贵州某变电站回填土质量检测方法的探讨研究

张俊建

（中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550009）

场地回填层质量控制是变电站工程施工质量的重要组成部分，根据设计要求，场地内回填层的压实系数应达到0.94及以上，回填土的颗粒级配应为良好，且回填土颗粒最大粒径不应超过300mm。结合本工程场地、建 （构）筑物的特点，以及回填土基本特性，采用了适宜的检测试验方法，确保检测试验结果及所作出的评价报告真实可靠。

1 工程概况

变电站地处低山构造剥蚀残丘麓部缓坡地段，原始地形由北西侧、呈人工梯坎 （稻田）状，向北东侧及南西侧逐渐降低。场地西部紧靠山丘，挖方区主要分布在该地段；北东部及西南部相对较低，填方区主要分布在该地段，其中：北东部回填层一般厚度0.5m～2.0m，最厚约3m；西南部填方区回填层一般厚度0.5m～4.0m，最厚约6.0m。

据现场试坑鉴别，场地回填层中、下部填料主要来源于场地挖方土料，为粉质粘土含少量碎石 （＜5%） ～混碎石（5%～15%），上部填料主要来源于场地挖方土料与外购渣石混合体，为粘土混～混多量 （15%～25%）碎石，站内道路及进站道路则以外购渣石为主。

2 检测方法、原理及结果

2.1 检测方法的确定

据前期勘测资料，场平挖方以粘土为主。按设计方案需外购一定量填料且要求外购料为碎石，碎石应首先与场地挖方土料充分拌匀后再铺垫压实，因而填料为素填土，属碎石土类。本次回填土质量检测制定了详细的检测试验工作大纲，综合施工进度、现场条件及其他外部因素，本次检测试验工作按照场平施工的初期、中期及末期，分三次进行回填层压实质量测定，采用的检测方法包括现场试坑灌水法测密度、现场采取试样、室内颗分试验、击实试验及含水率试验。

2.2 基本原理

1）灌水法，根据场地条件及回填层岩土构成特性，选择试坑灌水法检测压实密度较为可靠，本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层，挖至要求深度，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称取试样质量；试坑挖好后，将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内，将水缓慢注入塑料薄膜袋中直至注满，记录用水体积。根据实测试坑内回填土的重量、灌水得出的试坑体积，计算出回填土的密度。

2）颗分试验，采用规定的不同孔径标准筛，将风干、松散土样按相关操作依次进行筛析，分别称量、计算出各小于某粒径试样质量占试样总质量百分数，绘制颗粒大小分布曲线，通过曲线截取相关参数，计算出土样的颗粒不均匀系数 （Cu）和曲率系数 （Cc）。

3）击实试验，首先测定代表性风干土的风干含水率，根据土样塑限预估最优含水率，配置一组试样并静置1～2天后，分别取出并采用标准击实仪进行击实试验和计算，将所获得的参数按规定制图，在图中获取土样的最大干密度和最优含水率。若采用的是轻型击实试样，应按规定检查是否需进行结果校正。

2.3 检测结果

按相关试验要求，结合场地回填区特征及其建构筑物布置施工条件，先后在现场选取7个检测点进行回填层压实密度检测，称取挖出的回填土湿重量和干重量，在坑底与坑壁铺设薄膜，向坑内灌水并记录水的体积，结合室内含水率试验，计算出回填土的天然密度、含水率和干密度。并先后采取7组具代表性试样进行室内筛分试验、击实试验，以测定回填土粒径的均匀程度和级配优劣、回填土的最大干密度和最优含水率。具体结果见表2.3-1、表2.3-2、表2.3-3。

表2.3-1 2014年10月中下部回填土层检测结果

表2.3-2 2014年12月道路回填土层结果

表2.3-3 2015年5月上部回填土层检测结果

3 回填土层分析与评价

3.1 回填土颗粒级配特性

根据室内筛分试验结果可知：

1）场地回填层中、下部填料不能同时满足Cu＞5及Cc=1～3条件，属不良级配材料 （表2.3-1）。由于填料的粉、粘粒含量在48.1%～74.4%之间，土层压实特性主要受土体含水率控制。

2）场地回填层上层填料能同时满足Cu＞5及Cc=1～3条件，属良好级配材料 （表2.3-3）。填料的粉、粘粒含量在29%～38%之间，土层压实特性受土体含水率及颗粒级配双重控制。

3）站内道路及进站道路回填层填料以渣石为主，能同时满足Cu＞5及Cc=1～3条件，属良好级配材料 （表2.3-2）。填料的粉、粘粒含量在8% ～20%之间，土体压实特性主要受颗粒级配控制。

3.2 回填土击实特性

为准确判定回填土层压实质量，先后分三次在场地回填层中不同地段、不同深度，采取了7组试样进行室内击实试验，根据试验结果可知：

第一次和第三次检测对象均为站内回填层，所取试样的检测结果比较接近，填土最大干密度 （ρd）在1.75～1.82（g/cm3）之间，说明两组测试所取试样的击实基本特性相近；第二次检测对象为站区道路回填层，回填材料以外购渣石为主，所测得的最大干密度为2.24g/cm3。

3.3 回填土均匀性

通过三次现场实地调查鉴别，结合采取土样进行的室内试验资料分析认为，场地回填层所含碎石、砂及粘性土分布不均。其中，站内回填层中、下部填料粉、粘粒含量在48.1%～74.4%之间相对较高；上层粉、粘粒含量在29%～38%之间相对一般；站内道路及进站道路填料渣石含量在62%～71%之间，粉、粘粒含量较低。

3.4 回填土压实性

根据现场测得的压实密度，结合室内击实试验、含水率试验，综合检得出回填层的压实系数λc，具体试验结果见表2.3-1、表2.3-2、表2.3-3。

根据设计要求，压实系数应达到0.94及以上。根据试验结果可知，除GZ2的压实系数为0.93以外，其他检测点的试验结果中压实系数λc在0.94～0.96之间，满足设计要求。经与设计沟通，GZ2所处区域为变电站的绿化带，上部没有建、构筑物存在，且站区内回填土不做为基础持力层，因此在该区内压实系数达到0.93时也可以满足设计基本要求。

4 结论和建议

4.1 结论

1）站区回填材料均匀性存在差异，同时受施工影响，使得现场采取的试样的基本特性 （如密度、级配、击实性等）存在差异。

2）室内筛分试验揭示，回填层土质不够均匀，颗粒分布及其级配有好有差，压实的控制条件不同。

3）通过室内击实试验，测得了回填层各检测点的最大干密度，变化范围为1.75～2.24（g/cm3）；通过现场密度试验、室内含水率试验，测得试样的干密度，变化范围为1.65～2.15（g/cm3）。

4）根据前期试验结果，计算出回填层的压实系数（λc） =0.93～0.96。结合现场条件和设计要求，综合评价整个回填层压实质量及其稳定性能够满足设计要求。

4.2 建议

对于变电站内回填土质量检测，重点是要解决回填土作为持力层的均匀性、整体稳定性和密实度，所实施的检测手段虽然都能取得较好的检测效果，在一定程度上保证了施工质量的可靠性，但是均有一定的局限性，依然可能存在多方面的问题。因此，在后期的检测工程中，可尝试采取新技术、新方法、多手段结合，以保证在回填土检测中取得更好的效果。