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量的根本，必須要加強(qiáng)對(duì)其的管理。水利工程施工會(huì)涉及到眾多領(lǐng)域，在購(gòu)置試驗(yàn)設(shè)備時(shí)要考慮到其試驗(yàn)設(shè)備對(duì)于水利工程的適用情況以及購(gòu)買經(jīng)費(fèi)是否充足的問題。最終選擇那些試驗(yàn)設(shè)備必須是購(gòu)價(jià)適中、試驗(yàn)設(shè)備維修簡(jiǎn)單、運(yùn)行效率高、性能較好的試驗(yàn)設(shè)備，購(gòu)買后對(duì)于其使用管理也要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督。通過對(duì)工程試驗(yàn)設(shè)備管理程度的提高，有效保證粗粒土干密度試驗(yàn)質(zhì)量。所以，相關(guān)工作人員在進(jìn)行檢查試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，一要檢查是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)，二要檢查是否質(zhì)量達(dá)標(biāo)，三要檢查試驗(yàn)設(shè)備基本性能。

3.4 制定合理的粗粒土干密度試驗(yàn)計(jì)劃

制定合理的試驗(yàn)流程也是有利于完善工程的有力途徑，制定一份科學(xué)有效的試驗(yàn)流程在保證水利工程工程順利進(jìn)行中占據(jù)重要位置。首先要求工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，其次根據(jù)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)劃的制定。使試驗(yàn)工程可按照合理的試驗(yàn)流程，保障水利工程試驗(yàn)工作的效率，進(jìn)一步對(duì)試驗(yàn)工程的工作質(zhì)量進(jìn)行保證。

結(jié)束語(yǔ)

在21世紀(jì)，我國(guó)水利工程將會(huì)面臨更多的挑戰(zhàn)，需要更積極地去認(rèn)真完善粗粒土干密度試驗(yàn)工作，研發(fā)出適合我國(guó)水利工程粗粒土試驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)。現(xiàn)階段，我國(guó)粗粒土干密度試驗(yàn)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用已十分廣泛，只有根據(jù)給施工工程的要求，加強(qiáng)粗粒土干密度試驗(yàn)質(zhì)量，改善以往的存在的問題，從而建立一個(gè)完整高效的粗粒土干密度試驗(yàn)的系統(tǒng)，促進(jìn)城市中水利工程的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)水利工程地質(zhì)的安全性和質(zhì)量性的提高。

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