防洪堤防工程质量影响因素分析与控制

2014-04-02 23:30席正哲
黑龙江水利科技 2014年9期
关键词:土料壤土堤防

席正哲,彭 成

(辽宁省大伙房水库输水工程建设局,沈阳110166)

1 堤防填筑土料的选取

根据所在地取土区土的颗粒组成情况,可供土料包括卵石、砾石、砾质土、砂、粉砂、粉土、砂壤土、壤土、黏土、重黏土以及由上述某些土类派生的粉质砂壤土、粉质壤土等土类。其中粗粒土包括卵石、砾石、砾质土、砂等;细粒土包括粉砂、粉土、砂壤土、壤土、黏土、重黏土以及由上述某些土类派生的粉质砂壤土、粉质壤土等土类[1]。

在堤防工程填筑中宜采用细粒土类填筑,细土类中的中粉质壤土以及黏粒含量≤40%的粉质黏土更为适宜作为筑堤土料,因为黏粒含量过低的土壤不易压实,土体也易失水开裂。然而黏粒含量过低的土的碾压含水率很难掌握,当含水率小时,经碾压后的填土仍很松散,达不到规定的质量要求;当含水率稍大一些碾压时,会发生“弹簧土、橡皮土”现象,且粉性土的抗渗透变形的能力较低,堤防高水位运行时,背水坡较易发生滑坡或流土破坏;干旱季节如果堤坡表面植物覆盖稍有稀疏,则会尘土飞扬,影响交通和环境[2]。

2 碾压式堤防填筑施工时土料的压实问题

2.1 土料的最大干密度和最优含水率

堤防工程对土体碾压施工时,主要控制的两大指标为土的最优含水率和最大干密度,土中所含水分达到最优时,土的干密度达到最大,土体最密实,从而最大程度的保证工程质量和安全。土中水分含量过高,土颗粒表面的薄膜水会增厚,引起土体膨胀,不容易击实,常见的有橡皮土、弹簧土的说法。

实际工程中都是先对需要回填压实的土料进行室内击实试验,对击实试验中采用轻型击实或者重型击实取决于土质和压实要求。堤防工程碾压适用于采用羊足碾、气胎碾、重型铲运机等碾压机具,所采用的压实机具的选型要与击实标准相匹配。

2.2 土料的现场碾压试验

堤防工程属于重点工程,施工前应根据设计文件要求的压实度、击实试验得出的最优含水率和最大干密度要求,对选定的土料和压实机具进行工地现场碾压试验。通常的小型堤防工程有时可按实际料场土的自然含水率(稳定值)进行控制,再通过现场碾压试验对设计施工参数进行适当修正,如果差别较大,则在设计阶段就要拟定有效的技术措施。而堤防属于大中型堤防工程,质量控制要求严格,必须使上堤土料含水率控制在最优含水率,否则要作处理。

通过碾压实验得到的参数主要包括:碾压机械类型、铺土厚度、碾压遍数等。

2.3 填筑铺土厚度

铺土前先进行上层基面凿毛处理,以便于上下土层间土料的结合。不同的碾压机具有不同的影响深度。摊铺厚度不宜过厚,过厚不宜压实;摊铺厚度也不宜过薄,过薄会增大工作量,降低工程效率。故需针对碾压机具试验几种铺土厚度,分别对不同铺土厚度层以下土料取样测其密度,最终选定最佳铺土厚度。

3 堤防工程压实施工中常见问题及处理

3.1 架空层

施工作业面要加强统一管理,应做到统一铺土和碾压,并配备平土机具参与整平作业,作业段与段之间出现高差时应以斜坡相接,斜坡的坡度一般不陡于1∶5,上堤土料的块状粒径应严格控制,对块状粒径超过10 cm的土块必须进行破碎,避免出现大的块状土堆积而形成的架空层现象。

3.2 界沟、界墙

施工过程中作业段之间未进行认真处理或层面未过界碾压时,作业段处会形成虚土、块状土堆积现象,从而出现界沟、界墙等隐患部位。分段作业面的最小长度,机械作业≥100 m,人工作业≥50 m。应分层统一铺土,统一碾压,严禁出现界沟、界墙。施工中应将界沟、界墙一定范围内的填土挖开后重新分层铺土填筑,与两侧填土以斜坡相结合,斜坡的坡度在1∶3~1∶5,并适当地增加碾压遍数。填筑作业应按水平层次铺填,不得顺坡填筑。

3.3 新、老堤连接面

为保证新、老堤更好的连接,首先应对老堤表面进行清理,去除杂草、树枝等杂物,并将老堤坡削成1∶3~1∶5的缓坡,保持老堤与新堤缓坡连接,根据填土的进度进行逐层清理,以保证接头处填土很好地结合,高差比较大时可适当放缓坡度。对于老堤坡上坚硬的黏土,在采用削缓堤坡的同时,可以沿缓堤坡上开挖一条结合槽,使新、老堤更好地连接。

3.4 刚性建筑物结合面

建筑物两侧回填土的施工宜在建筑物的混凝土强度达到设计值70%以上强度时进行。先将建筑物表面的乳皮、粉尘等清除,对表面外露的铁件割除后,再用水泥砂浆覆盖保护。填筑时须将建筑物表面湿润,边涂泥浆边填土并人工夯实,涂泥浆高度应与铺土厚度一致,严禁泥浆干涸后再铺土、夯实,避免结合处产生接触渗透和冲刷。

3.5 雨季施工

雨季堤身填筑施工随时关注天气预报,尽量避开雨期施工,在填筑土层时保持至少2%的坡面。雨前用振动碾快速压实表层松土封面,并特别注意保持填筑面平整,及时排水避免积水。雨后填筑面应进行犁翻晾晒处理,经检验含水率合格后方可复工。

[1]曹大明.堤防工程施工质量控制分析[J].中国新技术新产品,2011(02):112.

[2]魏成利.水利工程施工质量的研究[J].中国水利,2005(12):15-16.

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