可变能量动力触探仪在回填碾压试验中的应用研究

杨 萍，杨庆义

（山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013）

便携式可变能量动力触探仪（PANDA仪）由法国帕斯卡大学研制，法国Solsolution公司制造。该仪器在法国广泛应用于回填土的密实度检测（法国检测标准编：XP P 94－105），并已应用于诸如已有建筑物地基、隧道和大型设备难以进点就位的各类工程勘察。

便携式可变能量动力触探仪从原理、仪器的设计、数据采集及数据处理都与传统的恒定能量动力触探试验有一定的区别，它充分利用了现代计算机技术，具有轻便、操作简单、自动化程度高、精度高等特点，以其可变轻巧的动能装置代替笨重的势能装置，在现代岩土工程勘测设备中具有一定的先进性。该仪器主要针对颗粒粒径范围为0～50 mm的浅层土体（4～8 m深）进行勘探，测定地基土的密实度、承载力等主要参数，检测各类回填土在施工期间及施工后的密实度，是较理想的轻便型检测仪器。

利用PANDAN仪在某电厂利用粉煤灰筑坝碾压试验中，以其试验结果准确、迅速、直观等特点，取得了良好的效果。

1 工程实例

某电厂贮灰场即将贮满，为解决库容问题，同时考虑到减少占地、库内粉煤灰的综合利用等原因，决定利用库内存灰对原有灰坝进行加高。由于粉煤灰结构、状态、颗粒成分的特殊性，勘测、试验除采用常规的钻探、取土、标贯外，还增加了PANDA仪现场试验，现场在钻孔间沉积的粉煤灰上，按铺料厚度的不同和碾压次数的不等，共布置碾压试验场8个，布置66个PANDA仪试验点，在原始沉积的粉煤灰上布置7个PANDA仪试验点。

2 试验结果分析与整理

在碾压前、后，PANDA仪试验数据出现明显的变化。在原始沉积的粉煤灰qd曲线中，qd值在垂直方向上有极大的不均匀性，所得到的qd值为0.61～82 MPa，数值范围相差极大，存在着工程软弱面；而按不同的铺料厚度、碾压次数、含水量分别进行的试验场地的qd曲线，qd值在垂直方向上较为均匀，其范围值为2.30～11.0 MPa，无软弱面存在，有利于灰坝的工程稳定性。

为了保证粉煤灰筑坝的质量，取得较理想的压实效果，对粉煤灰按不同的铺料厚度、碾压次数、含水量等进行碾压试验。试验结果见表1。

从表1的锥头动力阻力qd的统计结果可以看出，qd的大小与填料厚度成反比，与碾压次数成正比。对不同的填料厚度，碾压4次所获得的qd较之碾压6次和8次的小，碾压效果不好。对于碾压6次和8次的试验，填料厚度为0.30 m和0.50 m时均能获得较好的效果。对于填料厚度为0.70 m时，根据试验曲线分析，碾压后的密实度不均匀，其压实效果不易控制，曲线波动较大。因此，从施工速度、压实效果和经济方面综合分析，以填料厚度0.50 m、碾压6次为施工控制参数为宜。

表1 碾压试验统计结果

在场地粉煤灰碾压后含水量与干密度关系中，含水量与干密度之间具有很好的相关性，在试验用的粉煤灰的含水量范围内，干密度与含水量成反比，而且这种相关性明显的超过铺料厚度、碾压次数与干密度的相关性。尽管铺料厚度和碾压次数不同，但就一般情况而言，含水量小于40%，干密度就大于1 g/cm3，含水量越小，干密度越大，压实效果越好。因此，施工时，要想获得较好的压实效果，控制含水量是关键性的因素。

本次在现场试验中还发现，即使雨水过后，只要场地不积水，仍可进行施工。这也说明粉煤灰的可施工性。此一点，较之黏性土回填施工时含水量难控制的情况，有很大的优点。根据粉煤灰现场碾压试验和室内击实试验所反映出的压实特性，粉煤灰在压实时，与一般土相比，其控制含水量范围可适当放宽在26.0%～35.0%之间。

通过结合粉煤灰物理力学性质、击实试验、现场碾压试验，考虑到施工难度、施工周期与施工质量等因素，粉煤灰筑坝的最优碾压方案为：以填料厚度为0.50 m，碾压次数为6次，填料含水量控制在26.0%～35.0%，其压实效果可达到干密度pd＞1.05 g/cm3，qd＞5 MPa。按照上述碾压方案进行灰坝施工，并在每完成3层粉煤灰碾压后，及时进行PANDA仪测试，经多次现场检测结果表明，总体的碾压效果与试验效果相同，有的甚至要超过试验效果。由于含水量难以完全控制在 26.0%～35.0%范围内，使个别施工段碾压效果达不到设计要求，qd曲线表明在检测点处明显存在着垂直向的不均匀性，qd值大部分处在否定区内，碾压密实度欠佳，经过控制含水量后进行复压，经复压后的qd曲线表明碾压较均匀，碾压密实度较前有明显提高，均在肯定区内，经现场多次检测，其qd值及干密度pd值均达到设计要求，保证了整个坝体加高工程的施工质量。

3 结束语

便携式可变能量动力触探仪在粉煤灰碾压试验中取得了良好的经济效益和社会效益。以其试验结果直观、准确、有效，赢得了业主、设计单位及施工单位的好评，并具有携带方便、自动化程度高、精度高等特点，在岩土工程勘测及回填土的密实度质量检测、电力建设中的灰场的灰坝施工质量检测、基槽的检验等工程中都具有广泛的应用前景。