土方填筑碾压施工技术在嫩江堤防工程中的应用

吕维娟

摘 要：拉海堤防工程是嫩江应急度汛工程中的一部分，在拉海堤防土方填筑施工过程中，土方碾压施工参数是通过现场试验来确定的。主要包括：铺土方式、铺土厚度、碾压机械的选择与组合，碾压遍数、碾压方法、最佳含水率等。确定合理的碾压参数是保证填筑施工质量，加快工程进度的有效保障。本文结合嫩江堤防工程实例阐述了土方填筑碾压施工技术的应用过程，为类似工程提供了参考。

关键词：堤防工程；填筑；试验；碾压遍数；最佳含水率

中图分类号：TV52 文献标志码：A

1 工程概况

黑龙江省嫩江干流为松花江的北源，发源于大兴安岭伊勒呼里山，本工程的主要任务是对嫩江干流堤防洪水期间出现水毁及险情较严重的嫩江县镇郊堤、讷河县二克浅堤和团结堤、泰来县阿拉新堤、大山种羊场大山堤、杜蒙县拉海堤和绰六堤堤防进行水毁修复，以满足下一年度的度汛要求。

黑龙江省嫩江干流堤防59.936km水毁段堤防修复：嫩江县护岸、讷河县二克浅堤0.6km和团结堤2.481km、泰来县阿拉新堤13.535km、大山种羊场大山堤11.92km、杜蒙县拉海堤15.6km和绰六堤15.8km堤防的土方填筑和护坡。

按照工期要求，拉海堤防筑堤土方量为140万m3 ，在工期紧、任务重的情况下，如何通过合理安排施工计划，选择可靠、有效的施工方案来保质、保量地完成施工任务，成为项目领导关注的重点。拉海堤身为混合堤，填土土质一般，岩性判别为粉土质砂、低液限黏土、含细粒土质砂，针对这样的土质，在筑堤施工时选择科学合理的施工参数显得尤为重要。

2 土方填筑碾压试验段施工

2.1 土方碾压的重要意义

堤防工程质量直接关系到嫩江防洪工作的好坏，土料填筑压实质量是巩固防洪工程的关键。填土材料自身的稳定性取决于土颗粒之间的摩擦力和凝聚力，而这些特性都与土的密实性有关系，也就是土的压实程度。土料越密实，堤防工程的稳定性和抗渗性能越好。

2.2 试验段施工前的准备工作

施工前首先要对项目周围土质进行调查取样，然后进行试验，通过室内击实试验来得到填筑堤防土料的最大干密度和最佳含水率。最大干密度和最佳含水率的确定通过标准击实仪法，将待测土样分成5份，按照预计的含水率进行焖料，制的不同含水率试样，使试样含水率呈2%递增。在相同击实工作用下，计算出试验后试样的干密度，并测出含水率。根据测的5组不同数据绘制含水率——干密度关系曲线图，得到一条左缓右陡的抛物线，抛物线最高点对应的横纵坐标分别就是我们所要求的最佳含水率和最大干密度。同时土料的颗粒组成情况也直接影响着堤防施工的压实质量，级配良好的土料更容易达到工程所要求的压实度。含水率大小也对压实度影响较明显，当压实功一定时，如果含水率偏小，土粒间结合水膜较薄，土体压实困难，含水率偏高，孔隙中多余的水分又会封闭部分空气，压实效果反而会下降。所以处于最佳含水率左右的土粒最容易压实。本工程在拉海堤桩号为0+000-0+100处取100m长度作为填筑碾压试验段落。首先用推土机清除路基表层杂质、树根等，为试验段开始做好准备。

2.3 明确试验段施工的目的

通过碾压试验过程，找到能够满足设计要求密实度的施工参数，主要包括鋪土方式、铺土厚度、碾压机械规格、碾压遍数、压实方式等。试验依据主要是根据《堤防工程施工技术规范》和《土工试验规程》以及嫩江应急度汛工程设计图纸及技术要求。

