浅谈土石坝粘土心墙压实度质量控制方法

浅谈土石坝粘土心墙压实度质量控制方法

字云春

临沧市水利水电勘测设计研究院云南临沧677000

摘要：在碾压式土石坝施工中，制定和执行压实标准是工程质量的关键。由于现场检测控制的不规范，不灵活，可能导致评价结果的不准确。正确掌握压实度控制方法对工程质量有着十分重要的意义。

关键词：非均匀性粘土；压实度；质量控制标准

碾压式土石坝施工一般以含水量和干密度为施工控制标准。粘土心墙直接以压实度指标形式为设计控制指标，如自治区某大型引水工程为粘土心墙坝，心墙的不同部位要求的压实标准不同，设计压实度控制指标要求为0.98，0.99。但施工中，现场测定土料的最大干密度过程，标准击实要花费较长时间。一个标准击实试验一般需要2d，由于试验结果没有出来，坝体就不能进行下一层填筑，结果是严重影响着施工作业的进度。针对这个问题，许多学者进行了专门的研究，大量实践证实西乐夫提出的3点击实法解决该问题比较实用。该方法的击实试验采用标准普氏击实法，通过对原状土进行3点击实，换算出最大湿密度，用压实后的湿密度与之相比，迅速得到质评结果，检测时间大大缩短，不影响施工进度。以下从3个方面对压实度控制问题进行阐述，目的在于全面了解和掌握现场实际控制的方法。

1.压实度和压实度指控标准

在《碾压式土石坝设计规范》SL274-2007中，对含砾和不含砾的粘性土的填筑标准应以压实度和最优含水率为设计控制指标。设计干密度应以击实最大干密度乘以压实度求得。粘性土的压实度应符合下列要求：1级、2级坝和高坝的压实度应为98%，100%，3级中、低坝和3级以下的中坝的压实度应为96%～98%，设计地震烈度为8度、9度的地区，宜取上述规定的大值。可见压实度指标是根据工程等级和坝体不同部位来分别对待取值的。对均质粘性土而言，用标准击实试验测得的pdmax趋于常数值，可对应求出不同设计标准的设计干密度值。但是自然界土的沉积受诸多因素的影响、大多是非均质土，级配存在差别，对不同的土料，应该有不同的压实干密度。施工现场合理控制不同土样的压实干密度是施工质量的保障。

2、点击实法压实度现场检测方法

现场压实度质控标准

以2式除以3式，将现场实测湿密度同换算的最大湿密度相比，即可得到质评结果ρd（1+ωf）/ρdmax（1+ωf）=ρd/ρdmax≥D还可获得现场含水量

与最优含水量的差值。ωoρ-ωf=（1+ωoρ）。zm/（1+zm）；zm=（ωoρ-ωf）/（1+ωf）

从上述的推导过程中，主要作法是在现场击实中，任取3点换算出与现场相同含水量的最大湿密度值，用现场实测湿密度与之相比，得到现场压实度值，迅速作出质评结果。

2.2现场的具体操作方法

（1）取原状样，数量满足标准击实试验要求。

（2）对原状土加、减水作击实试验，得到3组击实湿密度值。3个值中最好是中间值最大。

（3）把3组土样击实后的湿密度值换算成与原状土含水量相同的湿密度。

（4）换算后的湿密度值用平行线法求出现场含水量条件下的最大湿密度值。

（5）用碾压后现场湿密度值与换算出的最大湿密度值相比，得出现场的压实度值。以此值和设计压实度值相比较，即可判出压实质量的合格与否。

2.3推平行线求解最大换算湿密度

求解最大换算湿密度是现场求得压实度的关键，推平行线求解最大换算湿密度依据的原理是击实曲线符合抛物线特征一一即击实曲线上最大密度值附近曲线为一标准抛物线。见图1。

（1）建立ω（%）为横坐标、ρd（1+ωf）为纵坐标的坐标系，标出3点击实值A、B、C；

（2）过A点作平行于横坐标的底线AA，；过B、C2点分别作AA，的垂线，交点为D、K；

（3）过D分别作AB、AC的平行线DE、DC，（E、C，分别为DE、DC，与垂线CK的交点）；

（4）过E点作AA，的平行线交垂线BD于F点，以F点引线FC，交AA，于G点。

（5）AG的垂直平行线O-O即为最大干密度值所在的对称轴；AB与对称轴交于H点，由H点作AA，的平行线交BD于I点。由I点向G引线，连接I、G与对称轴交点M，M点对应的湿密度值即为所求最大换算湿密度值。

3.压实度值控方法在运用中常见的一些问题

（1）现场实测验数量较少，而以大量的现场湿密度值与少量的最大换算湿密度相比，得出的大量的现场压实度值，这是由于试验过程不满足碾压密度和最大密度必须为同一土料的要求。

（2）由于碾压机械具较大的压实功能，片面追求压实度而忽略对含水量的控制，往往导致含水量偏离最优，层间光面接触粘结不好，压实过大造成超压剪切破坏。

4.结论

（1）对非均匀的粘土，应以压实度作为坝体密实的质量控制标准。干密度指控方法比压实度指控方法操作过程简单，保证了施工进度。

（2）在现场试验时，要求现场测得的最大湿密度和碾压湿密度应对应同一土料，击实取样和现场密度取样应为同一点位。压实度控制指标并非越大越好，应最大限度的靠近最优含水量。

（3）压实度指控法中的现场压实度为理论推算的近似值，反映施工过程控制和碾压参数的控制质量，施工中应进行二检抽查对比，校核现场测试工作，保证可靠的质评结果。

参考文献：

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