2.4 土方填筑压实试验过程

填筑体应分层回填，分层碾压，回填材料为砂性土，压实度不得小于设计及图纸要求。现场机械设备有160推土机两台，PC300（15m3 ），挖掘机1台，5m3 轮式装载机1台，洒水车1台，自卸车两台；测量仪器有DTM532C、DSZ2水准仪等；试验检测仪器有电子秤、环刀等。碾压方式采用后退法和错距法碾压，碾压层次布置分为两层，用履带式推土机分别对松铺厚度为25cm、30cm、35cm的土层进行碾压试验，根据压实后的检测结果选择最佳铺筑厚度。再通过不同的碾压遍数所碾压的压实度数值来确定既能满足设计要求，又能达到经济合理原则的碾压遍数。

2.4.1 碾压试验基本工序

（1）填筑前在有效碾压场范围内整平场地，选好沉降观测点，准确标示出控制高程来控制虚铺厚度。

（2）自卸车卸料采用后退法，自卸车一车一点卸料，呈梅花形布料。

（3）采用推土机推平至计划虚铺厚度及大致整平，必要时可以用人工耙平。

（4）按计划和规定的操作要求，进行碾压，采用前进后退碾压作业，错位前进法，碾压轨迹重叠量控制在50cm左右，行车速度不得大于2km/h。

（5）直至达到规定的碾压遍数，然后进行压实度检测试验。

（6）环刀取样测定试坑干密度，对挖出的土料测定含水率。

（7）测定压实后土层厚度，目测压实土层底部是否有虚土，上层与下层结合是否良好，例如有无光面，是否发生剪力破坏等。

（8）测量压实后沉降点高程，与碾压前对应点高程相对比，两者之差就是碾压沉陷值。

（9）碾压完成后，需对填筑层表面进行刨毛作业，以保证上下两层之间良好结合。刨毛采用反铲履带在压好的填筑层面上反复行走，进行刨毛。对处于运输线路上的填筑面，要及时清理运输过程散落的土块、杂物等，车辆行驶、人为踩踏等原因形成的光面在填筑前也要彻底清除，并进行洒水湿润。

（10）试验后用原材料将试坑进行回填处理，分层填入后分层碾压密实。

2.5 碾压过程检测

2.5.1 含水率检测

碾压前首先要对填土的含水率进行检测，含水率应控制在最佳含水率±2%范围以内。如果含水率偏低需进行洒水，含水率过高则应进行晾晒。

2.5.2 铺层厚度与碾压沉降测量

在铺料前首先用精密水准仪进行基层标高量测，铺料后再测量土料顶面标高，就可以计算出铺料厚度。测点间距布置宜为平行碾压方向为1m，垂直碾压方向为2m。土料铺层厚度误差应控制在5%以内。以后每碾压两遍测量一次顶面标高，求出碾压沉降量，精度为1mm。

2.5.3 干密度和含水率检测

最终碾压完毕后要对土层进行压实度的检测。可采用环刀法进行，取样数量不少于12个，来测定压实后的土层干密度。用环刀内的土样测出此时的含水率。

2.5.4 上下层之间结合检测

层间结合情况检测可以在测定压实层厚度时同步进行，观察压实土层底部是否有浮土，有无光面，是否发生剪力破坏现场等。

2.6 对碾压数据成果进行总结整理

在试验过程中要做好各厚度土层以及各碾压遍数的检测数据，根据最终碾压结果测的数据来选择配套的机械设备组合，经济合理的碾压遍数以及松铺层厚度等，形成试验段总结报告，报监理及业主方进行审批后，方能作为后期施工的控制依据，指导本工程大面积土方填筑施工。

结语

通过上述填筑碾压试验得到最后的施工参数为：铺土厚度为25cm，碾压机械选择履带式推土机，碾压遍数不少于8遍。通过合理的参数试验，既加快了施工进行，提高了施工效率，又保证了工程的质量，使得拉海堤防工程能够按期完成，工程顺利竣工，得到了各方好评，并保证了嫩江流域汛期的安全。

参考文献

[1]陈国灿.堤防工程施工质量管理的措施[J].中国水运（下半月），2009（7）：169-170.

[2]SL260—2014，堤防工程施工规范[S].

[3]SL237—1999，土工试验规程[S].